(57)【要約】【課題】画像表示装置における表示部上で使用する際の誤動作を防止し得る光学式ポインティングデバイスを提供する。【解決手段】赤外領域の照射光Ｌｄを照射対象体としての天板２３に向けて射出するＬＥＤ１１と、天板２３によって反射された赤外領域の反射光Ｌｓを光電変換する光電変換素子１４と、可視領域の光を減衰させつつ赤外領域の光を光電変換素子１４に向けて通過させる可視光遮断フィルタ１３とを備え、光電変換素子１４によって光電変換された電気信号に基づいて位置情報を生成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも所定波長領域の光を照射対象体に向けて射出する光源と、前記照射対象体によって反射された前記所定波長領域の反射光を光電変換する光電変換素子と、前記所定波長領域以外の光を減衰させつつ当該所定波長領域の光を前記光電変換素子に向けて通過させるフィルタ部とを備え、前記光電変換素子によって光電変換された電気信号に基づいて位置情報を生成する光学式ポインティングデバイス。
【請求項２】
前記光電変換素子は、前記所定波長領域の光に対する光電変換の感度が最も高くなるように構成されている請求項１記載の光学式ポインティングデバイス。
【請求項３】
前記所定波長領域が赤外領域に規定されている請求項１または２記載の光学式ポインティングデバイス。
【請求項４】
前記フィルタ部は、誘電体多層膜フィルタ、ホログラフィックフィルタ、色ガラスフィルタおよびゼラチンフィルタの少なくとも１つで構成されている請求項１から３のいずれかに記載の光学式ポインティングデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換素子によって光電変換された電気信号に基づいて位置情報を生成する光学式ポインティングデバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の光学式ポインティングデバイスとして、実用新案登録第３０８７６３７号公報に開示された光学式マウスが知られている。この光学式マウスでは、光源（発光ダイオード）および光電変換素子（感知ユニット）などを備えて、光源から射出された光が照射対象体（反射面）で反射されて、その反射光が光電変換素子によって光電変換されている。
【０００３】
一方、画像を表示する表示装置として、リアプロジェクタ、ＣＲＴ、液晶ディスプレイおよびプラズマディスプレイなどが一般的に知られており、このうちのリアプロジェクタ（透過型投影ディスプレイ）が、特開２００３−２１５７１６号公報に開示されている。このリアプロジェクタは、同公報の図１に示すように、光学エンジン（プロジェクタ）から射出された投射光がスクリーンパネル（透過型投影スクリーン）の背面側から投射されることによってスクリーンパネルの前面側に画像を表示可能に構成されている。
【特許文献１】実用新案登録第３０８７６３７号公報（第１０−１２頁、第３図）
【特許文献２】特開２００３−２１５７１６号公報（第３頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、表示装置を用いてそのスクリーンパネルのパネル面（表示面）上で光学式マウスを使用する場合には、以下の問題が生じる。すなわち、光学式マウスの光電変換素子は、光学式マウスの光源が射出する所定波長領域の光を検知して光電変換する。ところが、光電変換素子は、所定波長領域の光だけでなく所定波長領域に近い光を検知して光電変換することがある。一方、この表示装置では、投射光を射出した際に、投射光に基づく画像がスクリーンパネルに表示されると共にスクリーンパネルによって拡散された拡散光が表示面から射出される。この際に、表示面から射出される光には、光学式マウスの光電変換素子によって検知可能な所定波長領域に近い波長領域の光が含まれていることがある。この場合、光電変換素子が、光学式マウスの光源から射出された光のみならずスクリーンパネルの表示面から射出された光も検知して光電変換する。このため、従来の光学式マウスには、表示装置の表示面上で使用する際に、表示面から射出された光も光電変換することに起因して、誤動作するおそれがあるという問題点が存在する。
【０００５】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、表示装置における表示面上で使用する際の誤動作を防止し得る光学式ポインティングデバイスを提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成すべく本発明に係る光学式ポインティングデバイスは、少なくとも所定波長領域の光を照射対象体に向けて射出する光源と、前記照射対象体によって反射された前記所定波長領域の反射光を光電変換する光電変換素子と、前記所定波長領域以外の光を減衰させつつ当該所定波長領域の光を前記光電変換素子に向けて通過させるフィルタ部とを備え、前記光電変換素子によって光電変換された電気信号に基づいて位置情報を生成する。
【０００７】
この光学式ポインティングデバイスでは、フィルタ部が、光源から射出された所定波長領域の光を光電変換素子に向けて通過させつつ所定波長領域以外の光を減衰させる。したがって、この光学式ポインティングデバイスによれば、例えば、リアプロジェクタ型テレビジョン、ＣＲＴ型テレビジョン、液晶型テレビジョンおよびプラズマ型テレビジョンなどの表示装置の例えばパネル面や管面（表示面）上で使用する際に、表示面から射出される光に対する光電変換素子による検知を十分に防止することができる結果、表示装置の表示面上で使用する際の誤動作を確実に防止することができる。
【０００８】
また、本発明に係る光学式ポインティングデバイスは、上記の光学式ポインティングデバイスにおいて、前記光電変換素子は、前記所定波長領域の光に対する光電変換の感度が最も高くなるように構成されている。
【０００９】
この光学式ポインティングデバイスでは、光電変換素子が所定波長領域の光に対して最も感度良く光電変換する。したがって、この光学式ポインティングデバイスによれば、表示面から射出される所定波長領域以外の光の照射による影響を小さくすることができる結果、表示装置の表示面上で使用する際の誤動作を一層確実に防止することができる。
【００１０】
また、本発明に係る光学式ポインティングデバイスは、上記の光学式ポインティングデバイスにおいて、前記所定波長領域が赤外領域に規定されている。
【００１１】
この光学式ポインティングデバイスでは、可視領域の光を射出して画像を表示している表示面上で光学式ポインティングデバイスを使用する場合に、フィルタ部が、所定波長領域以外の光である可視領域の光を減衰させる。したがって、この光学式ポインティングデバイスによれば、光電変換素子が赤外領域の光だけではなく例えば可視領域の光に対しても光電変換の変換感度を有していたとしても、表示面から射出される可視領域の光に対する光電変換素子による検知を十分に防止することができる結果、表示装置の表示面上で使用する際の誤動作を確実に防止することができる。
【００１２】
また、本発明に係る光学式ポインティングデバイスは、上記の光学式ポインティングデバイスにおいて、前記フィルタ部は、誘電体多層膜フィルタ、ホログラフィックフィルタ、色ガラスフィルタおよびゼラチンフィルタの少なくとも１つで構成されている。
【００１３】
この光学式ポインティングデバイスによれば、フィルタ部が所定波長領域以外の光を確実に減衰させることができるため、表示装置の表示面上で使用する際の誤動作を確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る光学式ポインティングデバイスの最良の形態について説明する。
【００１５】
最初に、本発明に係る光学式ポインティングデバイスを適用した光学式マウス１の構成について、図面を参照して説明する。図１に示す光学式マウス１は、一例として、ワイヤレス式のマウスであって、ケース部２、２個の操作ボタン３，３（同図では、１つのみを示す）およびホイール４を備え、コンピュータ２４（図３参照）に備えられた受信部（図示せず）との間で無線方式でデータを伝送可能に構成されている。ケース部２は、一例として、合成樹脂によって形成されており、その上面には、中央部にホイール４が配設されると共に、ホイール４を挟むようにして２つの操作ボタン３，３が配設されている。また、ケース部２の内部には、図２に示す光検出ユニット５が配設されている。各操作ボタン３およびホイール４は、コンピュータ２４にデータを入力する際に操作される入力部として機能する。
【００１６】
光検出ユニット５は、図２に示すように、ケース部２の底部に配設されると共に、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）１１、レンズ１２，可視光遮断フィルタ１３、光電変換素子１４および制御ＩＣ１５を備えて構成されている。ＬＥＤ１１は、本発明における光源に相当し、赤外領域（本発明における「所定波長領域」。一例として、ピーク発光波長が８００ｎｍ）の照射光Ｌｄを射出する。この場合、照射光Ｌｄは、ケース部２の底面に形成された孔１６から光学式マウス１が載置される例えばテーブル型表示装置２０（図３参照）の天板２３（本発明における照射対象体の一例）に向けて照射される。レンズ１２は、天板２３で反射された照射光Ｌｄの反射光Ｌｓを集光して光電変換素子１４に向けて射出する。可視光遮断フィルタ１３は、本発明におけるフィルタ部に相当し、円板状に形成されたガラス基材の表面に誘電体多層膜がコーティングされた誘電体多層膜フィルタであって、レンズ１２と光電変換素子１４との間に配設されている。この場合、可視光遮断フィルタ１３は、レンズ１２によって集光された光のうちの赤外領域（一例として、７５０ｎｍ以上８５０ｎｍ以下の波長領域）の光を通過させると共に可視領域（一例として、少なくとも３５０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の波長領域）の光を減衰させる。光電変換素子１４は、可視光遮断フィルタ１３を通過した光を光電変換して電気信号を出力する。また、光電変換素子１４は、広く可視領域から赤外領域までの光に対して光電変換の変換感度を有しているが、特に赤外領域（一例として、８００ｎｍの波長）の光に対する光電変換の変換感度が最も高くなるように構成されている。制御ＩＣ１５は、光電変換素子１４から出力された電気信号に基づいて光学式マウス１の相対的な位置の変化を検出し、この位置の変化をデータ化した位置情報を生成してコンピュータ２４に出力する。
【００１７】
次に、光学式マウス１の全体的な動作について、図３，４に示すように、テーブル型表示装置２０の天板２３上で使用する例について、図面を参照して説明する。ここで、テーブル型表示装置２０は、テーブル状に構成された表示装置（リアプロジェクタ）であって、一例として、図３に示すように、４本の脚部２１，２１・・、光学エンジン２２および天板２３を備えて構成されている。この場合、脚部２１，２１・・は天板２３を支持し、光学エンジン２２は例えばコンピュータ２４から出力される画像データに基づいて光変調した投射光Ｌｐを天板２３に向けて投射する。また、天板２３は、図２に示すように、フレネルレンズ２３ｃ、レンチキュラーレンズ２３ｂおよびガラス板２３ａを備えて構成され、透過型のスクリーンパネルとして機能すると共にテーブルの天板としても機能する。このテーブル型表示装置２０に画像を表示させる際には、コンピュータ２４が、オペレータの操作に従い、表示パネル２４ａ（図３参照）に表示している画像に対応する画像データを光学エンジン２２に出力する。この際に、表示パネル２４ａには、一例として、複数のトランプ画像が配置されたトランプゲームの一場面についての画像（図示せず）が表示されているものとする。次いで、光学エンジン２２が、コンピュータ２４から出力された画像データに基づいて光変調した投射光Ｌｐを天板２３に向けて投射する。続いて、フレネルレンズ２３ｃが、投射光Ｌｐを平行光に変換し、レンチキュラーレンズ２３ｂが平行光に変換された投射光Ｌｐを光Ｌａ（拡散光）に変換（拡散）し、ガラス板２３ａが光Ｌａを透過させることにより、コンピュータ２４の表示パネル２４ａに表示されている画像と同様のトランプ画像４２，４２，・・を含む画像４１（図４参照）がカラー表示されて、天板２３の上面側から視認される。
【００１８】
一方、天板２３上で光学式マウス１を操作したときには、図２に示すように、光学式マウス１内の光検出ユニット５におけるＬＥＤ１１から射出された赤外領域の照射光Ｌｄが天板２３で反射され、その反射光Ｌｓがレンズ１２によって集光される。また、天板２３を通過した光Ｌａもレンズ１２によって集光される。この際に、可視光遮断フィルタ１３が、レンズ１２によって集光された反射光Ｌｓおよび光Ｌａのうちの赤外領域（この場合、７５０ｎｍ以上８５０ｎｍ以下の波長領域）の光を通過させると共に可視領域（この場合、３５０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の波長領域）の光を減衰させる。この場合、光Ｌａには赤外領域の光が殆ど含まれていないため、光Ｌａは可視光遮断フィルタ１３によってその殆どが減衰させられる。一方、赤外領域の光である照射光Ｌｄの反射光Ｌｓは、可視光遮断フィルタ１３によって減衰させられることなくその殆どが光電変換素子１４に入射する。次いで、光電変換素子１４は、可視光遮断フィルタ１３を通過した光を光電変換する。この場合、可視光遮断フィルタ１３によって光Ｌａの殆どが減衰させられているため、光電変換素子１４は、反射光Ｌｓを主として光電変換する。したがって、制御ＩＣ１５は、天板２３から射出される光Ｌａの影響を殆ど受けることなく、天板２３で反射された反射光Ｌｓを光電変換した電気信号に基づいて光学式マウス１の相対的な位置の変化を正確に検知して、その位置情報をコンピュータ２４に出力する。このため、光学式マウス１を図４に矢印で示す向きに移動させたときには、その位置情報がコンピュータ２４に出力されて、コンピュータ２４が表示パネル２４ａ上においてポインタ４３を矢印の向きと同じ向きに移動させる。この際に、コンピュータ２４は、画像データを光学エンジン２２に出力し、光学エンジン２２は、画像データに基づいて表示パネル２４ａに表示されている画像と同じ画像４１を表示させる投射光Ｌｐを投射する。これにより、同図に示すように、コンピュータ２４の表示パネル２４ａに表示されている画像と同じく、ポインタ４３が同図に示す矢印の向きに移動する画像４１が天板２３の上面側から視認される。
【００１９】
このように、この光学式マウス１によれば、可視光遮断フィルタ１３が所定波長領域以外の光（可視領域の光Ｌａ）を減衰させつつＬＥＤ１１から射出された所定波長領域の光（赤外領域の反射光Ｌｓ）を光電変換素子１４に向けて通過させるため、光学式マウス１をテーブル型表示装置２０の天板２３上で使用する際に、天板２３から射出される光Ｌａに対する光学式マウス１の光電変換素子１４による検知を十分に防止することができる結果、テーブル型表示装置２０の天板２３上で使用する際の誤動作を確実に防止することができる。
【００２０】
また、光電変換素子１４が所定波長領域の光（赤外領域の光）に対して最も感度良く光電変換することにより、テーブル型表示装置２０から射出される所定波長領域以外の光（可視領域の光Ｌａ）の照射による影響を小さくすることができる結果、テーブル型表示装置２０の天板２３上で使用する際の誤動作を一層確実に防止することができる。
【００２１】
また、可視領域の光Ｌａを射出して画像４１を表示しているテーブル型表示装置２０の天板２３上で光学式マウス１を使用する場合に、可視光遮断フィルタ１３が、可視領域の光Ｌａを減衰させるため、光電変換素子１４が赤外領域の光だけではなく例えば可視領域の光Ｌａに対しても光電変換の変換感度を有していたとしても、テーブル型表示装置２０から射出される可視領域の光Ｌａに対する光電変換素子１４による検知を十分に防止することができる結果、テーブル型表示装置２０の天板２３上で使用する際の誤動作を確実に防止することができる。
【００２２】
なお、本発明は、上記の構成に限定されない。例えば、可視光遮断フィルタ１３をレンズ１２と光電変換素子１４との間に配設した構成例について説明したが、可視光遮断フィルタ１３をケース部２の底部における孔１６とレンズ１２との間に配設する構成や、ケース部２の底面に配設する構成など、ケース部２の外筐から光電変換素子１４の受光部位までの経路における任意の部位に配設する構成を採用することができる。また、レンズ１２の表面に誘電体多層膜を形成する構成を採用することもできる。また、誘電体多層膜フィルタを用いて可視光遮断フィルタ１３を構成した例について上記したが、誘電体多層膜フィルタに代えて、または誘電体多層膜フィルタと共に、ホログラフィックフィルタ、色ガラスフィルタおよびゼラチンフィルタの少なくとも１種を用いて可視光遮断フィルタ１３を構成することもできる。
【００２３】
さらに、テーブル型表示装置２０（リアプロジェクタ）の天板２３上で光学式マウス１を使用する例について説明したが、各種タイプのリアプロジェクタのスクリーンパネル上で光学式マウス１を使用することもできるし、ＣＲＴ、液晶ディスプレイおよびプラズマディスプレイなどの表示装置の表示面上で光学式マウス１を使用することもできる。また、光学式マウス１は、例えば、机状ゲーム装置やテーブル型情報端末などの各種機器におけるディスプレイの表示面上でも使用することができる。
【００２４】
さらに、本発明に係る光学式ポインティングデバイスについては、任意の形状や大きさに形成することができる。例えば、ペン型に形成してその先端部に光検出ユニット５を配設する構成を採用することもできる。また、無線方式の光学式マウス１について説明したが、本発明は有線式の光学式マウスにも適用することができる。また、光学式マウス１に２つの操作ボタン３，３およびホイール４を配設した構成例について説明したが、光学式マウス１に配設する操作ボタン３やホイール４などの数は適宜変更することができるし、その位置も適宜変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】光学式マウス１の側面図である。
【図２】光学式マウス１における光検出ユニット５の側面断面図である。
【図３】テーブル型表示装置２０の側面図である。
【図４】テーブル型表示装置２０の上面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  光学式マウス、５  光検出ユニット、１１  ＬＥＤ、１３  可視光遮断フィルタ、１４  光電変換素子、Ｌｄ  照射光、Ｌｓ  反射光、２３  天板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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