JPH06102994A - 位置指示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電磁波ビームを用いてポインタカーソルを遠
隔で入力し、電磁波の入射位置にそのカーソルを表示す
ると共に、メニューウイドウ及び映像信号を同時に表示
すること。 【構成】 外部から放射される電磁波ビームの入射位置
を検出する二次元位置センサ２０ｂと、メニューウイン
ドウ及びポインタカーソルを表示する表示装置２０ａを
一体にした位置センサ付映像装置２０を設ける。パラメ
ータ入力装置１から電磁波ビームが入射されると、二次
元位置センサ２０ｂはカーソル制御信号発生手段４１に
その位置信号を与える。カーソル発生手段４２はカーソ
ルパーンを生成し、表示手段４３を介して位置センサ付
映像装置２０に出力する。そうすると意図する位置にカ
ーソルが表示され、その位置も遠隔操作で容易に移動で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、遠隔で入力されたリモ
ートコントロール信号の入射位置にポインテイングカー
ソルを表示する位置指示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、信号処理装置等の電子機器を制御
するには、電子機器に取付けられたスイッチ等を直接操
作して、信号（パラメータ）を入力するのが一般的であ
る。このような信号入力装置としてキーボード，テンキ
ー，カーソルコントロールキー等が一般的に用いられ
る。

【０００３】近年、電子機器が複雑になってきたため、
電子機器を直接操作するためには多くのパラメータを設
定しなければならない。このため電子機器で多くのスイ
ッチが取付けられている。この結果操作が複雑でユーザ
インターフェースは悪くなり、感覚的に操作法を理解す
ることが難しくなる傾向にある。このためパーソナルコ
ンピュータやワークステーション等の電子機器では、テ
ンキー，カーソルコントロールキー，ポインティングデ
ィバイス等を用いてカーソルを移動させ、目的の画面に
ユーザを誘導するメニュー方式が利用されている。二次
元的な位置信号を入力する場合には、ポインティングデ
ィバイス等が用いられる。

【０００４】ポインティングディバイスには、ライトペ
ン，タブレット，マウス，トラックボール等があり、こ
れらは遠隔操作ができない。又ポインティングディバイ
スは、一般に信号処理装置とリード線を介し結合されて
いる。又無線の信号入力装置として赤外線発光ダイオー
ド等を用いたものもあるが、信号処理装置に受光部を設
置する必要がある。

【０００５】マウスやトラックボールは、ポインタの物
理的な移動量をロータリーエンコーダを用いてパルス信
号に変換し、これらのパルス数を計数することにより移
動量を検出するものである。この場合少なくとも２組の
一次元の変位信号が入力され、これを二次元の絶対位置
情報に変換するために信号変換回路が必要となる。又ラ
イトペンは、二次元的に配置されたセンサによってその
位置を読取るものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な信号入力装置では、人の操作と信号入力装置の応答に
差があり、慣れが必要である。例えばキーボード，テン
キー，カーソルコントロールキー等の信号入力装置は、
電子機器の制御をする操作手順が複雑になり、電子機器
の使用者はこのような複雑な操作手順をその都度覚えな
ければならないという問題点があった。

【０００７】ポインティングディバイスを用いた信号入
力装置は、被制御対象としての電子機器に有線で結合さ
れているため、遠隔操作で信号を入力することができな
いという問題点があった。又マウス，タブレット等では
ある程度の操作面積が必要である。これは内蔵のロータ
リーエンコーダのパルスの発生数又はセンサの分解能の
関係で一定以上の移動距離を必要とするからである。

【０００８】一方、無線の信号入力装置として、赤外線
発光ダイオードを用いたものもあるが、この構成では赤
外線の放射強度の半値角が±10°程度あり、このような
赤外線を用いて二次元空間上の絶対位置を直接指示する
ことはできない。この信号入力装置では、表示画面と異
なる位置に赤外線の受光素子が設けられているため、信
号入力装置とメニュー空間のずれが生じ、信号入力装置
の使用者が感覚的に戸惑うという欠点があった。

【０００９】前述したテンキー，カーソルコントロール
キーと、表示画面のメニューを組合わせた構成の信号入
力装置では、複雑な制御を行うために頻繁にスイッチを
押圧してカーソルを移動させねばならず、カーソルを瞬
時に他の位置に動かすことは困難であった。

【００１０】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、遠隔信号入力装置からの信号を
受信し、その信号の入射位置を検出してこの位置にポイ
ンタカーソルを表示する位置指示装置（ポインティング
デバイス）を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は被制御対象機器
の表示画面上での位置信号を電磁波ビームを用いて遠隔
で被制御対象機器に入力するパラメータ入力装置と、パ
ラメータ入力装置から電磁波ビームが放射されると、そ
の入射位置を検出し、その位置信号を出力する二次元位
置センサと、二次元位置センサと一体に形成され、映像
及びデータを表示する表示装置と、二次元位置センサか
らのＸ及びＹ位置情報の信号により表示装置の特定され
た位置にポインタカーソルを発生するカーソル発生手段
と、外部から入力される映像信号、及びカーソル発生手
段のポインタカーソルを表示装置に重畳表示する信号を
出力する表示手段と、を具備することを特徴とするもの
である。

【００１２】

【作用】このような特徴を有する本発明によれば、パラ
メータ入力装置により、被制御対象機器の表示画面上で
の位置信号を電磁波ビームを用いて遠隔で入力する。そ
うすると二次元位置センサは、電磁波ビームの入射位置
を検出し、その位置信号を出力する。カーソル発生手段
は、二次元位置センサからのＸ及びＹ位置情報の信号に
より表示装置の特定された位置にポインタカーソルを発
生する。表示手段は、外部から入力される映像信号，メ
ニューウインドウ，及びカーソル発生手段のポインタカ
ーソルを表示装置に重畳表示する。このようにすると簡
単な遠隔操作で、希望のメニュー画面にポインタカーソ
ルを移動させることができる。

【００１３】

【実施例】本発明による位置指示装置においては、パラ
メータ入力装置が用いられる。パラメータ入力装置１は
被制御対象機器に人が遠隔で信号を入力する操作部であ
り、その一実施例を図２に示す。本図において電磁波発
生手段２は赤外線，マイクロ波，レーザ光等の電磁波を
発生する発生源である。Ｘ方向偏向手段３及びＹ方向偏
向手段４は、例えば磁界レンズや光学レンズ、例えばコ
リメータレンズのように、電磁波発生手段２から出射さ
れる電磁波を夫々Ｘ及びＹ方向に偏向して、集束された
電磁波を出力するものである。アパーチャ５は集束され
た電磁波を所定口径の電磁波ビームに変換するものであ
る。

【００１４】次にスイッチ６は、人がパラメータ入力装
置１を介し被制御対象機器に信号を入力するスイッチで
ある。信号発生手段７はスイッチ６が押圧されると駆動
制御手段８に制御信号を出力する回路である。駆動制御
手段８はＸ，Ｙ方向偏向手段３，４に夫々偏向制御信号
を出力すると共に、駆動手段９に駆動制御信号を出力す
る回路である。駆動手段９は駆動信号を電磁波発生手段
２に与え、電磁波の波長又は断続用のパルスの周期を制
御するものである。

【００１５】位置センサ付映像装置２０は、パラメータ
入力装置１から入射される電磁波ビームの入射位置を検
出すると共に、ポインタカーソルや映像を表示する装置
である。図３は位置センサ付映像装置２０の構成を示す
断面図である。本図に示すように位置センサ付映像装置
２０は、表示装置２０ａと二次元位置センサ２０ｂによ
り構成される。

【００１６】映像を表示する表示装置２０ａの構成を説
明する。ＴＦＴ（Thin Film Transistor) 基板２１は透
明基板であり、その上面に薄膜トランジスタや画素電極
層２２が形成された基板である。画素電極層２２は液晶
層に電圧を印加する電極であり、例えばＩＴＯ（Indium
Tin Oxide）により構成される。画素電極層２２は２２
ｒ，２２ｇ，２２ｂから成るＲＧＢの透明電極であり、
ＴＦＴ基板２１の上面にマトリックス状に形成されてい
る。液晶層２３は例えばＣＯＯＢ（シアノ・オクティル
・オキシビフェニル）等のスメクティック液晶であり、
スペーサ２４で保持された一定の空間に充填されてい
る。パッシベーション層２５は例えばシリコン酸化膜や
シリコン窒化膜より構成される保護層で、液晶層２３を
挟んで共通電極層２６の下面に形成される。共通電極層
２６は例えばＩＴＯより構成される透明の共通電極層で
ある。

【００１７】次に共通電極層２６の上面に距離を隔てて
断面が凹凸状となるようパッシベーション層２７が設け
られている。パッシベーション層２７は透明の保護膜で
あり、表示装置２０ａと後述する二次元位置センサ２０
ｂを電気的に絶縁するものである。パッシベーション層
２７と透明電極層２６間に色素層２８が設けられてい
る。色素層２８は顔料やカラーレジストにより構成され
るＲＧＢの２８ｒ，２８ｇ，２８ｂから成る色素層であ
る。パッシベーション層２７と共通電極層２６の間隙の
大きな部分を夫々ＲＧＢの色素層２８ｒ，２８ｇ，２８
ｂとすると、これらの色素層２８は夫々画素電極層２２
ｒ，２２ｇ，２２ｂと対向する位置にある。ＴＦＴ基板
２１の下面より図示しないバックライトが点灯すると、
その白色光は各画素電極層２２に位置する液晶層２３で
偏光角が変化し、各色素層２８ｒ〜２８ｂを介し夫々Ｒ
ＧＢのドットとなる。

【００１８】次にパッシベーション層２７の下面であっ
て、共通電極層２６との間隙の少ない部分にブラックス
トライプ層２９が設けられている。ブラックストライプ
層２９はＲＧＢの各画素間の漏れ光を遮断すると共に、
二次元位置センサ２０ｂの一部に表示装置２０ａの映像
光が入射されるのを防止する層である。

【００１９】次に二次元位置センサ２０ｂについて説明
する。図４は二次元位置センサ２０ｂの構成を示す平面
図である。図３の断面図に示すようにパッシベーション
層２７の凹部の上面にＹ方向電極層３０が設けられてい
る。又パッシベーション層２７の凸部の上面を含むＸ方
向の面に、Ｘ方向電極層３１が設けられている。図３，
４に示すようにＸ及びＹ方向電極層３１，３０は、Ｘ及
びＹ方向に夫々格子状に配列された電極層である。

【００２０】さて図３に示すようにＸ及びＹ方向電極層
３１，３０の空隙に電荷輸送層３２が充填されている。
電荷輸送層３２はフタロシアニン系顔料をポリカーボネ
イトに分散した感光材料であり、赤外線を含む電磁波が
入射されると自由電子が生じ、最も近接するＸ，Ｙ方向
電極層３１，３０に夫々電流を与えるものである。図４
に示すようにＸ，Ｙ方向電極層３１，３０の端部に、Ｘ
位置検出用半導体装置３３とＹ位置検出半導体装置３４
が夫々設けられている。例えばＸ位置検出用半導体装置
３３は各Ｘ方向電極層３１より入力される電流の位置を
検出するものである。

【００２１】次に図３の二次元位置センサ２０ｂの最上
面に保護基板３５が形成されている。保護基板３５は外
部から入射する不要な電磁波を遮断すると共に、位置セ
ンサ付映像装置２０の剛性を高め、Ｘ方向電極層３１を
保護するものである。保護基板３５は例えばガラスやプ
ラスチックにより構成される。

【００２２】さて本発明の一実施例における位置指示装
置の全体構成について説明する。図１は位置指示装置４
０の全体構成を示すブロック図である。本図に示すよう
に位置指示装置４０には、図２のパラメータ入力装置１
と、図３，図４に示す位置センサ付映像装置２０が設け
られている。

【００２３】パラメータ入力装置１から出射された電磁
波ビームは位置センサ付映像装置２０に入力される。そ
して位置センサ付映像装置２０から出力されるＸ位置情
報及びＹ位置情報はカーソル制御信号発生手段４１に与
えられる。カーソル制御信号発生手段４１は、カーソル
発生手段４２にカーソル制御信号を出力する回路であ
る。カーソル発生手段４２はカーソル制御信号が入力さ
れると、例えば矢印状のポインタカーソルのパターンを
生成し、これをカーソル信号として表示手段４３に出力
するものである。表示手段４３は、外部の映像信号，メ
ニューウインドウの信号，及びカーソル発生手段４１の
出力するカーソルを重畳し、それらの映像信号を位置セ
ンサ付映像装置２０に与えるものである。ここでメニュ
ーウインドウは表示範囲の異なった位置に複数のメニュ
ーを表示するものである。

【００２４】このように構成された位置指示装置４０の
動作を説明する。図５は位置指示装置４０の使用方法を
説明する斜視図である。図２に示すパラメータ入力装置
１は電源をオンすると、スイッチ６を操作しない限り電
磁波発生手段２から低周波パルスで変調された電磁波を
出力する。

【００２５】次に、パラメータ入力装置１を位置センサ
付映像装置２０の方向に向ける。制御駆動手段８は信号
発生手段７からパルスの制御信号が与えられると、駆動
手段９に対してこれに対応した駆動制御信号を出力す
る。次に電磁波発生手段２は駆動手段９から駆動信号が
与えられると、特定周期の電磁波（赤外光，レーザ，メ
ーザ）を出力する。この電磁波はＸ，Ｙ方向偏向手段
３，４で一定幅に集束され、アパーチャ５はこの電磁波
の所定径のビームに整形し、位置センサ付映像装置２０
に出射する。

【００２６】図５の破線で示すように、パラメータ入力
装置１から出射された電磁波ビームは位置センサ付映像
装置２０の特定のメニューウインドウＭａに入力された
とする。このうち紫外光又は遠赤外光等の不要な成分は
保護基板３５で除去され、他の成分のビームが電荷輸送
層３２に入射される。このとき電荷輸送層３２を形成す
る感光材料が励起され、電荷が発生する。この電荷は自
由電子となり、最も近接するＹ方向電極層３０及びＸ方
向電極層３１に流入する。この電流は図３に示すＸ，Ｙ
位置検出用半導体装置３３，３４に検出され、図１に示
すカーソル制御信号発生手段４１にＸ位置情報及びＹ位
置情報が出力される。尚このとき液晶層２３から映像が
出力され、その光が各色素層２８に向かうが、ブラック
ストライプ層２９により光が遮断され、二次元位置セン
サ２０ｂの電荷輸送層３２には入射しない。

【００２７】カーソル制御信号発生手段４１はこの位置
情報に基づいたカーソル制御信号をカーソル発生手段４
２に出力する。カーソル発生手段４２はその座標位置
に、矢印パターンの先端部が来るようポインタカーソル
を発生し、その信号を表示手段４３に出力する。そうす
ると図５に示すように表示装置２０ａ上にカーソルが表
示される。尚この状態でパラメータ入力装置１の方向を
変化させると、表示されるカーソルの位置はその都度移
動する。

【００２８】次に、カーソルがメニューウインドウＭａ
内に出力されている状態で、パラメータ入力装置１の使
用者がスイッチ６を押圧すると、パルスの周波数が高く
なり、カーソル制御信号発生手段４１は被制御対象機器
の使用者が現在カーソルが指すメニュー画面を指定した
ものと判断する。そして表示手段４３を介してこのメニ
ューウインドウ信号が表示装置２０ａに出力される。

【００２９】尚位置指示装置４０において他のメニュー
ウインドウを選択するときには、パラメータ入力装置１
の方向を変え、スイッチ６を押圧するとその部分のメニ
ューウインドウが選択される。又本実施例において表示
装置２０ａは液晶パネルとしたが、ＣＲＴ，プラズマデ
ィスプレイ，蛍光表示パネル等のディスプレイでもよ
い。

【００３０】このように位置センサ付映像装置２０に表
示されたメニューウインドウの位置に、パラメータ入力
装置１を向けてスイッチ６を押圧するだけでポインタ操
作が行える。このため、従来の赤外線リモートコントロ
ール装置のように複雑なスイッチを多数設ける必要が無
くなり、リモートコントロールシステムのユーザインタ
ーフェースは大幅に向上する。又位置センサ付映像装置
２０は二次元位置センサ２０ｂを含んでいるため、例え
ば受光素子等を表示部以外の部分に設ける必要もなく、
最低限必要な面積を有する表示画面でリモートコントロ
ールシステムが実現でき、特に壁掛けテレビ等のように
場合に有効である。

【００３１】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、二次元位置センサと表示装置が一体に構成されてい
るので、表示装置に表示されるメニュー画面とパラメー
タ入力装置からの電磁波ビームの入射位置を１対１に対
応させることができる。更にパラメータ入力装置と映像
装置の操作距離の制限が無くなり、パラメータ入力装置
の方向を変えるだけで、ポインタカーソルの位置を遠隔
操作で移動させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における位置指示装置の全体
構成を示すブロック図である。

【図２】本実施例の位置指示装置に含まれるパラメータ
入力装置の構成例を示すブロック図である。

【図３】本実施例の位置指示装置に含まれる位置センサ
付映像装置の構成を示す断面図である。

【図４】本実施例の位置センサ付映像装置に含まれる二
次元位置センサの構成を示す平面図である。

【図５】本実施例の位置指示装置の使用方法を説明する
斜視図である。

【符号の説明】

１ パラメータ入力装置 ２ 電磁波発生手段 ３ Ｘ方向偏向手段 ４ Ｙ方向偏向手段 ５ アパーチャ ６ スイッチ ７ 信号発生手段 ８ 駆動制御手段 ９ 駆動手段 ２０ 位置センサ付映像装置 ２０ａ 表示装置 ２０ｂ 二次元位置センサ ２１ ＴＦＴ基板 ２２ 画素電極層 ２３ 液晶層 ２４ スペーサ ２５，２７ パッシベーション層 ２６ 共通電極層 ２８ 色素層 ２９ ブラックストライプ層 ３０ Ｙ方向電極層 ３１ Ｘ方向電極層 ３２ 電荷輸送層 ３３ Ｘ位置検出用半導体装置 ３４ Ｙ位置検出用半導体装置 ３５ 保護基板 ４０ 位置指示装置 ４１ カーソル制御信号発生手段 ４２ カーソル発生手段 ４３ 表示手段 Ｍａ〜Ｍｎ メニューウインドウ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｈ０４Ｎ 5/00 Ａ 9070−5Ｃ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被制御対象機器の表示画面上での位置信
   号を電磁波ビームを用いて遠隔で前記被制御対象機器に
   入力するパラメータ入力装置と、 前記パラメータ入力装置から電磁波ビームが放射される
   と、その入射位置を検出し、その位置信号を出力する二
   次元位置センサと、 前記二次元位置センサと一体に形成され、映像及びデー
   タを表示する表示装置と、 前記二次元位置センサからのＸ及びＹ位置情報の信号に
   より前記表示装置の特定された位置にポインタカーソル
   を発生するカーソル発生手段と、 外部から入力される映像信号、及び前記カーソル発生手
   段のポインタカーソルを前記表示装置に重畳表示する信
   号を出力する表示手段と、を具備することを特徴とする
   位置指示装置。
2. 【請求項２】 前記表示装置は、フラットパネルディス
   プレイであることを特徴とする請求項１記載の位置指示
   装置。