(57)【要約】【課題】  光学式マウス等において白板等の平滑面や高光沢紙やプラスチックや塗装金属等においても用いることができるようにする。【解決手段】  面３３０を該面に対し所定の照明角度の光ビームでもって照明するコヒーレント光源３０５と、前記面３３０に対し所定の反射角に配置され、前記面３３０からの前記光ビームの反射部分を受光するよう動作可能な検出器３１０で、前記反射角が前記照明角度にほぼ等しい前記検出器とを備える光学式入力誘導装置３０３。コヒーレント光源３０５は例えばＶＣＳＥＬ等のレーザーとすることもできる。また、検出器を非合焦の位置に配置することもできる。【選択図】  図３Ａ
2005050349.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ある面に対してある照明角度をなす光ビームによって該面を該照明するコヒーレント光源と、
前記面に対しある反射角に配置され、前記面からの前記光ビームの反射部分を受光するよう動作可能な検出器であって、前記反射角が前記照明角度にほぼ等しい前記検出器と
を備えてなる光学式入力誘導装置。
【請求項２】
前記コヒーレント光源がレーザーであることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記レーザーがＶＣＳＥＬであることを特徴とする請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記検出器がＣＭＯＳ撮像装置であることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記集光効率を改善するコリメーションレンズをさらに備えることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項６】
前記面の回折像を前記検出器上に結像させるよう動作可能に配置したレンズをさらに備えることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項７】
前記面が前記検出器の公称の像面内に無いことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項８】
ある面に対する相対的な動きを検出するマウスを用いてコンピュータの映像画面上で位置ポインタを制御するシステムであって、
コヒーレント鏡面反射干渉像を生成する手段であって、該干渉像のそれぞれは、前記マウスが移動する前記面の部分に特有のものである、前記手段と、
前記コヒーレント鏡面反射干渉像を、前記マウスと前記面との間の相対的な動きに対応する信号へと変換する手段と
を備えてなるシステム。
【請求項９】
前記生成手段はレーザー光源を備えることを特徴とする請求項８記載のシステム。
【請求項１０】
前記変換手段は前記マウス内に位置するプロセッサを備えることを特徴とする請求項８記載のシステム。
【請求項１１】
前記変換手段は前記マウス内に位置する検出器配列を備えることを特徴とする請求項８記載のシステム。
【請求項１２】
前記面は前記検出器配列の公称の像面内に無いことを特徴とする請求項１１記載のシステム。
【請求項１３】
前記面は用紙類似面や光沢種面や塗装面や中間階調面から選択したことを特徴とする請求項８記載のシステム。
【請求項１４】
前記コヒーレント鏡面反射干渉像は強度変動を含むことを特徴とする請求項８記載のシステム。
【請求項１５】
光学式入力誘導装置と面との間の相対的な動きを割り出す方法であって、
前記面に対しある照明角度でコヒーレント光ビームを供給し、前記面を照らすステップと、
前記コヒーレント光ビームの鏡面反射部分を前記面に対するある反射角で受光し、前記反射角が前記照明角度にほぼ等しくなるようにするステップと
を含んでなる方法。
【請求項１６】
前記コヒーレント光ビームはレーザーにより供給することを特徴とする請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記コヒーレント光ビームの前記鏡面反射部分は検出器配列により受光することを特徴とする請求項１５記載の方法。
【請求項１８】
前記コヒーレント光ビームの前記鏡面反射部分の回折パターンに応答して信号を発生するステップをさらに有することを特徴とする請求項１５記載の方法。
【請求項１９】
前記信号を受信し、位置ポインタを制御する出力信号を生成するプロセッサをさらに備えることを特徴とする請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
前記面が前記検出器配列の公称の像面内に無いことを特徴とする請求項１７記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は動き検出装置に関し、さらに詳しくは、相対的な動きを判定する正反射像を用いる装置及びシステムならびに方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学式相対的運動検出装置は、一般に、入力誘導装置（navigation device）が面上を通過する際或いは面が入力誘導装置を通過する際に面像を捕捉することで入力誘導装置と面の間の相対運動を割り出す像相関技法を用いる。面に対する入力誘導装置の相対運動の変位と方向は、一つの像を後続する像と比較することで割り出される。一般には面上に投影された陰に起因する強度変動を検出するが、この技法の感度と適用範囲は捕捉像の強度コントラストに依存する。相対運動入力誘導装置は、例えばコンピュータ画面ポインタ（例えば、マウス）制御に用いられる。
【０００３】
特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６には、光学式マウスや他のハンドヘルド入力誘導装置やハンドヘルドスキャナの実例が開示されている。これらの特許文献の開示内容の全ては、引用することにより、本明細書の一部をなすものとする。
【特許文献１】米国特許第５，７８６，８０４号明細書
【特許文献２】米国特許第５，５７８，８１３号明細書
【特許文献３】米国特許第５，６４４，１３９号明細書
【特許文献４】米国特許第６，４４２，７２５号明細書
【特許文献５】米国特許第６，２８１，８８２号明細書
【特許文献６】米国特許第６，４３３，７８０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般の既存の光学式入力誘導装置には、入力誘導対象面を斜め方向から照明する発光ダイオード（ＬＥＤ）が用いられる。ほぼ５〜５００μｍの面上の高さ変動は、幾何的な光線光学系により描かれる陰を投影する。シャドーバターン像の大きさとコントラストは、高さ変動の大きさを通じて面の種別に一部依存する。一般に、検出器は面に垂直な方向の反射を受光するよう位置決めしてあり、面と入射光の間の角度は通常は暗視野像処理に似たシャドーバターン像のコントラストを最適化するよう選択される。入射角の一般的な値は、約５度〜約２０度の範囲にある。
【０００５】
白板等の平滑面や高光沢紙やプラスチックや塗装金属は、一般の現行の光学式入力誘導装置に対し機能的な難題を提起する。一般に、平滑面には中間空間周波数の構造が殆ど含まれず、高い空間周波数の構造が多く含まれる。信号レベルを増やすにはＬＥＤ照明には大電力が必要であり、３０ｍＡを超える電流消費を招く。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、予め選択した角度範囲の反射光を光学式入力誘導装置の検出器により捕捉する。典型的には、光学式入力誘導装置の検出器は面からの鏡面反射を捕捉するよう位置決めされる。鏡面反射は、シャドーバターン像とスペックルパターンのいずれとも異なる像を生成する。鏡面反射は一般に、シャドーバターン像手法に比べより良好な信号をもたらす。これにより、非常に平滑な面においてさえも高コントラストの像が得られるようになる。その上、ランバート面（均等拡散面）と比べて画質が保存される。何故なら光は依然として鏡面反射方向に散乱するからである。正反射像は、照明源の波長に依存する。すなわち、一般に照明源の帯域が低下するにつれ正反射像のコントラストは高まり、それ故にレーザーに基づく照明が最高のコントラストをもたらす。
【０００７】
本発明によれば、検出器が入力誘導対象面の上方或いは下方に横たわる空間内の結像面にある非合焦光学構造の用途が開示される。垂直キャビティ面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）から得られるコヒーレント照明を用い、面入力誘導用に高コントラスト正反射像を生成する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
平滑面上に光束を入射させた場合、入射束の光線は反射され、平滑面を離れる際は束に集められたままである。しかしながら、面が微視的に粗い場合、そのときは光線は多くの異なる方向へ反射され散乱される。面の粗さに対応する空間周波数は、照明波長のオーダーとなることもある。各個別光線は、反射の法則に従う。しかしながら、粗面の場合には各個別光線は異なる向きを有する面の一部と出会う。それ故、異なる入射光線ごとに面法線は異なる。このため、個々の光線が反射の法則に従って反射すると、個々の光線は異なる方向へ散乱する。さらに、コヒーレント照明或いは準コヒーレント照明を適用したときに、被反射光および散乱光の中で干渉により生成される高コントラスト強度パターンを正反射像内で観察することができる。干渉効果は、像に対し入力誘導に向けた改善されたコントラストをもたらす。
【０００９】
図１ａ〜図１ｃは、異なる種の面からの光の反射を例示するものである。図１ａは、ランバート面１４０からビームパターン１３６への光ビーム１３５の反射を示す。ランバート面は完全散乱面であり、どんな小さな面要素からの所与の方向へ発する光の強度も面１４０に対する法線１９９の角度の余弦に比例する。図１ｂは、鏡面反射面１５０から角度θr＝θiのビーム１４６への光ビーム１４５の反射を示すものであり、ただしこの角度は面法線１９９に対して規定してある。図１ｃは、面１６０からビーム１５６へ反射する光ビーム１５５を示す。面１６０は面１４０と面１５０の間の面特徴内に介在しており、ビームパターン１５６に対する均等拡散要素だけでなく鏡面反射成分も存在する。
【００１０】
鏡面反射が光学的スペックルに関係しないことに留意することは、重要である。入力誘導対象面から反射した鏡面反射パターンの強度は、コヒーレント光或いは準コヒーレント光から生ずる。本発明により得られる、特徴が多く含まれる強度パターンは異種の面ごとに著しく変化し、特定の面に対しほぼ１対１の相関を有する。対照的に、スペックル像は本来が非常に統計的なものであり、第１近似では異なる面ごとに変動することはない。スペックル像は、面の可視の特徴との１対１の対応が限られたものである像パターンを呈する。コヒーレント光を被写体に照射するときはいつでもスペックルは存在するが、光学的スペックルの平均的な寸法は一般の光学式入力誘導用途向けの撮像配列の画素寸法よりも通常小さい。画素寸法が平均的なスペックル寸法よりも相当に大きいと、スペックルを光学式入力誘導のための信頼に足るパターンとして用いることができない。何故なら検出器配列の画素に複数の明暗のスペックルの特徴が入射し、画素領域全体に平均化されてしまうからである。例えば、ｆ値１０の結像システム及び８５０ｎｍで作動するレーザー光源を採用するなら、以下の式を用いて平均スペックル寸法＝８．５μｍが得られる。すなわち、平均スペックル寸法＝ｆ×λ、ただしｆはｆ値で、λは波長である。ここでは、６０μｍの画素寸法をもった一般的な検出器配列を採用すると、検出器配列の各画素は４９個を超えるスペックルを撮像することとなる。結果として平均化されることにより、スペックル分布から潜在的に入力誘導可能な特徴が取り除かれる。
【００１１】
図１ｄは、本発明による粗面１０５からの散乱を示す簡単な図である。入射光ビームの入射光線１１０，１１５，１２０，１２５，１３０はそれぞれ反射の法則に従い、粗面１０５からの反射光線１１０’，１１５’，１２０’，１２５’，１３０’となり、反射時に散乱させられる。本願明細で述べる光とは、約１ナノメータ（ｎｍ）から約１ミリメータ（ｍｍ）へ広がる波長範囲に亙る電磁放射を含むことを意図するものである。
【００１２】
図２は、本発明による面からの鏡面反射のより詳細な図を示す。入射光線２０５は、面２２０による反射前は角度座標φi，θiを有する。一般に、面２２０は微視的な粗さすなわち被反射光の反射角に影響を及ぼす光学的な不規則性を有するものである。被反射光線２１０がφro±δφr，θro±δθrにより規定される円錐角内に在る場合、光線２０５に対応する面要素が検出器により捕捉されることになる。
【００１３】
図３ａは、入力誘導向け鏡面反射の使用に基づく光学式入力誘導システム３００用の本発明による高水準ブロック線図である。面３３０は、光源装置３０４からの光ビーム３９８により照明する。鏡面反射光のビーム３９９は面３３０で反射され、プロセッサ３２０へ行く信号３７０を生成する検出器配列装置３１１により検出される。プロセッサ３２０は、信号３７０に応答して出力信号３７５を出力する。出力信号は、例えばコンピュータ画面上でのポインタの位置駆動に用いることができる。プロセッサ３２０は、光学式入力誘導装置３０３の一部とするか、或いは光学式入力誘導システム３００内の何処かに配置することができる。本発明によれば、光学式入力誘導装置３０３の一部実施形態は手で動かすことのできるコンピュータシステム内の光学式マウスとすることができる。
【００１４】
図３ｂは、本発明の一実施形態による光学式入力誘導装置３０３用の構成要素の略図を示す。光源３０５、すなわち光源装置３０４（図３ａ参照）の一部は面法線３５０に対し入射角θiで位置決めされており、レンズ３０１に入射する光ビーム３１５を供給してビーム３１５’を生成する。レンズ３０１は主にビーム３１５用の集光効率を改善する働きをし、レンズ３０１は任意選択的である。レンズ３０１は、例えばコリメーションレンズとすることができる。しかしながら、例えば光源３０５がＶＣＳＥＬ或いはエッジ発光レーザー等のコヒーレント光源である場合、ビーム３１５を平行光束化する必要はない。コヒーレント光源の使用により、反射光線３６５間のコヒーレント干渉が故の改善された像コントラストがもたらされる。
【００１５】
光源３０５が狭帯域発光ＬＥＤ（発光ダイオード）や狭帯域フィルタ付きＬＥＤ等の準コヒーレント光源である場合、そのときは平滑面上の入力誘導用にレンズ３０１或いは制限アパチャが必要となろう。制限アパチャの使用は面３３０への入射パワーを低減するが、空間的コヒーレンスを改善する。レンズ３０１を用いた場合、レンズ３０１は回折レンズ或いは屈折レンズ又は他の適当な光学素子とすることができ、性能を改善すべく光学的コーティングを施すことができる。従来の狭帯域発光ＬＥＤと併せた狭アパチャの使用に代え、光源として狭帯域エッジ発光ＬＥＤを用いることもできる。
【００１６】
本明細書の記載では、検出器は光子を電気信号へ変換する装置となるよう規定してある。検出器配列３１０、すなわち検出器配列装置３１１の一部（図３ａ参照）はθr≒θiとなるよう選択された反射角θrに位置決めしてある。θr≒θiを有する面３３０からの被反射光線３６５だけがビーム３１７を作り上げ、検出器配列３１０によって受光される。本発明の一実施形態によれば、面３３０の被照明部分がレンズ３０７により結像される。面３３０上の点３１６は、レンズ３０７により検出器配列３１０上の点３１６’に結像される。これ故、結像光学系により３１０による像の捕捉が可能となる。コヒーレント光源により生成された像には、一般に面による特徴と干渉による特徴が含まれる。像内のスペックルの存在は、本発明による入力誘導用には用いない。干渉による特徴は、鏡面反射場の個々の光線をコヒーレントに加算することにより生ずる。結像レンズ３０７は、回折レンズ或いは屈折レンズ又は面３３０の一部を結像させる他の適当な光学素子とすることができ、性能を改善すべく誘電体薄膜によって光学的コーティングを行なうことができる。光源３０５は一般的にはＶＣＳＥＬ（垂直キャビティ面発光レーザー）やエッジ発光レーザー等の狭帯域レーザー光源であるが、狭帯域ＬＥＤとすることもでき、その一方で検出器配列３１０は一般的にＣＣＤやＣＭＯＳやＧａＡｓや非晶質シリコンや他の適当な検出器配列とすることができる。検出器配列３１０の性能は、検出器配列３１０に対し反射防止誘電体コーティングを施すことで改善することができる。
【００１７】
より高い面コントラスト及び解像度を有することで、光学式入力誘導装置３０３はより平滑な面上で入力誘導できるようになる。有効解像度は、面３３０等の入力誘導面の最小の解像可能な特徴として規定される。有効解像度は、光学伝達関数と光学系倍率と検出器配列３１０等の検出器配列の有効画素寸法とに依存する。倍率を固定した場合、より高い面解像度には例えば検出器配列３１０がより小さな画素を有することが必要とされる。光学式入力誘導装置３０３に関する面３３０上の最大の入力誘導速度は、相互相関計算のための処理時間だけでなく検出器配列３１０のフ最大フレームレートによっても制限される。面３３０に対する光学式入力誘導装置３０３の物理的変位は、有効画素寸法を単位として計測される。このことは、光学式入力誘導装置３０３の検出器列３１０の画素寸法を減少させた場合に、光学式入力誘導装置３０３の応答性或いは最大入力誘導速度が減少することを意味する。一般に、検出器配列３１０とプロセッサ３２０と全体の電力消費のコストと所望の応答性との間の兼ね合いを考慮し、本発明による実施形態ごとに面解像度及び光学倍率に達するよう釣り合いを取る。
【００１８】
本発明の一実施形態によれば、光学式入力誘導装置３０３が面３３０に対し移動する際に、光学式入力誘導装置３０３と面３３０の間の異なる相対位置にて散乱パターンが生成される。検出器配列３１０の視野内にある面３３０からの鏡面反射により、各散乱パターンが生成される。散乱パターン像は、光源３０５の波長に強く依存する。一般に、光源３０５の波長は検出器配列３１０のピークに合わせて選択される。像コントラスト及び信号は一般に従来技術のシャドーバターン光学式入力誘導システムを上回るように改善されるため、より短い像蓄積時間が必要になり、より高いフレームレートでの獲得を可能になり、より高速での入力誘導が可能になる。
【００１９】
連続的に保存した正反射像をプロセッサ３２０内で比較することで、面３３０に対する光学式入力誘導装置３００の相対的な動きを割り出すことができる。連続する散乱パターン像の相関は通常、相対的な動きの変位を割り出すのに用いられる。連続的に捕捉された散乱パターン像は、一部が互いに重複している。これ故に、プロセッサ３２０は各散乱パターン像の特徴を識別し、相対的な動きの変位と方向を算出する。連続的な散乱パターン像を保存することで、標準的な像相関アルゴリズムを用いてプロセッサ３２０により重複特徴を識別して方向と変位をもたらすことができる。さらなる詳細は、例えば、引用することにより本明細書の一部をなすものとした米国特許第５，７８６，８０４号に見出すことができる。本発明によれば、例えばガラス等の、非常に平滑ではあるが光学的に研磨されてはいない面の上でさえ相対的な動きを割り出すことができる。
【００２０】
コヒーレント光源を用いると、正反射像のコヒーレント干渉性が入力誘導用の高コントラスト強度パターンをもたらし、これにより検出器に対する面の結像は必要なくなる。図３ｃは、公称の像面３３５が面３３０に一致しない本発明による実施形態の略図を示す。公称の像面３３５が面３３０の上方にあるのと同様、レンズ３０６は公称の像面３３５が面３３０の下方にあるよう選択することもできる。面３３０上の面強度と高さ変動は、ビーム３１７の振幅及び位相変調を招く。被反射光線３６６間のコヒーレント干渉は、スカラー回折理論により記述することのできる強度パターンを生み出す。公称の像面３３５が面３３０に合致していない図３ｃに示す非合焦状態下にあっては、撮像器３１０が検出する強度パターンは鏡面反射コヒーレント光場の回折パターンであり、図３ｄを参照し、式（１）の公知のフレネル−キルヒホッフ（Ｆｒｅｓｎｅｌ−Ｋｉｒｃｈｈｏｆｆ）積分にて与えられる。
【数１】
2005050349.tif 000003
【００２１】
Ｕ（ｘ’，ｙ’，ｚ1）は観察面３９２のスカラー場であり、Ｕ0は光源面３９０の場の振幅であり、Ωはアパチャ３９１の積分領域を表わす。強度Ｉは、Ｉ＝｜Ｕ｜2によって与えられ、アパチャ３９１を通過する全ての光線３９６のコヒーレントな加算により割り出される。例えば、図３ｃに関しては、アパチャ３９１は面３３０の被照明部分に対応する。面３３０の被照明部分の回折像は式（１）により記述され、本発明の一実施形態における面３３０上での入力誘導に用いられる。
【００２２】
面３３０上での入力誘導用に回折像を使用することにより、一般に準周期的面特徴により引き起こされるであろう問題を避けることができる。図４ａは、木材粒子含有面４４０ａ，４４０ｂと文字含有面４４５ａ，４４５ｂとホログラフ的パターン含有面４５０ａ，４５０ｂの例示像を示す。図４ａの面４４０ａ，４４５ａ，４５０ａの像は合焦されたものであるのに対し、面４４０ｂ，４４５ｂ，４５０ｂの像は非合焦のものである。入力誘導装置３０３と面３３０の間の相対的な動きは、連続的に捕捉された像間の相互相関から割り出される。図４ａに示したような周期的或いは単一方向のパターンは、一般に相互相関計算における複数ピークが原因で動き検出アルゴリズムに対し問題を生み出す。この種の問題の低減は一般に、相互相関の適用前に捕捉像に対する特別な像処理アルゴリズム及びフィルタの適用を必要とする。光学式入力誘導システム３００を合焦させないことで、図４ｂの面４４０ｂ，４４５ｂ，４５０ｂの図に見られる如く強度パターンはぼやけてしまい、すなわち低域濾波される。しかしながら、像のコントラストは回折像のコヒーレント干渉特性のお陰で高いままである。このため、非合焦光学式入力誘導システム３００により、入力誘導装置３０３は大規模な像処理の導入を必要とすることなく多種多様な面について良好に機能させることができる。
【００２３】
図４ｂは、光学式マウス４２５が固定面４３０上を動く本発明によるシステム４００を表わす図である。光学式マウスは通常、図３ａの検出器配列装置３１１等の検出器配列装置を含む。一連の正反射像は通常、プロセッサ３２０（図３参照）により光学式マウス４２５内の位置情報へ変換され、矢印等の位置ポインタとして映像画面４７０上の表示用に中央処理装置４７５へ無線或いは有線で送信される。あるいは、生のまたは中間のデータを検出器配列装置３１１（図３ａ参照）から中央処理装置４７５へ送信して処理することができる。無線接続は高周波或いは赤外線のいずれかであり、本発明による光学式マウス４２５の無線実施形態は、例えば再充電可能な電池や燃料電池や太陽電池により給電することができる。
【００２４】
図５は、本発明による光学式入力誘導装置５００の一実施形態を示す。パッケージ化したＶＣＳＥＬとセンサダイ５１０はディスクリートであり、成形プラスチック構造５１５に一体化形成したコリメーションレンズ５２０と結像レンズ５２５を備えた光源として機能する。センサダイ５３５には、前記の検出器配列３１０等の検出器配列が組み込んである。成形プラスチック構造へのコリメーションレンズ５２０とレンズ５２５の一体化は、製造を簡単化しコストを低減する。センサダイ５３５内の検出器配列はビーム５９５の入射角θiに等しい反射角θrの光を受光するよう位置決めしてあり、それによって検出器配列からの生成信号が鏡面反射を表わすものとなる。センサダイ５３５は、ビーム５９５が検出器配列の面に垂直に入射するよう配向することができる。
【００２５】
図６は、本発明による光学式入力誘導装置６００の一実施形態を示す。一体型ＶＣＳＥＬ６１０のダイは、成形プラスチック構造６１５に一体化形成したコリメーションレンズ６２０及びレンズ６２５を有する光源として機能する。センサダイ６３５には、前記の検出器配列３１０等の検出器配列が組み込んである。成形プラスチック構造へのコリメーションレンズ６２０及び結像レンズ６２５の一体化は、製造を簡単化し、コストを低減する。ビーム６９５はコリメーションレンズ６２０を垂直に通過し、全反射面６７５にて反射され、入射角θiで面６５０に入射する。センサダイ６３５の検出器配列はビーム６９５の入射角θiに等しい反射角θrの光を受光するよう位置決されており、それによって検出器配列からの生成信号が鏡面反射を表わすことを保証している。ビーム６９５が検出器配列の平面に垂直に入射するよう、センサダイ６３５を配向することができる。
【００２６】
図７は、本発明による光学式入力誘導システム３０３の使用法に含まれるステップを示すフローチャートである。ステップ７０１において、面３０３は入射角角度θiの狭帯域光ビーム３９８により照らされる。ステップ７０２において、検出器配列３１１は入射角θiに等しいか又は近い反射角θrの被反射狭帯域光ビーム３９９を検出する。ステップ７０３において、狭帯域光ビーム３９９に応答して検出器配列３１１により像信号を生成する。ステップ７０４において、プロセッサ３２０により像信号を処理する。ステップ７０５において、像信号３７０に応答して出力信号３７５を出力し、例えば映像画面４７０上での位置ポインタの制御に用いることができる。
【００２７】
図８は、本発明による光学式入力誘導システム３０３の使用法に含まれるステップを示すフローチャートである。ステップ８０１において、面３０３は入射角θiのコヒーレント光ビーム３９８によリ照らされる。ステップ８０２において、検出器配列３１１が入射角θiに等しいか又は近い反射角θrの被反射光ビーム３９９を検出する。ステップ８０３において、光ビーム３９９に応答して検出器配列３１１により像信号を生成する。ステップ８０４において、プロセッサ３２０により像信号を処理する。ステップ８０５において、像信号３７０に応答して出力信号３７５を出力し、例えば映像画面４７０上の位置ポインタの制御に用いることができる。
【００２８】
本発明は特定の実施形態と併せ説明してきたが、前述の説明に照らし多くの代替例と改変例と変形例が明らかになろうことは当事者には明白である。従って、本発明は添付の特許請求の範囲の趣旨ならびに範囲に包含される代替例や改変例や変形例等の他の全てを含むことを意図するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１Ａ】図１Ａは異種面からの光の反射を示す図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは異種面からの光の反射を示す図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは異種面からの光の反射を示す図である。
【図１Ｄ】図１Ｄは本発明による面からの散乱概念を示す図である。
【図２】本発明による鏡面反射を示す図である。
【図３Ａ】図３Ａは本発明による高水準ブロック線図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは本発明による一実施形態の光部品の略図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは公称の像面が入力誘導対象面に一致しない本発明による実施形態の略図である。
【図３Ｄ】図３Ｄはスカラー回折理論の概念を示す図である。
【図４Ａ】図４Ａは合焦状態と非合焦状態にある様々な入力誘導面の像を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは本発明によるシステムを示す図である。
【図５】本発明の一実施形態を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態を示す図である。
【図７】本発明による方法に含まれるステップを描いたフローチャートである。
【図８】本発明による方法に含まれるステップを描いたフローチャートである。
【符号の説明】
【００３０】
３００  光学式入力誘導システム
３０３  光学式入力誘導装置
３０４  光源装置
３０５  光源
３０６，３０７  レンズ
３１０  撮像器
【図１Ａ】
2005050349.tif 000004
【図１Ｂ】
2005050349.tif 000005
【図１Ｃ】
2005050349.tif 000006
【図１Ｄ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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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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