(57)【要約】      （修正有）【課題】  表示面上に表示されているポインタ（カーソル）などのマークの位置を円滑、迅速、正確に制御する遠隔制御装置及びそのような遠隔制御装置を内蔵する表示装置を提供する。【解決手段】  遠隔制御装置は光学式指示装置１及び受光装置３を備え、表示装置２は遠隔制御装置の受光装置３を内蔵し、光学式指示装置１は位置検出用光信号ＬＳｐ及び機能制御用光信号ＬＳｃを発光出力し、受光装置３へ送信する。受光装置３は位置検出用光信号ＬＳｐを受光入力する位置検出用受光素子３ｐと、機能制御用光信号ＬＳｃを受光入力する機能制御用受光素子３ｃとを備える。光学式指示装置１を光学式指示装置１ａから光学式指示装置１ｂへと移動すると、位置検出用受光素子３ｐが受光入力する位置検出用光信号ＬＳｐ（受光信号）は移動に追従して変化する。受光信号の変化を演算して求めた位置信号に応じてポインタ４の表示位置を移動させるものとする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置検出用光信号を発光出力する第１発光素子及び第２発光素子を実装してある光学式指示装置と、前記位置検出用光信号を受光入力して検出した受光信号から位置信号を求める受光装置とを備える遠隔制御装置であって、
前記第１発光素子の光軸は、前記光学式指示装置の基準軸に交差する第１方向で前記基準軸に対して前記第１発光素子の半値角以下の傾斜角を有し、
前記第２発光素子の光軸は、前記第１方向と交差する第２方向で前記基準軸に対して前記第２発光素子の半値角以下の傾斜角を有する
ことを特徴とする遠隔制御装置。
【請求項２】
前記第１発光素子は、前記第１方向に形成された第１面に実装され、前記第２発光素子は、前記第２方向に形成された第２面に実装してあることを特徴とする請求項１に記載の遠隔制御装置。
【請求項３】
前記第１面及び第２面は、多角錐又は多角錐台の隣接する２側面を構成していることを特徴とする請求項２に記載の遠隔制御装置。
【請求項４】
前記第１方向と前記第２方向の交差角は９０度であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一つに記載の遠隔制御装置。
【請求項５】
前記第１発光素子及び第２発光素子は、相互に異なる発光波長を有することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一つに記載の遠隔制御装置。
【請求項６】
前記第１発光素子は、赤外光領域又は可視光領域の発光波長を有し、前記第２発光素子は、可視光領域又は赤外光領域の発光波長を有することを特徴とする請求項５に記載の遠隔制御装置。
【請求項７】
前記第１発光素子及び第２発光素子の各光軸に垂直な面での光強度分布パターンは、楕円形であることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一つに記載の遠隔制御装置。
【請求項８】
前記第１発光素子及び第２発光素子の前記光強度分布パターンでの前記楕円形の長軸方向は、相互に交差していることを特徴とする請求項７に記載の遠隔制御装置。
【請求項９】
前記長軸方向の交差角は９０度であることを特徴とする請求項８に記載の遠隔制御装置。
【請求項１０】
位置検出用光信号は、位置検出用パルスに変調搬送波を重畳した発光用パルス信号を前記第１発光素子及び第２発光素子にそれぞれ印加することにより発光出力されることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか一つに記載の遠隔制御装置。
【請求項１１】
前記発光用パルス信号は、前記変調搬送波を重畳した検出開始用パルスを前記位置検出用パルスの前に有することを特徴とする請求項１０に記載の遠隔制御装置。
【請求項１２】
前記位置検出用パルスは、同一のパルス幅と同一の周期を有する複数のパルスで構成してあることを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の遠隔制御装置。
【請求項１３】
前記受光装置は前記発光波長に対応して相互に異なる波長選択特性を有する２つの位置検出用受光素子を備えることを特徴とする請求項５ないし請求項１２のいずれか一つに記載の遠隔制御装置。
【請求項１４】
前記位置検出用受光素子はそれぞれ異なる前記波長選択特性を有する光学フィルタを備えることを特徴とする請求項１３に記載の遠隔制御装置。
【請求項１５】
前記２つの位置検出用受光素子がそれぞれ検出した受光信号の出力レベルの差を演算処理することにより前記位置信号を求めることを特徴とする請求項１３又は請求項１４に記載の遠隔制御装置。
【請求項１６】
前記２つの位置検出用受光素子がそれぞれ検出した受光信号の出力レベルの比を演算処理することにより前記位置信号を求めることを特徴とする請求項１３又は請求項１４に記載の遠隔制御装置。
【請求項１７】
前記２つの位置検出用受光素子がそれぞれ検出した受光信号の出力レベルの差と比を演算処理することにより前記位置信号を求めることを特徴とする請求項１３又は請求項１４に記載の遠隔制御装置。
【請求項１８】
前記受光装置は、前記２つの位置検出用受光素子それぞれに対応する第１受光回路及び第２受光回路と、該第１受光回路及び第２受光回路が検出した受光信号を演算処理して位置信号を求める演算処理部とを備えることを特徴とする請求項１３又は請求項１４に記載の遠隔制御装置。
【請求項１９】
前記第１受光回路及び第２受光回路はそれぞれ、前記位置検出用光信号を受光入力して受光信号を検出する前記位置検出用受光素子と、前記位置検出用受光素子が検出した受光信号を増幅する増幅回路と、増幅回路が増幅した受光信号の振幅値を検出する振幅値検出回路とを備えることを特徴とする請求項１８に記載の遠隔制御装置。
【請求項２０】
前記位置検出用パルスに対応する受光信号の複数のパルスについて求めた振幅値を平均して受光信号の振幅値とすることを特徴とする請求項１９に記載の遠隔制御装置。
【請求項２１】
前記増幅回路と前記振幅値検出回路の間にバンドパスフィルタが接続してあることを特徴とする請求項１９又は請求項２０に記載の遠隔制御装置。
【請求項２２】
前記増幅回路の増幅率は、自動利得制御回路により調整することを特徴とする請求項１９ないし請求項２１のいずれか一つに記載の遠隔制御装置。
【請求項２３】
前記増幅率は、前記検出開始用パルスに対応する受光信号の振幅値が飽和しないように調整することを特徴とする請求項２２に記載の遠隔制御装置。
【請求項２４】
情報を表示する表示部及び該表示部を保持する枠部を備える表示装置において、請求項１ないし請求項２３のいずれか一つに記載の遠隔制御装置を備え、前記受光装置を前記枠部の前面に配置してあることを特徴とする表示装置。
【請求項２５】
前記光学式指示装置は、表示装置の機能を制御する機能制御信号に対応する機能制御用光信号を発光出力して前記受光装置へ送信し、前記受光装置は、前記機能制御用光信号を受光入力して前記機能制御信号を出力する構成としてあることを特徴とする請求項２４に記載の表示装置。
【請求項２６】
前記光学式指示装置は、前記機能制御用光信号を発光出力する第３発光素子を備えることを特徴とする請求項２５に記載の表示装置。
【請求項２７】
前記第３発光素子は、赤外光領域又は可視光領域の発光波長を有することを特徴とする請求項２６に記載の表示装置。
【請求項２８】
前記機能制御用光信号は、前記第１発光素子及び第２発光素子のいずれか一方から発光出力されることを特徴とする請求項２５に記載の表示装置。
【請求項２９】
前記受光装置は、前記機能制御用光信号を受光入力する機能制御用受光素子を備えることを特徴とする請求項２５ないし請求項２８のいずれか一つに記載の表示装置。
【請求項３０】
前記機能制御用受光素子は、前記発光波長に対応する波長選択特性を有することを特徴とする請求項２９に記載の表示装置。
【請求項３１】
前記機能制御用光信号は、前記２つの位置検出用受光素子のいずれか一方が受光入力することを特徴とする請求項２５ないし請求項２８のいずれか一つに記載の表示装置。
【請求項３２】
前記位置信号に基づいて、前記表示部に表示されたマークの位置を制御することを特徴とする請求項２４ないし請求項３１のいずれか一つに記載の表示装置。
【請求項３３】
表示装置はテレビジョン受像機であることを特徴とする請求項２４ないし請求項３２のいずれか一つに記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置の表示面に表示されたポインタ（カーソル）などのマークの位置を表示装置から離れた位置で光学的に制御する遠隔制御装置及びそのような遠隔制御装置を組み込んだ表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、離れた位置から表示装置の表示面に表示されたカーソルを操作する装置として機械的に制御する遠隔制御装置が知られている。機械的に制御する遠隔制御装置は、例えば十字カーソルキーやボールポイント装置などを位置信号の入力手段としている。また、その他に、静電パッドやジョイスティックが付いた座標入力装置が知られている。
【０００３】
上述の機械的な制御による遠隔制御装置の他に、発光素子を用いた光学式の遠隔座標指示装置として、発光素子を有する遠隔操作体と、遠隔操作体からの光を受光して指示個所を検出するコントローラ部とを備えたものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
この遠隔座標指示装置の遠隔操作体は、中央に配置された中央発光素子と、中央発光素子を中心として光軸が離れる方向に傾けて配置された上方向発光素子系、下方向発光素子系、右方向発光素子系、左方向発光素子系とを備え、全体で５系統の発光素子を備えていることから、機構的に複雑な構成となっており、制御系も複雑になっている。また、発光素子が多数必要となり、消費電力が大きくなり遠隔制御装置としては実用的でないという問題がある。
【特許文献１】特許第３２７３５３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の遠隔制御装置では、付加した十字カーソルキーなどで希望の位置にカーソルを移動するのにステップ的な動きしかできず且つ、方向も上下・左右のみであり斜めに円滑な移動をするには十分ではなかった。
【０００６】
また、ボールポイント・静電パッドやジョイスティックにおいても、片手で簡単に操作するには直感的ではなく、思うようなカーソルの移動が実行できなかった。
【０００７】
また、提案されている光学式の遠隔座標指示装置では、発光素子が多数必要となり遠隔制御装置としては実用的でないという問題があった。
【０００８】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、２つの発光素子を備える光学式指示装置と、光学式指示装置からの位置検出用光信号を受光入力して受光信号を検出し、受光信号から位置信号を求める受光装置とを備えることにより、表示装置の表示面上に表示されているポインタ（カーソル）などのマークの位置を円滑、迅速、正確に制御することができると共に発光素子数を少なくした低消費電力型の遠隔制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
また、上述した遠隔制御装置を備えることにより、表示面のポインタを自由に操作性良く制御することが可能な表示装置を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る遠隔制御装置は、位置検出用光信号を発光出力する第１発光素子及び第２発光素子を実装してある光学式指示装置と、前記位置検出用光信号を受光入力して検出した受光信号から位置信号を求める受光装置とを備える遠隔制御装置であって、前記第１発光素子の光軸は、前記光学式指示装置の基準軸に交差する第１方向で前記基準軸に対して前記第１発光素子の半値角以下の傾斜角を有し、前記第２発光素子の光軸は、前記第１方向と交差する第２方向で前記基準軸に対して前記第２発光素子の半値角以下の傾斜角を有することを特徴とする。
【００１１】
この構成により、光学式指示装置の基準軸に対する第１発光素子、第２発光素子の各傾斜角を各発光素子が有する半値角以下にすることから、各発光素子が有する発光強度分布特性の指向性を用いて位置検出用光信号を精度良く検出することができる。つまり、受光装置は第１発光素子及び第２発光素子の両方の位置検出用光信号（の光強度）を相対的に強弱（受光信号の大小）を有する状態で検出することができるので、両方の位置検出用光信号に対応する受光信号の大小を比較して演算処理することにより、位置信号を求めることができる。この位置信号を用いて例えば表示面に表示されたポインタ（カーソル）などのマークの位置を制御することが可能となる。また、発光素子２個で光学式指示装置を構成することから消費電力の少ない遠隔制御装置となる。
【００１２】
本発明に係る遠隔制御装置では、前記第１発光素子は、前記第１方向に形成された第１面に実装され、前記第２発光素子は、前記第２方向に形成された第２面に実装してあることを特徴とする。
【００１３】
この構成により、発光素子を面に実装するので安定した実装、安定した傾斜角の確保が可能となる。
【００１４】
本発明に係る遠隔制御装置では、前記第１面及び第２面は、多角錐又は多角錐台の隣接する２側面を構成していることを特徴とする。
【００１５】
この構成により、発光素子を実装する面を多角錐又は多角錐台の隣接する２側面とすることから、位置検出用光信号の発光出力を受光装置に向けて確実に行うことができる。
【００１６】
本発明に係る遠隔制御装置では、前記第１方向と前記第２方向の交差角は９０度であることを特徴とする。
【００１７】
この構成により、第１発光素子及び第２発光素子からの位置検出用光信号の相対的な差を大きくすることができ、位置信号の検出精度を向上することができる。
【００１８】
本発明に係る遠隔制御装置では、前記第１発光素子及び第２発光素子は、相互に異なる発光波長を有することを特徴とする。
【００１９】
この構成により、第１発光素子及び第２発光素子を相互に異なる発光波長とするので、受光装置での検出を容易にし、検出精度を向上することができる。
【００２０】
本発明に係る遠隔制御装置では、前記第１発光素子は、赤外光領域又は可視光領域の発光波長を有し、前記第２発光素子は、可視光領域又は赤外光領域の発光波長を有することを特徴とする。
【００２１】
この構成により、発光波長を可視光領域と赤外光領域とに区分するので、発光波長の異なる発光素子を容易に構成することができる。
【００２２】
本発明に係る遠隔制御装置では、前記第１発光素子及び第２発光素子の各光軸に垂直な面での光強度分布パターンは、楕円形であることを特徴とする。また、本発明に係る遠隔制御装置では、前記第１発光素子及び第２発光素子の前記光強度分布パターンでの前記楕円形の長軸方向は、相互に交差していることを特徴とする。また、本発明に係る遠隔制御装置では、前記長軸方向の交差角は９０度であることを特徴とする。
【００２３】
この構成により、光強度分布パターンを楕円形とし、また長軸方向を相互に交差して配置するので、受光装置で受光入力する第１発光素子及び第２発光素子からの位置検出用光信号の相対的な差を大きくすることができ、受光装置での検出精度を向上することができる。特に交差角を９０度とすることにより、位置検出用光信号の差を確実に大きくすることができる。
【００２４】
本発明に係る遠隔制御装置では、位置検出用光信号は、位置検出用パルスに変調搬送波を重畳した発光用パルス信号を前記第１発光素子及び第２発光素子にそれぞれ印加することにより発光出力されることを特徴とする。
【００２５】
この構成により、位置検出用パルスを有する発光用パルス信号により位置検出用光信号をパルス状に発生し、また、変調搬送波を重畳することにより位置検出用光信号を外乱光（ノイズ）と確実に区別できるので、遠隔制御装置の制御性を向上することができる。また、パルス状の受光信号として検出できるので、ＣＰＵ（中央演算処理装置）などによる受光信号の演算処理を精度良く容易に行うことができる。
【００２６】
本発明に係る遠隔制御装置では、前記発光用パルス信号は、前記変調搬送波を重畳した検出開始用パルスを前記位置検出用パルスの前に有することを特徴とする。
【００２７】
この構成により、発光用パルス信号を検出開始用パルスと位置検出用パルスとに区分して、先に検出開始用パルスを発生するので、受光装置での必要な調整を行うことができ、受光信号の検出精度を向上することができる。
【００２８】
本発明に係る遠隔制御装置では、前記位置検出用パルスは、同一のパルス幅と同一の周期を有する複数のパルスで構成してあることを特徴とする。
【００２９】
この構成により、同一のパルスを複数個繰り返して発生するので、信号処理の精度を向上でき、位置検出の精度を向上することができる。
【００３０】
本発明に係る遠隔制御装置では、前記受光装置は前記発光波長に対応して相互に異なる波長選択特性を有する２つの位置検出用受光素子を備えることを特徴とする。
【００３１】
この構成により、受光装置は光学式指示装置からの発光波長に対応して受光入力できるので、受光信号の検出を容易にし、検出精度を向上することができる。
【００３２】
本発明に係る遠隔制御装置では、前記位置検出用受光素子はそれぞれ異なる前記波長選択特性を有する光学フィルタを備えることを特徴とする。
【００３３】
この構成により、波長選択特性を有する光学フィルタを用いるので、位置検出用受光素子の特性仕様を簡略化することができる。
【００３４】
本発明に係る遠隔制御装置では、前記２つの位置検出用受光素子がそれぞれ検出した受光信号の出力レベルの差を演算処理することにより前記位置信号を求めることを特徴とする。また、本発明に係る遠隔制御装置では、前記２つの位置検出用受光素子がそれぞれ検出した受光信号の出力レベルの比を演算処理することにより前記位置信号を求めることを特徴とする。また、本発明に係る遠隔制御装置では、前記２つの位置検出用受光素子がそれぞれ検出した受光信号の出力レベルの差と比を演算処理することにより前記位置信号を求めることを特徴とする。
【００３５】
この構成により、受光信号の出力レベルの差、受光信号の出力レベルの比、又は受光信号の出力レベルの差と比を用いて演算処理を行うので、簡単な演算処理とすることができる。また、差と比の両方を用いたときは検出精度を更に向上することができる。
【００３６】
本発明に係る遠隔制御装置では、前記受光装置は、前記２つの位置検出用受光素子それぞれに対応する第１受光回路及び第２受光回路と、該第１受光回路及び第２受光回路が検出した受光信号を演算処理して位置信号を求める演算処理部とを備えることを特徴とする。
【００３７】
この構成により、２つの位置検出用受光素子に対応して第１受光回路、第２受光回路を設け、それぞれで検出した受光信号に対して演算処理するので、容易、正確に受光信号を処理することができる。
【００３８】
本発明に係る遠隔制御装置では、前記第１受光回路及び第２受光回路はそれぞれ、前記位置検出用光信号を受光入力して受光信号を検出する前記位置検出用受光素子と、前記位置検出用受光素子が検出した受光信号を増幅する増幅回路と、増幅回路が増幅した受光信号の振幅値を検出する振幅値検出回路とを備えることを特徴とする。
【００３９】
この構成により、増幅回路により受光信号の振幅値を適宜の値に調整することができ、また受光信号の振幅値を検出することから受光信号の出力レベル（相対的光強度）を精度良く、容易に検出することができる。
【００４０】
本発明に係る遠隔制御装置では、前記位置検出用パルスに対応する受光信号の複数のパルスについて求めた振幅値を平均して受光信号の振幅値とすることを特徴とする。
【００４１】
この構成により、複数のパルスを有する受光信号について複数のパルスの振幅値を検出して平均することから、光学式指示装置の揺れなどによる位置検出用光信号の揺れによる誤差を除去することができ、受光信号の検出精度を向上することができる。
【００４２】
本発明に係る遠隔制御装置では、前記増幅回路と前記振幅値検出回路の間にバンドパスフィルタが接続してあることを特徴とする。
【００４３】
この構成により、バンドパスフィルタを用いて所定の周波数以外の信号（ノイズ）を排除した受光信号に対して振幅値を求めるので受光信号の検出精度を向上することができる。
【００４４】
本発明に係る遠隔制御装置では、前記増幅回路の増幅率は、自動利得制御回路により調整することを特徴とする。
【００４５】
この構成により、自動利得制御回路を用いて増幅回路の増幅率を自動調整することから、受光信号の出力レベルを妥当な値に調整することができ、演算処理を容易、正確に行うことができる。
【００４６】
本発明に係る遠隔制御装置では、前記増幅率は、前記検出開始用パルスに対応する受光信号の振幅値が飽和しないように調整することを特徴とする。
【００４７】
この構成により、受光信号の振幅値を飽和させないので、信頼度の高い正確な受光信号（出力レベル、振幅値）を得ることができる。
【００４８】
本発明に係る表示装置は、情報を表示する表示部及び該表示部を保持する枠部を備える表示装置において、本発明に係る遠隔制御装置を備え、前記受光装置を前記枠部の前面に配置してあることを特徴とする。
【００４９】
この構成により、受光装置を目視で確認することができるので、光学式指示装置の基準軸の方向を確実に受光装置の方向に向けることができ、位置検出用光信号を確実に受光入力することができる。
【００５０】
本発明に係る表示装置では、前記光学式指示装置は、表示装置の機能を制御する機能制御信号に対応する機能制御用光信号を発光出力して前記受光装置へ送信し、前記受光装置は、前記機能制御用光信号を受光入力して前記機能制御信号を出力する構成としてあることを特徴とする。
【００５１】
この構成により、マーク（ポインタ）の位置検出（位置制御）に加えて表示装置の機能を制御することができるので、実用性の高い遠隔制御装置を備えた表示装置とすることができる。
【００５２】
本発明に係る表示装置では、前記光学式指示装置は、前記機能制御用光信号を発光出力する第３発光素子を備えることを特徴とする。
【００５３】
この構成により、位置検出用光信号を発光する第１発光素子及び第２発光素子とは別個に第３発光素子を用いて機能制御用光信号を発光出力することから、機能制御用光信号の発光出力を容易に行うことができ、表示装置の機能の制御を容易、迅速、正確に行うことができる。
【００５４】
本発明に係る表示装置では、前記第３発光素子は、赤外光領域又は可視光領域の発光波長を有することを特徴とする。
【００５５】
この構成により、第３発光素子の発光波長を特定の波長とすることにより、外乱光（ノイズ）の影響を低減して機能制御用光信号の検出精度を向上することができる。
【００５６】
本発明に係る表示装置では、前記機能制御用光信号は、前記第１発光素子及び第２発光素子のいずれか一方から発光出力されることを特徴とする。
【００５７】
この構成により、位置検出用光信号を発光する発光素子（第１発光素子又は第２発光素子）と機能制御用光信号を発光する発光素子（第３発光素子）を兼用するので、光学式指示装置に必要な発光素子の個数を低減して機構を簡略化することができる。
【００５８】
本発明に係る表示装置では、前記受光装置は、前記機能制御用光信号を受光入力する機能制御用受光素子を備えることを特徴とする。
【００５９】
この構成により、位置検出用受光素子とは別個に機能制御用受光素子を用いて機能制御用光信号を受光入力するので、機能制御用光信号の受光入力を容易に行うことができ、表示装置の機能の制御を容易、迅速、正確に行うことができる。
【００６０】
本発明に係る表示装置では、前記機能制御用受光素子は、前記発光波長に対応する波長選択特性を有することを特徴とする。
【００６１】
この構成により、機能制御用受光素子は波長選択特性を有するので、外乱光（ノイズ）の影響の少ない機能制御用光信号を受光入力できる受光装置（遠隔制御装置）を備えた表示装置となる。
【００６２】
本発明に係る表示装置では、前記機能制御用光信号は、前記２つの位置検出用受光素子のいずれか一方が受光入力することを特徴とする。
【００６３】
この構成により、位置検出用受光素子により機能制御用光信号を受光入力するので、受光装置に必要な受光素子の個数を低減して機構を簡略化することができる。
【００６４】
本発明に係る表示装置では、前記位置信号に基づいて、前記表示部に表示されたマークの位置を制御することを特徴とする。
【００６５】
この構成により、表示装置の表示部に表示されたマークとしての例えばポインタの移動を容易に制御することができる。
【００６６】
本発明に係る表示装置では、表示装置はテレビジョン受像機であることを特徴とする。
【００６７】
この構成により、新しい機能（光学式ポインタ機能）を備えたテレビジョン受像機とすることができる。
【発明の効果】
【００６８】
本発明に係る遠隔制御装置によれば、２つの発光素子を用いて位置検出用光信号を発光出力する光学式指示装置と、位置検出用光信号を受光入力して受光信号を検出し、受光信号から位置信号を求める受光装置とを備える遠隔制御装置であって、２つの発光素子の傾斜角を光学式指示装置の基準軸に対して半値角以下にすることから、発光素子の個数を低減して、光学式指示装置を簡略化し、安価で操作性の良い低消費電力型の遠隔制御装置とすることができるという効果を奏する。
【００６９】
本発明に係る遠隔制御装置によれば、２つの発光素子がそれぞれ発光出力する位置検出用光信号を２つの位置検出用受光素子（受光回路）で受光信号として検出し、受光信号の出力レベル（振幅値）を演算処理して光学式指示装置からの位置信号を求める受光装置を備えることから、例えば表示装置の表示面上に表示されたポインタ（カーソル）などのマークの位置を円滑、迅速、正確に制御する遠隔制御装置とすることができるという効果を奏する。
【００７０】
本発明に係る表示装置によれば、本発明に係る遠隔制御装置を組み合わせて受光装置を内蔵する表示装置とすることから、表示面に表示されたマーク（カーソル、ポインタ）の位置を自由に制御することが可能な表示装置とすることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００７２】
図１は、本発明に係る遠隔制御装置及び該遠隔制御装置を備える本発明に係る表示装置の要部概略を示す説明図である。
【００７３】
本発明に係る遠隔制御装置は、いわゆるリモートコントローラであり、光学式指示装置１及び受光装置３により構成してある。また、本発明に係る表示装置２は、本発明の遠隔制御装置の受光装置３を内蔵している。表示装置２は、画像、データなどの情報を表示するモニタ、あるいはテレビジョン受像機などであり、前面の中央部に表示部２ａを有し、その周囲には表示部２ａを保持する枠部２ｂを設けてある。受光装置３は、枠部２ｂの前面に配置（内蔵）してある。なお、受光装置３を表示部２ａに設けることも可能である。
【００７４】
表示部２ａの表示面には、マーク（カーソル）としてのポインタ４が表示してある。同図では、移動する前のポインタ４ａ、移動した後のポインタ４ｂ、ポインタ４の移動軌跡４ｃを概念的に示す。
【００７５】
光学式指示装置１は、位置検出用光信号ＬＳｐ及び機能制御用光信号ＬＳｃを発光出力し、受光装置３へ送信する。位置検出用光信号ＬＳｐ及び機能制御用光信号ＬＳｃは、それぞれ別体の光学式指示装置から送信する形態としても良いが一体の光学指示装置１により発光出力するように構成することが遠隔制御装置の機構を簡略化するためには好ましい。
【００７６】
受光装置３は、位置検出用光信号ＬＳｐを受光入力（検出）する位置検出用受光素子３ｐと、機能制御用光信号ＬＳｃを受光入力（検出）する機能制御用受光素子３ｃとを備える。なお、制御方式、送信方式を工夫することにより位置検出用受光素子３ｐと機能制御用受光素子３ｃを兼用することも可能である。
【００７７】
光学式指示装置１（の基準軸ＢＡＸ（図２参照。））を移動軌跡１ｃで示すように光学式指示装置１ａから光学式指示装置１ｂへと移動すると、位置検出用受光素子３ｐが受光入力する位置検出用光信号ＬＳｐは移動に追従して変化する。受光装置３は、位置検出用光信号ＬＳｐを受光信号として検出することから、受光信号の変化を演算処理して位置信号として検出（出力）することができる。
【００７８】
したがって、検出した位置信号に応じてポインタ４の表示位置を制御して移動させることができる。なお、光学式指示装置１（の基準軸ＢＡＸ）の移動を検出するときの検出基準を第１方向としてのＸ軸（水平方向の移動）、第１方向と交差する第２方向としてのＹ軸（垂直方向の移動）として例示する。演算処理を簡略化し、検出精度を向上するためには、第１方向と第２方向の交差角をＸ軸−Ｙ軸のように９０度とすることがより好ましい。
【００７９】
機能制御用光信号ＬＳｃは、表示装置２の機能を制御する機能制御信号に対応して発光出力（送信）される。機能制御信号は、例えば表示装置２をテレビジョン受像機とした場合にはチャンネル選択信号、音量調整信号、輝度調整信号、表示面上のボタンのオンオフをポインタ４により行うオンオフ制御信号などである。機能制御用受光素子３ｃが受光する機能制御用光信号ＬＳｃを受光装置３は機能制御信号として検出（出力）し、検出した機能制御信号に応じて表示装置２の機能を制御する。
【００８０】
本発明に係る遠隔制御装置では、通常利用される機能制御用光信号ＬＳｃに加えて、ポインタ４の位置を制御する位置検出用光信号ＬＳｐに対応する受光信号の演算処理をして、光学式指示装置１の基準軸ＢＡＸの移動方向を検出することにより、基準軸ＢＡＸの移動方向に同期させて表示面上のポインタ４を移動させたい位置へ簡単に移動させることができ、機械的に制御する遠隔制御装置に比較してポインタ４の位置を高速で円滑に移動制御することが可能となる。
【００８１】
図２、図３は、本発明の動作原理を説明する原理説明図である。図２は、遠隔制御装置の光学式指示装置及び受光装置（位置検出用受光素子）を概念的に示す概念図であり、図３は、位置検出用受光素子が検出した位置検出用光信号（受光信号）の相対的光強度と基準軸変位角との相関を相対的光強度対基準軸変位角特性として示すグラフである。図３において、横軸は基準軸変位角θｓ（度）、縦軸は相対的光強度（％）である。図１と同一部分には同一符号を付して適宜説明を省略する。
【００８２】
光学式指示装置１の受光装置３に対向する面に、位置検出用光信号ＬＳｐを発光出力する第１発光素子ＬＥＤａ及び第２発光素子ＬＥＤｂが実装してある。
【００８３】
第１発光素子ＬＥＤａは、光学式指示装置１の基準軸ＢＡＸに対して交差する第１方向（図上右方向）に対応して形成された第１面１ｆａ上に配置してある。第１発光素子ＬＥＤａの光軸ＬＡＸａは、第１方向で基準軸ＢＡＸに対して第１発光素子ＬＥＤａの半値角以下の傾斜角θａを有するように実装してある。なお、半値角とは発光素子の発光強度の指向性を示し、光強度分布特性で光強度が最大値の半分になる角度である。第１発光素子ＬＥＤａの指向性は、光強度分布特性ＬＤＡａで示される。
【００８４】
第２発光素子ＬＥＤｂは、光学式指示装置１の基準軸ＢＡＸに対して交差する第２方向（図上左方向）に対応して形成された第２面１ｆｂ上に配置してある。第２発光素子ＬＥＤｂの光軸ＬＡＸｂは、第２方向で基準軸ＢＡＸに対して第２発光素子ＬＥＤｂの半値角以下の傾斜角θｂを有するように実装してある。第２発光素子ＬＥＤｂの指向性は、光強度分布特性ＬＤＡｂで示される。
【００８５】
第１方向と第２方向とを適宜交差する形状とし、光軸ＬＡＸａと光軸ＬＡＸｂとはずらして構成することにより、第１発光素子ＬＥＤａからの位置検出用光信号ＬＳｐと第２発光素子ＬＥＤｂからの位置検出用光信号ＬＳｐとを分離して検出することができる。なお、第１発光素子ＬＥＤａ及び第２発光素子ＬＥＤｂの半値角（つまり傾斜角）は相互に異なっていても良い。
【００８６】
第１発光素子ＬＥＤａと第２発光素子ＬＥＤｂとは、相互に異なる発光波長を有する発光素子（例えば半導体発光ダイオード：ＬＥＤ）で構成することにより受光装置３（位置検出用受光素子３ｐ）での位置検出用光信号ＬＳｐに対応する受光信号の検出をより容易にし、検出精度を更に向上でき、精度良く位置信号を求めることができる。例えば一方を赤外光領域の発光波長を有する発光素子とし、他方を可視光領域の発光波長を有する発光素子とする。
【００８７】
なお、第１発光素子ＬＥＤａと第２発光素子ＬＥＤｂの発光波長を同一とした場合には発光周期をずらすなどの工夫をすれば位置検出用光信号ＬＳｐの検出精度を落とすことなく検出をすることができる。
【００８８】
基準軸変位角θｓを図上プラス方向に変位すれば、第２発光素子ＬＥＤｂからの位置検出用光信号ＬＳｐが大きくなり、基準軸変位角θｓを図上マイナス方向に変位すれば、第１発光素子ＬＥＤａからの位置検出用光信号ＬＳｐが大きくなる。
【００８９】
つまり、第１発光素子ＬＥＤａからの位置検出用光信号ＬＳｐ（ＬＳｐａ：図１０参照。）を受光入力する位置検出用受光素子３ｐａ（図１０参照。）の受光信号から相対的光強度ＰＣａを求め、第２発光素子ＬＥＤｂからの位置検出用光信号ＬＳｐ（ＬＳｐｂ：図１０参照。）を受光入力する位置検出用受光素子３ｐｂ（図１０参照。）の受光信号から相対的光強度ＰＣｂを求め、相対的光強度ＰＣａと相対的光強度ＰＣｂとのとの大小関係を比較することにより、基準軸ＢＡＸの変位（基準軸変位角θｓ）を知ることができるので、その変位を位置信号（指示信号）として出力することにより、遠隔制御が可能となる。
【００９０】
なお、受光信号は電気信号で得られるから、相対的光強度ＰＣａと相対的光強度ＰＣｂは、実際には電気信号の大小として検出することができる。つまり受光信号（出力レベル）の大きさを比較することで位置信号を求めることになる。
【００９１】
図３で基準軸変位角θｓが「０」の場合、つまり図２で示す状態の場合には、位置検出用受光素子３ｐが検出する第１発光素子ＬＥＤａからの相対的光強度ＰＣａと第２発光素子ＬＥＤｂからの相対的光強度ＰＣｂがほぼ等しいものになる。なお、同図の数値は例示である。
【００９２】
基準軸変位角θｓを「プラス」方向とした場合、つまり光学式指示装置１を図２で右方向へずらしていくと、位置検出用受光素子３ｐａが検出する相対的光強度ＰＣａは徐々に減少し、位置検出用受光素子３ｐｂが検出する相対的光強度ＰＣｂは徐々に増加する。更に、基準軸変位角θｓが第２発光素子ＬＥＤｂの傾斜角θｂに等しくなると、第２発光素子ＬＥＤｂが位置検出用受光素子３ｐ（３ｐｂ）の正面に来ることから相対的光強度ＰＣｂは光強度分布特性ＬＤＡｂに従って最大となる。
【００９３】
基準軸変位角θｓを「マイナス」方向とした場合、つまり光学式指示装置１を図２で左方向へずらしていくと、位置検出用受光素子３ｐａが検出する相対的光強度ＰＣａは徐々に増加し、位置検出用受光素子３ｐｂが検出する相対的光強度ＰＣｂは徐々に減少する。更に、基準軸変位角θｓが第１発光素子ＬＥＤａの傾斜角θａに等しくなると、第１発光素子ＬＥＤａが位置検出用受光素子３ｐ（３ｐａ）の正面に来ることから相対的光強度ＰＣａは光強度分布特性ＬＤＡａに従って最大となる。
【００９４】
このような相対的光強度ＰＣａ、ＰＣｂの大小関係を比較演算することにより、基準軸ＢＡＸの指示方向（移動方向、位置信号）を知ることができるので、この指示方向（指示方向の変化）を用いて例えば表示部２ａに表示されているポインタ４の移動を制御することができる。なお、相対的光強度ＰＣａ、ＰＣｂは、両者の相違が検出できる程度の相違があれば良く。所定範囲の相違であれば演算処理で適宜補正することができる。つまり、光強度分布特性ＬＤＡａと光強度分布特性ＬＤＡｂは、同等であることが好ましいがこれに限るものではない。また、半値角θａと半値角θｂとは、同等であることが好ましいがこれに限るものではない。
【００９５】
なお、図２では位置検出用受光素子３ｐとして１個のみを示しているが、上述したとおり、第１発光素子ＬＥＤａに対応させて位置検出用受光素子３ｐａ、発光素子ＬＥＤｂに対応させて位置検出用受光素子３ｐｂを設けておくことにより相対的光強度ＰＣａと相対的光強度ＰＣｂとを分離して個別に検出することが容易にできる。なお、位置検出用受光素子３ｐａと位置検出用受光素子３ｐｂとを区別する必要が無い場合には単に位置検出用受光素子３ｐと記載する。
【００９６】
図２、図３の原理説明図では、例えば左右方向での位置検出が可能なことを例示した。左右方向に加えて上下方向の検出、制御を合わせて行うことにより、ポインタ４のＸ軸、Ｙ軸平面（２次元の表示面）上での位置を制御することができる。
【００９７】
図４、図５、図６は、本発明に係る遠隔制御装置での光学指示装置の一実施例を説明する説明図である。図４は、受光装置に対向する方向から見た光学指示装置の正面図であり、図５は、図４の光学指示装置を底面側から見た底面図であり、図６は、図４の光学指示装置を左側から見た側面図である。図１ないし図３と同一の部分には同一の符号を付して適宜説明を省略する。
【００９８】
図４では、光学式指示装置１は受光装置３と対向する側に４角錐を構成していることから、頂点１ｔと第１面１ｆａ、第２面１ｆｂ、第３面１ｆｃ、第４面１ｆｄの４つの側面が現される。また、紙面の手前から背面にかけて頂点１ｔで直交する軸が基準軸ＢＡＸとなる。基準軸ＢＡＸに対して交差する第１方向を例えばＸ軸方向（水平方向）、第２方向を例えばＹ軸方向（垂直方向）と規定することができる。なお、４角錐は頂点１ｔ部分が基準軸ＢＡＸと交差する方向で平面状とされ、４角錐台としてあっても良いことは言うまでもない（図８参照。）。
【００９９】
第１面１ｆａには第１発光素子ＬＥＤａが、第２面１ｆｂには第２発光素子ＬＥＤｂが実装してある。第１発光素子ＬＥＤａ及び第２発光素子ＬＥＤｂは上述したとおり位置検出用光信号ＬＳｐを発光出力する。また、機能制御用光信号ＬＳｃを発光出力する第３発光素子ＬＥＤｃを例えば第３面１ｆｃに実装することも可能である。４角錐の底面には基体部１ｓｕｂが連接してあり、第１発光素子ＬＥＤａ、第２発光素子ＬＥＤｂ、第３発光素子ＬＥＤｃなどを駆動する駆動部が収納してあり、駆動部を制御するためのスイッチなどが表面に設けてある（不図示）。
【０１００】
図５（Ａ）は、光学指示装置１の底面図であり、同図（Ｂ）は、同図（Ａ）の矢符Ｚ−Ｚ方向（光軸ＬＡＸａ、ＬＡＸｂに垂直な面）での光強度分布パターンを示す。基準軸ＢＡＸに対して交差する第１方向（Ｘ軸方向）で、第１発光素子ＬＥＤａの光軸ＬＡＸａは、基準軸ＢＡＸに対して傾斜角θａとして構成してある。傾斜角θａを第１発光素子ＬＥＤａの半値角以下とすることにより、第１発光素子ＬＥＤａからの位置検出用光信号ＬＳｐを位置検出用受光素子３ｐで確実に検出することができる。
【０１０１】
光強度分布特性ＬＤＡａの光強度分布パターンＬＤＰａは、Ｘ軸方向に短軸、Ｙ軸方向に長軸を有する楕円形とし、光強度分布特性ＬＤＡｂの光強度分布パターンＬＤＰｂは、Ｘ軸方向に長軸、Ｙ軸方向に短軸を有する楕円形とする。楕円形の光強度分布パターンＬＤＰａ、ＬＤＰｂを有するように第１発光素子ＬＥＤａ、第２発光素子ＬＥＤｂを構成する。例えば、第１発光素子ＬＥＤａ、第２発光素子ＬＥＤｂのチップ形状を長方形とし、レンズ形状を工夫することにより実現することができる。また、光強度分布パターンＬＤＰａ、ＬＤＰｂの長軸は相互に交差するように配置する。位置検出用光信号ＬＳｐの検出分解能を向上するには、長軸の交差角は９０度とすることがより好ましい。
【０１０２】
第１発光素子ＬＥＤａ及び第２発光素子ＬＥＤｂは、４角錐（４角錐台）の隣接する第１面１ｆａ、第２面１ｆｂに配置したが、これに限るものではなく、３角錐（３角錐台）などの多角錐（多角錐台）、あるいは半球面の適宜な位置に配置することも可能である。なお、第１面１ｆａ、第２面１ｆｂは検出精度を向上するためには相互に隣接させることがより好ましい。また、第１面１ｆａ、第２面１ｆｂは完全な形状としての多角錐（多角錐台）の側面である必要はなく、相互に隣接して交差し、基準軸ＢＡＸに対して傾斜する傾斜面を構成してあれば良い。つまり、不完全な形状としての多角錐（多角錐台）の一部を構成してあれば良い（図８（Ｂ）参照。）。
【０１０３】
図６（Ａ）は、光学指示装置１の側面図であり、同図（Ｂ）は、同図（Ａ）の矢符Ｚ−Ｚ方向（光軸ＬＡＸａ、ＬＡＸｂに垂直な面）での光強度分布パターンを示す。基準軸ＢＡＸに対して交差する第２方向（Ｙ軸方向）で、第２発光素子ＬＥＤｂの光軸ＬＡＸｂは、基準軸ＢＡＸに対して傾斜角θｂとして構成してある。傾斜角θｂを第２発光素子ＬＥＤｂの半値角以下とすることにより、第２発光素子ＬＥＤｂからの位置検出用光信号ＬＳｐを位置検出用受光素子３ｐで確実に検出することができる。
【０１０４】
光強度分布特性ＬＤＡａの光強度分布パターンＬＤＰａ、光強度分布特性ＬＤＡｂの光強度分布パターンＬＤＰｂの相互関係は図５（Ｂ）と同様であることは言うまでもない。
【０１０５】
図７は、図４ないし図６に示した光学指示装置からの位置検出用光信号を位置検出用受光素子が検出した受光信号の相対的光強度と基準軸変位角との相関を相対的光強度対基準軸変位角特性として示すグラフである。同図において、横軸は基準軸変位角θｓ（度）、縦軸は相対的光強度（％）である。図１ないし図６と同一部分については同一符号を付して重複する説明は省略する。
【０１０６】
図７（Ａ）は、光学式指示装置の基準軸変位角θｓを第１方向（水平方向）で移動した場合の相対的光強度の変化を示し、同図（Ｂ）は基準軸変位角θｓを第２方向（垂直方向）で移動した場合の相対的光強度の変化を示す。
【０１０７】
光学式指示装置１を移動するとそれに従って基準軸ＢＡＸ（基準軸変位角θｓ）も変動する。また、基準軸ＢＡＸの変動に伴い、第１発光素子ＬＥＤａからの位置検出用光信号ＬＳｐａを受光入力する位置検出用受光素子３ｐａ（図１０参照。）の受光信号から求まる相対的光強度ＰＣａ、及び第２発光素子ＬＥＤｂからの位置検出用光信号ＬＳｐｂを受光入力する位置検出用受光素子３ｐｂ（図１０参照。）の受光信号から求まる相対的光強度ＰＣｂは、共に基準軸変位角θｓに従って変化する。
【０１０８】
光学式指示装置１を第１方向（水平方向：Ｘ軸方向）で移動した場合（同図（Ａ））、位置検出用受光素子３ｐａは、第１発光素子ＬＥＤａからの光信号である光強度分布パターンＬＤＰａの短軸方向での変化を検出することになるので、相対的光強度ＰＣａは、基準軸変位角θｓが０からプラス方向へ変化し、半値角（例えば３０度）となったときに最大値（例えば１００％）を示し、また、変化の幅も大きいものとなる。基準軸変位角θｓが０からマイナス方向へ変化すると相対的光強度ＰＣａは、徐々に減少（減衰）していく。
【０１０９】
他方、位置検出用受光素子３ｐｂは、第２発光素子ＬＥＤｂからの光信号である光強度分布パターンＬＤＰｂの長軸方向での変化を検出することになるので、相対的光強度ＰＣｂは、基準軸変位角θｓが０度となったときに最大値（例えば５０％）を示し、また、変化の幅は小さいものとなる。基準軸変位角θｓがプラス、マイナスいずれの方向へ変化しても相対的光強度ＰＣｂは、徐々に減少（減衰）していく。
【０１１０】
光学式指示装置１を第２方向（垂直方向：Ｙ軸方向）で移動した場合（同図（Ｂ））、位置検出用受光素子３ｐｂは、第２発光素子ＬＥＤｂからの光信号である光強度分布パターンＬＤＰｂの短軸方向での変化を検出することになるので、相対的光強度ＰＣｂは、基準軸変位角θｓが０からプラス方向へ変化し、半値角（例えば３０度）となったときに最大値（例えば１００％）を示し、また、変化の幅も大きいものとなる。基準軸変位角θｓが０からマイナス方向へ変化すると相対的光強度ＰＣｂは、徐々に減少（減衰）していく。
【０１１１】
他方、位置検出用受光素子３ｐａは、第１発光素子ＬＥＤａからの光信号である光強度分布パターンＬＤＰａの長軸方向での変化を検出することになるので、相対的光強度ＰＣａは、基準軸変位角θｓが０度となったときに最大値（例えば５０％）を示し、また、変化の幅は小さいものとなる。基準軸変位角θｓがプラス、マイナスいずれの方向へ変化しても相対的光強度ＰＣａは、徐々に減少（減衰）していく。
【０１１２】
なお、第１発光素子ＬＥＤａ及び第２発光素子ＬＥＤｂが相互に異なる発光波長（発光波長領域）を有することは図２、図３において説明したとおりである。つまり、第１発光素子ＬＥＤａが赤外光領域の発光波長を有するとすれば、第２発光素子ＬＥＤｂは可視光領域の発光波長を有するように構成する。
【０１１３】
したがって、位置検出用受光素子３ｐａにより相対的光強度ＰＣａを検出し、位置検出用受光素子３ｐｂにより相対的光強度ＰＣｂを検出することができる。なお、光強度を絶対値とした場合には距離による補正などが必要になることから、以降の演算処理などの容易さを考慮して相対的光強度ＰＣａ、ＰＣｂを求めることとしたものであるが、距離が一定であって絶対値が容易に特定できる場合などには絶対値で光強度を求めることも可能である。
【０１１４】
基準軸変位角θｓに対応させて位置検出用受光素子３ｐａ、３ｐｂにより２種類の光強度（つまり、相対的光強度ＰＣａ及び相対的光強度ＰＣｂ、又は絶対値で求めた２種類の光強度）を求めることができるので、求めた２種類の光強度を適宜演算処理することにより、光学式指示装置１の移動、つまり、ポインタ４の位置に関する光学式指示装置１からの指示としての位置信号を受光装置３で求めることができる。
【０１１５】
なお、光強度は実際には受光信号として電気信号で検出されることから、光強度の大小は受光信号の出力レベル（振幅値）として検出することとなる。したがって、光強度を演算処理するとは、検出した受光信号の出力レベルの大小を比較して演算処理することである。受光信号の出力レベルは適宜アナログデジタル変換してデジタル値にすることにより演算処理を容易に行うことができることは言うまでもない。演算処理は通常用いられるマイクロコンピュータ（中央演算処理装置（ＣＰＵ））を用いて行うことができる。
【０１１６】
受光信号の出力レベルを演算処理する方法としては、２種類の出力レベルの差に基づいて演算処理する方法、２種類の出力レベルの比に基づいて演算処理する方法、２種類の出力レベルの差と比に基づいて演算処理する方法があり、いずれの方法でも良い。特に出力レベルの差と比の両方に基づいて演算処理する場合には精度を更に向上させることが可能となる。
【０１１７】
図８は、図４で示した本発明に係る遠隔制御装置での光学式指示装置の変形例の正面図である。同図（Ａ）は第１の変形例であり、同図（Ｂ）は第２の変形例である。図４と同一の部分には同一の符号を付して適宜説明を省略する。
【０１１８】
図４では、光学式指示装置１は、受光装置３と対向する側に４角錐を構成していたが、第１の変形例では、頂点１ｔ部分が基準軸ＢＡＸと交差する方向で平面状とされ、頂面１ｔｓを有する４角錐台としたものである。頂面１ｔｓには、機能制御用光信号ＬＳｃを発光出力する第３発光素子ＬＥＤｃを設けてある。つまり、第３発光素子ＬＥＤｃ（頂面１ｔｓ）を基準軸ＢＡＸと同一方向に向けて設けることから、機能制御用光信号ＬＳｃの送信を容易、確実に行うことが可能となる。
【０１１９】
第２の変形例は、第３面１ｆｃ、第４面１ｆｄの傾斜を無くして、頂面１ｔｓを正面（正面図）の半分を占める三角形とし、残りの半分を第１面１ｆａ及び第２面１ｆｂとしたものである。つまり、第１面１ｆａ及び第２面１ｆｂのみが傾斜した部分的な多角錐を構成したものとしている。
【０１２０】
図９は、本発明に係る遠隔制御装置の光学指示装置での発光用パルス信号の波形例を示す波形図である。
【０１２１】
光学指示装置１の駆動部（不図示）は、発光用パルス信号を第１発光素子ＬＥＤａ及び第２発光素子ＬＥＤｂそれぞれに印加する。第１発光素子ＬＥＤａ及び第２発光素子ＬＥＤｂは、発光用パルス信号に応じて相互に異なる発光波長の位置検出用光信号ＬＳｐを発光出力し、受光装置３（位置検出用受光素子３ｐ）へ送信する。
【０１２２】
発光用パルス信号は位置検出用パルスＰｐ１、Ｐｐ２、Ｐｐ３と位置検出用パルスＰｐ１の前に発生する検出開始用パルスＰｓとで構成される。同一のパルス幅と周期を有する位置検出用パルスＰｐ１、Ｐｐ２、Ｐｐ３を複数個繰り返して発生させることにより、安定した位置検出用光信号ＬＳｐを発光出力することができるので確実な位置検出が可能となる。
【０１２３】
また、位置検出用パルスＰｐ１、Ｐｐ２、Ｐｐ３、検出開始用パルスＰｓには、通常用いられる１０ｋＨｚないし４０ｋＨｚ程度の変調搬送波ｆｃが重畳してある。変調搬送波ｆｃを重畳することにより、外乱光（ノイズ）による検出エラーを防止することができる。
【０１２４】
位置検出用パルスＰｐ１、Ｐｐ２、Ｐｐ３は、それぞれ同一の周期である位置検出用パルス単周期Ｔｐを有する。また、位置検出用パルスＰｐ１、Ｐｐ２、Ｐｐ３は、これら３個のパルスを含む全体で位置検出用パルス群周期（センシング周期）Ｔｐｔを有する。位置検出用パルス単周期Ｔｐは、例えば１ｍｓ（ミリ秒）程度であり、位置検出用パルスＰｐ１、Ｐｐ２、Ｐｐ３が発生する期間（位置検出用パルス単周期Ｔｐでのオン状態の期間）は位置検出用パルス単周期Ｔｐの半分（０．５ｍｓ程度）としてある。３個のパルス（Ｐｐ１、Ｐｐ２、Ｐｐ３）を発生した後、２個のパルスに相当する期間の無信号期間Ｔｐｎを設けてあるので、位置検出用パルス群周期（センシング周期）Ｔｐｔは５ｍｓ程度となる。
【０１２５】
位置検出用パルス群周期（センシング周期）Ｔｐｔの前に、検出開始用パルス周期Ｔｓの検出開始用パルスＰｓを発生させる。検出開始用パルス周期Ｔｓは例えば２ｍｓ程度としてある。検出開始用パルスＰｓが発生する期間（検出開始用パルス周期Ｔｓでのオン期間）は、検出開始用パルス周期Ｔｓの半分（１ｍｓ程度）としてある。検出開始用パルスＰｓにより、受光装置３での位置検出用光信号ＬＳｐの検出動作を開始させることができ、検出機能の制御性を向上することができる。
【０１２６】
上述した程度の周期のパルスは通常のリモートコントローラ（機能制御信号を発生する遠隔制御装置）にも用いられることから、回路としても、部品としても特殊なものは不要であり、容易に構成することができる。また、電子回路を用いて光学的に位置信号の送信、受信を行うことから、機械的な遠隔制御による位置制御に比較してポインタ４の移動を円滑かつ迅速に行うことができる。
【０１２７】
図１０は、本発明に係る遠隔制御装置での受光装置の回路ブロックの実施例を示すブロック図である。
【０１２８】
受光装置３は、受光入力した位置検出用光信号ＬＳｐの光強度（振幅値）を第１受光回路３０ａ、第２受光回路３０ｂにより検出し、検出した光強度を演算処理部５で演算処理することにより位置信号を求め、位置信号を出力して表示部２ａに表示されたポインタ４の位置を移動制御する。
【０１２９】
なお、第１発光素子ＬＥＤａ及び第２発光素子ＬＥＤｂの発光波長が異なることから、第１発光素子ＬＥＤａからの発光出力は位置検出用光信号ＬＳｐａとし、第２発光素子ＬＥＤｂからの発光出力は位置検出用光信号ＬＳｐｂとして適宜区別する。
【０１３０】
第１受光回路３０ａは、第１発光素子ＬＥＤａから発光出力された位置検出用光信号ＬＳｐａを選択する波長選択特性を有する光学フィルタ３ｆａ、光学フィルタ３ｆａを通過した位置検出用光信号ＬＳｐａを受光して受光信号（発光用パルス信号に対応する受光パルス信号。以下、受光「パルス」信号と明記する必要が無い場合には単に受光信号という。）を検出する位置検出用受光素子３ｐａ、位置検出用受光素子３ｐａが検出した受光信号を増幅する増幅回路３１ａ、増幅回路３１ａが増幅した受光信号から所定の周波数のみ通過させてノイズを低減するバンドパスフィルタ３２ａ、バンドパスフィルタ３２ａから出力された受光信号の振幅値（光強度、相対的光強度、出力レベル）を検出する振幅値検出回路３３ａ、増幅回路３１ａの増幅率を調整する自動利得制御回路（ＡＧＣ）３４ａにより構成してある。
【０１３１】
第２受光回路３０ｂは、第２発光素子ＬＥＤｂから発光出力された位置検出用光信号ＬＳｐｂを選択する波長選択特性を有する光学フィルタ３ｆｂ、光学フィルタ３ｆｂを通過した位置検出用光信号ＬＳｐｂを受光して受光信号（受光パルス信号）を検出する位置検出用受光素子３ｐｂ、位置検出用受光素子３ｐｂが検出した受光信号を増幅する増幅回路３１ｂ、増幅回路３１ｂが増幅した受光信号から所定の周波数のみ通過させてノイズを低減するバンドパスフィルタ３２ｂ、バンドパスフィルタ３２ｂから出力された受光信号の振幅値（光強度、相対的光強度、出力レベル）を検出する振幅値検出回路３３ｂ、増幅回路３１ｂの増幅率を調整する自動利得制御回路（ＡＧＣ）３４ｂにより構成してある。
【０１３２】
位置検出用受光素子３ｐａ及び位置検出用受光素子３ｐｂは、例えばフォトダイオード、又はフォトトランジスタで構成することができる。光学フィルタ３ｆａ及び光学フィルタ３ｆｂを用いることから、同一仕様の素子を用いることができる。なお、光学フィルタ３ｆａ及び光学フィルタ３ｆｂを用いずに、位置検出用受光素子３ｐａ及び位置検出用受光素子３ｐｂ自体に波長選択特性を持たせることも可能である。
【０１３３】
光学フィルタ３ｆａ及び光学フィルタ３ｆｂは、波長選択特性を有することから、赤外光領域の位置検出用光信号ＬＳｐと可視光領域の位置検出用光信号ＬＳｐを確実に分離して、それぞれ個別のデータ（受光信号、受光パルス信号）として検出する。例えば、第１発光素子ＬＥＤａの発光波長領域が赤外光領域であるとすれば、光学フィルタ３ｆａは赤外光領域の波長を通過させる波長選択特性とし、赤外光領域の位置検出用光信号ＬＳｐａを検出し、第２発光素子ＬＥＤｂの発光波長領域が可視光領域であるとすれば、光学フィルタ３ｆａは可視光領域の波長を通過させる波長選択特性とし、可視光領域の位置検出用光信号ＬＳｐｂを検出する構成とする。
【０１３４】
自動利得制御回路３４ａ、３４ｂは、バンドパスフィルタ３２ａ、３２ｂから出力された受光信号の振幅値の最大値を検出して、増幅回路３１ａ、３１ｂで受光信号の振幅値（の最大値）が飽和しないように増幅率を調整する。振幅値（の最大値）が飽和しないことから、検出精度が高く、安定性、信頼性の高い受光信号（受光信号レベル）を得ることができる。
【０１３５】
特に、検出開始用パルス周期Ｔｓでの検出開始用パルスＰｓに対応して検出される受光パルス信号の振幅値（の最大値）を検出して増幅率の調整を行うことにより増幅率の調整を迅速に行うことができる。また、別途増幅率調整用パルス信号（不図示）を生成して対応する発光用パルス信号を発光出力し、対応する受光パルス信号の振幅値を検出して調整することもできる。
【０１３６】
振幅値検出回路３３ａ、３３ｂそれぞれで検出した受光信号の振幅値（光強度）を演算処理部５で適宜演算処理することにより、位置信号を求め、演算処理部５から表示部２ａに位置信号（位置制御信号）として出力することによりポインタ４の位置を制御することができる。演算処理部５は、通常用いられるＣＰＵなどにより構成することができる。
【０１３７】
演算処理部５での演算処理は、第１受光回路３０ａで求めた受光信号の振幅値と第２受光回路３０ｂで求めた受光信号の振幅値との差を求める演算、比を求める演算、又は差及び比の組み合わせによる演算とすることができる。
【０１３８】
受光装置３は、更に表示装置２（表示部２ａ）の機能を制御する機能制御信号に対応して第３発光素子ＬＥＤｃから発光出力された機能制御用光信号を受光入力する第３受光回路（不図示）を備える。第３受光回路は、受光入力した機能制御用光信号を周知の信号変換により機能制御信号として出力し、演算処理部５などを用いて表示装置２（表示部２ａ）の機能を制御する。第３受光回路は、機能制御用受光素子３ｃ（図１参照。）により機能制御用光信号を受光することができる。
【０１３９】
第３発光素子ＬＥＤｃは、第１発光素子ＬＥＤａ、第２発光素子ＬＥＤｂと同様に、特定の発光波長を有する発光素子（例えば半導体発光ダイオード：ＬＥＤ）で構成することが検出精度を向上するためには、より好ましい。例えば赤外光領域の発光波長、又は可視光領域の発光波長とすることにより、外乱光と選別することが可能になり、検出精度を向上することができる。
【０１４０】
機能制御用受光素子３ｃは、第３発光素子ＬＥＤｃと同様の波長を選択する波長選択特性を有するもので構成することにより、機能制御用光信号ＬＳｃを確実に検出することが可能となる。
【０１４１】
時分割方式を採用することにより、第３発光素子ＬＥＤｃと第１発光素子ＬＥＤａ又は第２発光素子ＬＥＤｂと兼用することができる。つまり、第３発光素子ＬＥＤｃを省略することにより、光学式指示装置１を簡略化することができる。また、機能制御用光信号ＬＳｃを発光出力する場合、発光用パルス信号に重畳する変調搬送波ｆｃを、位置検出用光信号ＬＳｐと異ならせることも可能である。
【０１４２】
位置検出用光信号ＬＳｐの送信、受信に時分割方式を採用することにより、第３受光回路は、第１受光回路３０ａ、又は第２受光回路３０ｂのいずれかと兼用することが可能である。この場合には第３受光回路を別途構成する必要がなく受光装置３を簡略化することができる。
【０１４３】
図１１は、バンドパスフィルタから出力された受光信号の振幅値の状態例を示す波形図である。図９と同一の部分に関しては適宜説明を省略する。
【０１４４】
第１発光素子ＬＥＤａから発光出力された位置検出用光信号ＬＳｐａに対する受光パルス信号（つまり、バンドパスフィルタ３２ａの出力としての受光信号）と、第２発光素子ＬＥＤｂから発光出力された位置検出用光信号ＬＳｐｂに対する受光パルス信号（つまり、バンドパスフィルタ３２ｂの出力としての受光信号）を示す。
【０１４５】
パルス周期は図９に示した発光用パルス信号の場合と同一となる。つまり、受光回路３０ａでは、検出開始用パルスＰｓに対応して検出開始受光パルスＰｒｓａ、位置検出用パルスＰｐ１、Ｐｐ２、Ｐｐ３に対応して位置検出受光パルスＰｒａ１、Ｐｒａ２、Ｐｒａ３が受光パルス信号として得られ、受光回路３０ｂでは、検出開始用パルスＰｓに対応して検出開始受光パルスＰｒｓｂ、位置検出用パルスＰｐ１、Ｐｐ２、Ｐｐ３に対応して位置検出受光パルスＰｒｂ１、Ｐｒｂ２、Ｐｒｂ３が受光パルス信号として得られる。
【０１４６】
ＡＧＣ３４ａにより、検出開始受光パルスＰｒｓａの振幅値Ａｒｓａを検出して周期Ｔｓの後半で増幅回路３１ａの増幅率を調整制御することができる。また、ＡＧＣ３４ｂにより、検出開始受光パルスＰｒｓｂの振幅値Ａｒｓｂを検出して周期Ｔｓの後半で増幅回路３１ｂの増幅率を調整制御することができる。
【０１４７】
増幅率を調整制御した後、位置検出用パルス群周期Ｔｐｔで、振幅値検出回路３３ａを用いて位置検出受光パルスＰｒａ１、Ｐｒａ２、Ｐｒａ３の振幅値Ａｒａ１、Ａｒａ２、Ａｒａ３を求め、演算処理部５へ出力する。振幅値Ａｒａ１、Ａｒａ２、Ａｒａ３の平均を受光パルス信号の振幅値とすることにより、検出精度を向上することが可能となる。平均を求めるときに３個のパルスを用いたが複数個であれば良く、３個に限るものではない。なお、振幅値検出回路３３ａ又は演算処理部５のいずれで平均を求めても良い。
【０１４８】
振幅値検出回路３３ｂにおいても振幅値検出回路３３ａと同様の処理を行う。演算処理部５では、位置検出用光信号ＬＳｐａに対する受光パルス信号の振幅値（の平均）及び位置検出用光信号ＬＳｐｂに対する受光パルス信号の振幅値（の平均）を比較（演算処理）することにより位置信号を求め、出力する。
【図面の簡単な説明】
【０１４９】
【図１】本発明に係る遠隔制御装置及び該遠隔制御装置を備える本発明に係る表示装置の要部概略を示す説明図である。
【図２】本発明の動作原理を説明する原理説明図であり、遠隔制御装置の光学式指示装置及び受光装置（位置検出用受光素子）を概念的に示す概念図である。
【図３】本発明の動作原理を説明する原理説明図であり、位置検出用受光素子が検出した位置検出用光信号（受光信号）の相対的光強度と基準軸変位角との相関を相対的光強度対基準軸変位角特性として示すグラフである。
【図４】本発明に係る遠隔制御装置での光学指示装置の一実施例を説明する説明図であり、受光装置に対向する方向から見た光学指示装置の正面図である。
【図５】本発明に係る遠隔制御装置での光学指示装置の一実施例を説明する説明図であり、図４の光学指示装置を底面側から見た底面図である。
【図６】本発明に係る遠隔制御装置での光学指示装置の一実施例を説明する説明図であり、図４の光学指示装置を左側から見た側面図である。
【図７】図４ないし図６に示した光学指示装置からの位置検出用光信号を位置検出用受光素子が検出した受光信号の相対的光強度と基準軸変位角との相関を相対的光強度対基準軸変位角特性として示すグラフである。
【図８】図４で示した本発明に係る遠隔制御装置での光学式指示装置の変形例の正面図である。
【図９】本発明に係る遠隔制御装置の光学指示装置での発光用パルス信号の波形例を示す波形図である。
【図１０】本発明に係る遠隔制御装置での受光装置の回路ブロックの実施例を示すブロック図である。
【図１１】バンドパスフィルタから出力された受光信号の振幅値の状態例を示す波形図である。
【符号の説明】
【０１５０】
１、１ａ、１ｂ  光学式指示装置
１ｃ  移動軌跡
１ｆａ  第１面
１ｆｂ  第２面
１ｆｃ  第３面
１ｆｄ  第４面
１ｓｕｂ  基体部
１ｔ  頂点
１ｔｓ  頂面
２  表示装置
２ａ  表示部
２ｂ  枠部
３  受光装置
３ｃ  機能制御用受光素子
３ｆａ、３ｆｂ  光学フィルタ
３ｐ、３ｐａ、３ｐｂ  位置検出用受光素子
４、４ａ、４ｂ  ポインタ
４ｃ  移動軌跡
５  演算処理部
３０ａ  第１受光回路
３０ｂ  第２受光回路
３１ａ、３１ｂ  増幅回路
３２ａ、３２ｂ  バンドパスフィルタ
３３ａ、３３ｂ  振幅値検出回路
３４ａ、３４ｂ  自動利得調整回路
Ａｒａ１、Ａｒａ２、Ａｒａ３、Ａｒｂ１、Ａｒｂ２、Ａｒｂ３  振幅値
ＢＡＸ  基準軸
ｆｃ  変調搬送波
ＬＡＸａ、ＬＡＸｂ  光軸
ＬＤＡａ、ＬＤＡｂ  光強度分布特性
ＬＤＰａ、ＬＤＰｂ  光強度分布パターン
ＬＥＤａ  第１発光素子
ＬＥＤｂ  第２発光素子
ＬＥＤｃ  第３発光素子
ＬＳｃ  機能制御用光信号
ＬＳｐ、ＬＳｐａ、ＬＳｐｂ  位置検出用光信号
ＰＣａ、ＰＣｂ  相対的光強度
Ｐｐ１、Ｐｐ２、Ｐｐ３  位置検出用パルス
Ｐｒａ１、Ｐｒａ２、Ｐｒａ３、Ｐｒｂ１、Ｐｒｂ２、Ｐｒｂ３  位置検出受光パルス
Ｐｒｓａ、Ｐｒｓｂ  検出開始受光パルス
Ｐｓ  検出開始用パルス
Ｔｐ  位置検出用パルス単周期
Ｔｐｔ  位置検出用パルス群周期
Ｔｓ  検出開始用パルス周期
θａ、θｂ  傾斜角
θｓ  基準軸変位角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2006155345.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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