JP2011123580A - 指示入力システム及び光学式指示入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表示パネル内の光センサの出力結果に基づき指示入力を検出する液晶表示装置に光学式指示入力装置（ポインタ）からレーザ光（以下、光と省略）を照射し照射位置を指示入力位置として液晶表示装置が検出するようにする。
【解決手段】液晶表示装置１０は、表示パネル内に光センサを有し、バックライト（以下ＢＬ）を点滅させ点灯時及び消灯時における光センサの出力の差分に基づき指示入力位置を検出する機能を備える。ポインタ３０は表示パネルに対して光を照射して指示入力を行う。ポインタ３０が光を照射する発光部と表示パネルからのＢＬの照光を検出する光センサ３４とその検出光に基き算出されるＢＬの点滅タイミングを記憶するメモリとを有し、光をＢＬの点滅と同期して点滅させて表示パネルに照射し、液晶表示装置１０が表示パネルの光センサの出力に基いて光の照射位置を指示入力位置として検出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光センサ内蔵型液晶表示装置に対して光学式指示入力装置からレーザ光を照射し当該照射位置を指示入力位置として上記液晶表示装置が検出する指示入力システム及びその光学式指示入力装置に関する。

パーソナルコンピュータ（ＰＣ：Personal Computer）からの画像を大型のディスプレイに映しながら会議等で発表を行う際、レーザポインタが用いられている。このレーザポインタは、現在単に注目箇所を指し示すために用いられることが多いが、コンピュータ用のマウスのような指示入力装置としても機能するようになれば大変便利である。
このことに関し、画面をＵＳＢ（Universal Serial Bus）カメラで撮影し、画面上におけるレーザポインタの指示位置を認識し、レーザ光による指示位置が約１〜２秒程度動かなかった場合、当該位置に対してクリック操作がなされたものとして認識したりする「Ａｆｔｅｒｇｌｏｗ」という商品がある。

また、特許文献１には、各画素に光センサを設けた液晶ディスプレイが開示されている。この液晶ディスプレイでは、変調されたレーザ光のみを検出し、バックライトからの光等のそれ以外の光が光センサに入射したとしても「変調されたレーザ光が入射した」とは認識しない。この構成により、レーザポインタからの変調されたレーザ光がある画素の光センサで検出された場合、当該画素に対応する位置に対してクリック操作がなされたものとして認識するようにしている。

また、近年では、液晶表示装置の表示パネル内にマトリクス状に光センサを設け、ユーザが画面に触れることによる入射光の光量変化を光センサで検知し、検知結果に基づき、表示パネルへのタッチ入力を検出するものが開発されている。このような液晶表示ディスプレイに対しても、「Ａｆｔｅｒｇｌｏｗ」の技術や特許文献１に開示の技術を用いれば、レーザポインタをマウスのような指示入力装置として機能させることができる。

特開２００１−１７５４１３号公報

しかしながら、「Ａｆｔｅｒｇｌｏｗ」の技術では、カメラから影になった箇所に対する操作は認識できないので、ディスプレイ全面を撮影できる位置にカメラを設置する必要があり、カメラとディスプレイの位置がずれると再設定が必要である。また、カメラを用いる場合、操作位置の検出精度は、カメラの画素数に依存するため、十分でないことがある。

また、特許文献１に開示の技術を用いる場合、上述の問題を回避できるが、指等によるタッチ操作の検出機構と、レーザ光による指示入力操作の検出機構とを、別々に液晶表示装置に組み込む必要があり、高コストとなる。また、この技術では、外光の影響を除くために、レーザポインタ側に変調機構を設ける必要があり、液晶表示装置側には変調されたレーザ光を他の光と識別する機構を設ける必要があった。

本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、表示パネルに内蔵された光センサからの出力結果に基づいてタッチ入力を検出する液晶表示装置に対して光学式指示入力装置からレーザ光を照射し当該照射位置を指示入力位置として液晶表示装置が検出する指示入力システム及びその光学式指示入力装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、表示パネルの内部前面に光センサを有し、前記表示パネルのバックライトを所定の周期で点滅させ該バックライトの点灯時及び消灯時における前記光センサの出力の差分に基づき、前記表示パネル上の指示入力位置を検出する機能を備えた液晶表示装置と、該液晶表示装置の表示パネルに対してレーザ光を照射して指示入力を行う光学式指示入力装置と、を含む指示入力システムであって、前記光学式指示入力装置が、前記レーザ光を照射する発光部と、前記液晶表示装置の前記表示パネルからの前記バックライトの照光を検出する光センサと、該光センサでの検出光に基いて算出した前記液晶表示装置のバックライトの点滅タイミングを記憶するメモリと、を有し、前記記憶した点滅タイミングに基いて、前記レーザ光を前記バックライトの点滅と同期して点滅させて前記液晶表示装置の表示パネルに照射し、前記液晶表示装置が、前記レーザ光の照射の際の前記表示パネルの光センサの出力に基いて、前記レーザ光の照射位置を判定し、前記指示入力位置として検出することを特徴としたものである。

本発明の第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記光学式指示入力装置が、さらに、特定の波長及び／又はパターンのレーザ光である特定レーザ光を前記バックライトの点滅と同期して点滅させて前記液晶表示装置の表示パネルに照射する特定レーザ光源を有し、前記液晶表示装置が、前記特定レーザ光の照射の際の前記光センサの出力に基いて、前記光学式指示入力装置からの前記特定レーザ光の照射位置を判定し、特定指示入力位置として検出することを特徴としたものである。

本発明の第３の技術手段は、第１の技術手段のシステムにおける光学式指示入力装置であって、液晶表示装置の表示パネルからのバックライトの照光を検出する光センサと、該光センサでの検出光に基いて算出した前記液晶表示装置のバックライトの点滅タイミングを記憶するメモリと、を有し、前記記憶した点滅タイミングに基いて、前記レーザ光を前記バックライトの点滅と同期して点滅させて前記液晶表示装置の表示パネルに照射することを特徴としたものである。

本発明の第４の技術手段は、第２の技術手段のシステムにおける光学式指示入力装置であって、液晶表示装置の表示パネルからのバックライトの照光を検出する光センサと、該光センサでの検出光に基いて算出した前記液晶表示装置のバックライトの点滅タイミングを記憶するメモリと、を有し、前記記憶した点滅タイミングに基いて、前記レーザ光を前記バックライトの点滅と同期して点滅させて前記液晶表示装置の表示パネルに照射し、さらに、特定の波長及び／又はパターンのレーザ光である特定レーザ光を前記バックライトの点滅と同期して点滅させて前記液晶表示装置の表示パネルに照射する特定レーザ光源を有することを特徴としたものである。

本発明の第５の技術手段は、第３または第４の技術手段において、前記レーザ光を前記バックライトの点滅と同期して点滅させる点滅モードと前記レーザ光を常時点灯させる点灯モードとの間でモードを切替えるモード切替スイッチを有することを特徴としたものである。

本発明の光学式指示入力装置によれば、操作位置検出をカメラを用いずに液晶表示パネル内の光センサを用いて行っているので、カメラを用いる場合に比べ、精度高く上記検出を行うことができる。

本発明の光学式指示入力装置の一例が適用される指示入力システムを説明する図である。 図１の指示入力システムを構成する液晶表示装置を説明する図である。 図２の液晶表示装置でのタッチ位置検出方法を説明する図である。 本発明の光学式指示入力装置の一例の概略を説明する機能ブロック図である。 図４の光学式指示入力装置からのレーザ光を図２の液晶表示装置に向けたときにタッチ入力として検出される様子を説明する図である 図４の光学式指示入力装置の処理例を説明するフローチャートである。 本発明の光学式指示入力装置の他の例が適用される指示入力システムを構成する液晶表示装置を説明する図である。 本発明の光学式指示入力装置の他の例の概略を説明する図である。 図８の光学式指示入力装置の処理例を説明するフローチャートである。

図１は、本発明の光学式指示入力装置が適用される指示入力システムを説明する図である。図１の指示入力システム１は、内蔵する光センサからの出力に基づくタッチ操作検出機能を有する液晶表示装置１０と、該表示装置１０と接続され該表示装置を表示／入力装置とするパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等の情報処理装置２０と、レーザ光により液晶表示装置１０に指示入力可能な光学式指示入力装置３０と、を備える。この指示入力システム１では、液晶表示装置１０が、ユーザが表示パネル１１のある位置をタッチしたときに当該位置をタッチ位置として検出するだけでなく、光学式指示入力装置３０からのレーザ光をタッチパネル１１のある位置に向けたときに当該位置をタッチ位置として検出し、その情報を情報処理装置２０に伝える。情報処理装置２０は、例えば、その情報に基づき、マウスカーソルを液晶表示装置１０の対応する位置に表示させる。

まず、タッチ操作検出機能を有する液晶表示装置１０について、図２及び図３を用いて説明する。図２（Ａ）は、液晶表示装置の要部の物理的な構造の概略を説明する図で、図２（Ｂ）は、同装置の機能的な構成を説明する機能ブロック図である。図３は、本液晶表示装置でのタッチ位置検出方法を説明する図である。

液晶表示装置１０は、図２（Ａ）で例示するように、２枚の透明基板の間に液晶が充填された表示パネル１１と、表示パネル１１の背面側から光を照射するバックライト１２と、を備え、表示パネル１１の内部前面には光センサ１１ａが画素毎に設けられている。また、液晶表示装置１０は、図２（Ｂ）に示すように、表示パネル１１に表示する画像を制御する表示制御部１３ａと、光センサ１１ａからの出力信号を処理してタッチ入力を検出するタッチ入力検出部１３ｂと、所定のタイミングでバックライト１２のＯＮ／ＯＦＦを切替えるバックライト制御部１３ｃと、を有する制御部１３を更に備える。

この液晶表示装置１０では、ユーザが表示パネル１１上に指を置くと、指や手に対応した部分において、光センサ１１ａに入射される外光（周囲光）が遮断され、バックライト１２からの光が反射して光センサ１１ａに入射され、それ以外の部分では、外光のみが光センサ１１ａに入射される。したがって、表示パネル１１上のユーザの指や手に対応した部分と他の部分とで、光センサ１１ａが検出する光に輝度差が生じるので、この原理に基づき、液晶表示装置１０のタッチ入力検出入力部１３ｂでは光センサ１１ａからの出力に基づいてタッチ入力を検出している。

また、液晶表示装置１０は、タッチ入力の検出のため、上述のように所定のタイミングでバックライト１２のＯＮ／ＯＦＦを切替えている。これは、切替えずにバックライト１２を常時ＯＮにする場合、以下のように、環境によってはタッチ位置を検出できない恐れがあるからである。すなわち、外光が無い環境（暗室等）では、光センサ１１ａからの出力信号に基づいて得られる画像は、図３（Ａ）の画像Ａ１のように、ユーザの指や手に対応した部分と他の部分との輝度差が大きいので、この輝度差に基づき、容易にタッチ位置を判断できる。それに対し、外光が多く存在する環境（非常に明るい環境）では、得られる画像が、図の画像Ａ２のように、画像全体の輝度が高いものとなってしまうため、輝度差に基づいてタッチ位置を判断することが難しく検出できない恐れがある。

そこで、液晶表示装置１０では、バックライト１２のＯＮ／ＯＦＦを切替えて点滅させ、タッチ入力検出部１３ｂが、バックライト点灯時の光センサ１１ａからの出力に基づき図３（Ｂ）の画像Ｂ１を取得し、バックライト消灯時の光センサ１１ａからの出力に基づき画像Ｂ２を取得する。そして、これら画像Ｂ１，Ｂ２の差分画像Ｂ３を作成し、当該画像Ｂ３における輝度差に基づいて、タッチ位置を認識する。このような構成により、外光があってもタッチ位置を検出できるようになっている。
なお、上述では、光センサがカラー非対応のものであるものとして説明しているが、光センサがカラー対応のもの、例えばＲＧＢカラー対応のものであったとしても、各色成分について差分画像を作成し、該作成した差分画像を合成し、その合成画像からタッチ位置を認識することができる。

続いて、光学式指示入力装置３０について、図１及び図２を参照し、図４及び図５を用いて説明する。図４は、光学式指示入力装置３０の概略を説明する機能ブロック図、図５は、光学式指示入力装置３０からのレーザ光を液晶表示装置１０に向けたときにタッチ入力として検出される様子を説明する図である。

光学式指示入力装置３０は、図４に示すように、レーザ光を出射する発光部３１と、該発光部３１を制御する発光制御部３２と、を備え、発光制御部３２の制御により、発光部３１が本発明の特徴的な動作をする。すなわち液晶表示装置１０のバックライト１２（図１参照）の点滅タイミングに合わせてレーザ光を出射する（点滅させる）。より詳細には、光学式指示入力装置３０は、液晶表示装置１０のバックライト１２が点灯している間はレーザ光を点灯し、バックライトが消灯している間はレーザ光も消灯する。

また、光学式指示入力装置３０は、バックライト１２の点滅タイミングに合わせたレーザ光の点滅タイミングを決定するために、光センサ部３３、メモリ３４、クロック３５、周波数演算部３６を備えている。これら構成部３３〜３６の動作について、つまり、レーザ光の点滅タイミングの決定方法については後述する。さらに、光学式指示入力装置３０は、当該装置３０の電源のＯＮ／ＯＦＦをトグル方式で切替える電源スイッチ３７ａ（図１参照）、レーザ光の点滅タイミングを決定する読取りモードとレーザ光を出射する通常モードとをトグル方式で切替えるモード切替スイッチ３７ｂ、後述の点滅スイッチ３７ｃを含む操作部３７を備える。

光学式指示入力装置３０と異なりレーザ光を常時点灯させる従来のレーザポインタを液晶表示装置１０のある位置に向けた場合、図５に示すように、液晶表示装置１０が得るバックライト点灯時の画像Ｃ１とバックライト消灯時の画像Ｃ２の両方にレーザスポットが現れ、その差分画像Ｃ３ではレーザスポットが消えてしまうため、液晶表示装置１０では、従来のレーザポインタが向けられた位置をタッチ位置として検出できない。
それに対し、光学式指示入力装置３０では、上述のように、バックライト１２の点滅タイミングに合わせてレーザ光を点滅させるので、当該入力装置３０を液晶表示装置１０のある位置に向けた場合、液晶表示装置１０が得るバックライト点灯時の画像Ｄ１にのみレーザスポットが現れ、バックライト消灯時の画像Ｄ２にはレーザスポットが現れないので、その差分画像Ｄ３には、レーザスポットが残る。そのため、液晶表示装置１０では、光学式指示入力装置３０が向けられた位置をタッチ位置として検出できる。これにより、液晶表示装置１０が、光学式指示入力装置３０が向けられた位置にマウスカーソルを表示でき、光学式指示入力装置３０が向けられる位置が動かされると、それに合わせて、マウスカーソルが動くように表示できる。

このように、光学式指示入力装置３０がバックライト１２の点滅タイミングに合わせてレーザ光を点滅させるので、当該装置３０を用いた液晶表示装置１０に対する操作を、液晶表示装置１０の指等によるタッチ操作に対するソフトウェアを含む検出機構によって検出できる。そのため、タッチ操作検出機構と別に光学式指示入力装置３０を用いた操作の検出機構を液晶表示装置１０に設ける必要がないので、液晶表示装置１０が高価になるのを防ぐことができる。また、レーザ光を用いているので、光学式指示入力装置３０と液晶表示装置１０との距離が大きくても、光学式指示入力装置３０を機能させることができる。

なお、光学式指示入力装置３０が常時点灯（連続点灯）する通常のレーザポインタとしても使用でき、必要な時に点滅して液晶表示装置１０に対する指示入力装置として使用できることが好ましい。前述の図１の点滅スイッチ３７ｃは、常時点灯モードと点滅モードの切替えのためのものである。光学式指示入力装置３０は、点滅スイッチ３７ｃが押されている間のみ、点滅モードとなる。これにより、例えば、常時点滅しているのでは狙った位置を最初に指示するのは難しいという問題も解決できる。

続いて、光学式指示入力装置３０におけるレーザ光の点滅タイミングの決定方法の例について説明する。点滅タイミングの決定（設定）は、点滅モードで使用される前に、以下のようにして行われる。
光学式指示入力装置３０は、電池が入れられると（主電源がＯＮになると）、クロック３５が動作を開始する。ユーザは、光学式指示入力装置３０の光センサ部３３を液晶表示装置１０のタッチパネル１２に接触させた状態で、モード切替スイッチ３７ｂを読取モードに設定し電源スイッチ３７ａをＯＮにする。すると、光学式指示入力装置３０は、光センサ部３３を動作させ、例えば、光センサ部３３に接触しているタッチパネル１２の面の光量（０〜２５５の値で示される）を１ｍｓごとに１回ずつ１０００回（１秒分）読取り、メモリ３４に保存する。そして、保存したデータを周波数演算部３６にて高速フーリエ変換して解析し、明暗変化の周波数、点灯開始時間、消灯開始時間を求める。

例えば、解析結果として、メインの周波数成分が１００Ｈｚであり、点灯時間（値が連続して１２８以上を保つ時間）および消灯時間（値が連続して１２８未満を保つ時間）の平均値がそれぞれ４０００μｓ、６０００μｓであり、クロック３５でいうと２分２０秒＋２００００μｓの時点から点灯を開始しており、現在が２分３０秒＋２１０００μｓであったとなった場合は、タイムアップ間隔を（１／１００ｈｚ）＝１００００μｓとして保存し、点灯タイマは（２００００−２１０００＋１００００＝）９０００μｓ後に開始、消灯タイマは（９０００＋４０００＝）１３０００μｓ後に開始としてタイマを開始する。各タイマはタイムアップ間隔ごとにタイムアップ割り込みを発生させる。タイマが開始した後で電源は自動的にＯＦＦになるが、主電源がＯＮの間はタイマは回り続ける。

そして、上述のように点滅タイミングを設定した光学式指示入力装置３０について、ユーザが、モード切替スイッチ３７ｂを通常モードに設定し、電源スイッチ３７ａをＯＮにし点滅スイッチ３７ｃを押す（ＯＮに保つ）と、発光制御部３２が、上記タイムアップ割り込みを検知するようになり、点灯タイムアップ割り込みがくれば点灯、消灯タイムアップ割り込みがくれば消灯を行う。各タイムアップ割り込みは、実際に検知した液晶表示装置１０のバックライト１２の点滅周期に基づいて周期的に発生するよう設定されているため、レーザの点滅周期がバックライト１２の点滅周期と同期する。

次に、図６を用いて、光学式指示入力装置３０の処理例を説明する。
光学式指示入力装置３０は、電池が入れられ主電源がＯＮされクロック３５が動作を開始すると、電源がＯＮとなっているか否か判定する（ステップＳ１）。
電源ＯＮになっていた場合（ＹＥＳの場合）、設定されている動作モードを判定する（ステップＳ２）。モード切替スイッチ３７ｂにより読取りモードが設定されている場合、レーザが点灯されていれば消灯したうえで、光センサ部３３が、保存データ数を０に設定し動作を開始する（ステップＳ３）。ステップＳ４では、光センサ部３３で光量値を読み取り（測定し）、測定時刻とともにメモリ３４に保存し、保存データ数を１つ加算し、光量値を周期的に測定するための周期タイマをリセットする。この例では、周期タイマ１ｍｓごとにタイムアップ割り込みを発生させるものとする。

ステップＳ５では、保存データ数が１０００以上となったか否か判定する。なっていなければ（ＮＯの場合）、周期タイマ割り込みが発生したか否か判定する（ステップＳ６）。発生していない場合（ＮＯの場合）、ステップＳ６に戻り、発生した場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ４に戻る。

ステップＳ６において、ＹＥＳの場合、すなわち、光センサ部３３での１ｍｓごとに１回ずつ１０００回の光量の読み取りを終えた場合、周波数演算部３６が、明暗変化の周波数（タイムアップ間隔）、消灯開始時間、点灯開始時間を計算し、メモリ３４に保存し、発光制御部３２が、計算された消灯開始時間，点灯開始時間に点灯タイマ，消灯タイマを開始し、電源をＯＦＦに設定し（ステップＳ７）、ステップＳ１に戻る。

一方、ステップＳ２において、動作モードが通常モードに設定されていると判定された場合、発光モードの設定を判定する（ステップＳ８）。点滅スイッチＯＮが押されており点滅モードが設定されている場合は、発光制御部３２が、発光部３１を制御してレーザを点灯させ（ステップＳ９）、そして、消灯タイムアップ割り込みが発生したか否か判定する（ステップＳ１０）。発生していない場合（ＮＯの場合）、ステップＳ１０に戻る。発生していた場合（ＹＥＳの場合）、発光部３１を制御してレーザを消灯させ（ステップＳ１１）、点灯タイムアップ割り込みが発生したか否か判定する（ステップＳ１２）。発生していない場合（ＮＯの場合）、処理はステップＳ１２に戻り、発生していた場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ１に戻る。このような処理をすることにより、光学式指示入力装置３０のレーザの点滅周期と液晶表示装置１０のバックライト１２の点滅周期を同期させることができるので、光学式指示入力装置３０によるレーザスポットの位置をタッチ位置として液晶表示装置１０に認識させ、当該位置にマウスカーソルを表示させることができる。

また、ステップＳ８において、点滅スイッチ３７ｃが押されておらず、常時点灯モードが設定されている場合は、発光制御部３２で発光部３１を制御しレーザを点灯させる（ステップＳ１３）。その後、処理はステップＳ１に戻る。
ステップＳ１において、電源ＯＦＦの場合（ＮＯの場合）、レーザが点灯されているか否か判定し（ステップＳ１４）、点灯されている場合（ＹＥＳの場合）、発光制御部３２で発光部３１を制御しレーザを消灯させて（ステップＳ１５）、ステップＳ１に処理を戻し、点灯されていない場合（ステップＳ１４，ＮＯの場合）、そのままステップＳ１に処理を戻す。

続いて、本発明の光学式指示入力装置の他の例について説明する。本例の光学式指示入力装置は、例えば、図２の液晶表示装置１０と同様のタッチ操作検出機能を有する図７の後述の液晶表示装置１０’と、該液晶表示装置１０’と接続され該液晶表示装置を表示／入力装置とする情報処理装置と、を含むシステムに適用される。このシステムでは、本例の光学式指示入力装置が液晶表示装置１０’のバックライト１２の点滅に同期して赤色または青色のレーザ光を点滅させることができるようになっており、液晶表示装置１０’が、本例の光学式指示入力装置からの同期赤色レーザ光が表示パネル１１’のある位置に向けられたときに当該位置をタッチ位置（左クリック位置）として検出し、その情報を情報処理装置に伝える。また、液晶表示装置１０’が、同期青色レーザ光が表示パネル１１’のある位置に向けられたときに当該位置をタッチ位置（右クリック位置）として検出し、その情報を情報処理装置に伝える。情報処理装置２０は、左クリック位置情報や右クリック位置情報に基づき、当該操作に対応した画面（例えば、左クリック位置にマウスカーソルを表示した画面）を液晶表示装置１０に表示させる。

図７は、本例における液晶表示装置の概略を説明する機能ブロック図である。なお、図２の液晶表示装置と同様な構成については、同じ参照符号を付すことにより、その説明を省略する。

液晶表示装置１０’は、図７で例示するように、表示パネル１１’を備え、表示パネル１１’内には、ＲＧＢカラー対応の光センサ１１ａ’が当該パネル１１’の全体に亘って設けられている。また、液晶表示装置１０は、光センサ１１ａ’からのＲＧＢ各成分の出力信号を処理してタッチ入力を検出するタッチ入力検出部１３ｂ’と、光センサ１１ａ’からのＲ成分の出力信号を処理して左クリック位置を検出する左クリック検出部１３ｄと、光センサ１１ａ’からのＢ成分の出力信号を処理して右クリック位置（特定指示入力位置）を検出する右クリック検出部１３ｅと、を有する制御部１３’を備える。なお、タッチ入力検出部１３ｂ’のタッチ位置検出方法と、左クリック検出部１３ｄの左クリック位置検出方法と、右クリック検出部１３ｅの右クリック位置検出方法は、図２のタッチ入力検出部１３ｂの図３や図５を用いて説明したタッチ位置検出方法と同様であるので、その説明を省略する。

次に、本例の光学式指示入力装置について、図８を用いて説明する。図８（Ａ）は本例の光学式指示入力装置を説明する機能ブロック図、図８（Ｂ）は、同入力装置の概略外観図である。なお、図１及び図４の光学式指示入力装置３０と同様な構成については、同じ参照符号を付すことにより、その説明を省略する。

光学式指示入力装置３０’は、図８（Ａ）に示すように、赤色レーザ光を出射する赤色レーザダイオード（ＬＤ：Laser Diode）３１ａと青色レーザ光を出射する青色ＬＤ（本発明の「特定レーザ光源」の一例）３１ｂを有する発光部３１と、該発光部３１を制御する発光制御部３２’と、を備え、発光制御部３２’の制御により、液晶表示装置１０’（図７参照）のバックライト１２の点滅タイミングに合わせて、赤色ＬＤ３１ａからの赤色レーザ光を点滅させたり、青色ＬＤ３１ｂからの青色レーザ光を点滅させたりする。より詳細には、光学式指示入力装置３０’は、液晶表示装置１０’に対する指示入力の際、バックライト１２が点灯している間は赤色レーザ光や青色レーザ光を点灯させ、バックライト１２が消灯している間は赤色レーザ光や青色レーザ光を消灯するようになっている。この光学式指示入力装置３０’のレーザ光の点滅タイミングの決定方法は図４の光学式指示入力装置３０と同様である。

また、光学式指示入力装置３０’は、図８（Ｂ）に示すように、通常モードにおいてバックライト１２の点滅タイミングに同期させて赤色ＬＤ３１ａを点滅させるための赤色点滅スイッチ３７ｄと、同様に同期させて青色ＬＤ３１ｂを点滅させるための青色点滅スイッチ３７ｅとを含む操作部３７’を備える。

ユーザが赤色点滅スイッチ３７ｄを押した状態で光学式指示入力装置３０’を液晶表示装置１０’の表示パネル１２の所望の位置に向けると、液晶表示装置１０’が赤色用光センサ１１ｂ（図７参照）からの出力に基づき当該位置が左クリックされたものとして検出し、当該表示装置１０’に接続されたＰＣ等の情報処理装置に送信する。これにより、例えば、液晶表示装置１０’の赤色レーザスポットの位置にマウスカーソルが表示される。また、赤色点滅スイッチ３７ｄを押した状態で液晶表示装置１０’に対して光学式指示入力装置３０’を向ける位置をずらしていく場合は、ドラッグ操作する形態でマウスカーソルが移動するように液晶表示装置１０’に表示される。

また、ユーザが青色点滅スイッチ３７ｅを押した状態で光学式指示入力装置３０’を液晶表示装置１０’の表示パネル１２の所望の位置に向けると、液晶表示装置１０’が青色用光センサ１１ｃからの出力に基づき当該位置が右クリックされたものとして検出し、上記情報処理装置に送信する。これにより、右クリック操作に応じた表示画面が液晶表示装置１０’に表示される。
なお、光学式指示入力装置３０’は、通常モードにおいて両スイッチ３７ｄ，３７ｅとも押されない場合、赤色ＬＤ３１ａを常時点灯するので、通常のレーザポインタとして用いることができる。

次に、図９を用いて、光学式指示入力装置３０’の処理例を説明する。なお、図６の光学式指示入力装置３０と同様な処理については、同じステップ番号を付すことにより、その説明を省略する。また、ステップＳ２において、動作モードが読取りモードとして設定される場合の処理は、図６のものと同じであるので、その記載を省略した。

光学式指示入力装置３０’では、電池が入れられ主電源がＯＮされ、クロック３５が動作を開始した後、動作モードが通常モードに設定されていると判定された場合、左クリックモードが設定されているか否か判定する（ステップＳ２１）。左クリック用スイッチ（赤色点滅スイッチ）３７ｄが押されており左クリックモードが設定されている場合は、発光制御部３２’が、発光部３１’の赤色ＬＤ３１ａを制御して赤色レーザを点灯させ（ステップＳ２２）、そして、消灯タイムアップ割り込みが発生したか否か判定する（ステップＳ２３）。発生していない場合（ＮＯの場合）、ステップＳ２３に戻る。発生していた場合（ＹＥＳの場合）、発光部３１’の赤色ＬＤ３１ａを制御して消灯させ（ステップＳ２４）、点灯タイムアップ割り込みが発生したか否か判定する（ステップＳ２５）。発生していない場合（ＮＯの場合）、処理はステップＳ２５に戻り、発生していた場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ１に戻る。

また、ステップＳ２１において、赤色点滅スイッチ３７ｄが押されておらず左クリックモードが設定されていない場合は、右クリックモードが設定されているか否か判定する（ステップＳ２６）。右クリック用スイッチ（青色点滅スイッチ）３７ｄが押されており右クリックモードが設定されている場合は、発光制御部３２’が、発光部３１’の青色ＬＤ３１ｂを制御して青色レーザを点灯させ（ステップＳ２７）、そして、消灯タイムアップ割り込みが発生したか否か判定する（ステップＳ２８）。発生していない場合（ＮＯの場合）、ステップＳ２８に戻る。発生していた場合（ＹＥＳの場合）、発光部３１’の青色ＬＤ３１ｂを制御して消灯させ（ステップＳ２９）、点灯タイムアップ割り込みが発生したか否か判定する（ステップＳ３０）。発生していない場合（ＮＯの場合）、処理はステップＳ３０に戻り、発生していた場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ１に戻る。

また、ステップＳ２６において、青色点滅スイッチ３７ｅが押されておらず右クリックモードが設定されていないと判定された場合、つまり、両スイッチ３７ｄ，３７ｅが押されておらず常時点灯モードが設定されている場合、発光制御部３２’で赤色ＬＤ３１ａを制御し点灯させる（ステップＳ１３）。その後、処理はステップＳ１に戻る。
ステップＳ１において、電源ＯＦＦの場合（ＮＯの場合）、赤色ＬＤ３１ａが点灯されているか否か判定し（ステップＳ３２）、点灯されている場合（ＹＥＳの場合）、発光制御部３２’で赤色ＬＤ３１ａを制御し消灯させて（ステップＳ３３）、ステップＳ１に処理を戻し、点灯されていない場合（ステップＳ３２，ＮＯの場合）、そのままステップＳ１に処理を戻す。

なお、この例では、左クリック等の通常用途用と右クリックといった特殊用途用とで異なった波長のレーザ光を光学式指示入力装置が出射し、また、特定の波長成分と他の波長成分を分けて検出可能な液晶表示装置のカラー対応の光センサで、通常用途用や特殊用途用のレーザ光照射位置を検出するようになっていた。これに代えて、特殊用途用のレーザ光の発光パターンすなわち点滅周期を通常用途用のものとで異ならせ、レーザ光を出射、検出するようにしてもよい。例えば、通常用途用のレーザについては、バックライトの点滅に合わせて点滅するようにし、特殊用途用のレーザについては、バックライトが消灯されているときは消灯しバックライトが２回点灯するうち１回点灯するようにする。この場合、液晶表示装置に設ける光センサは、カラー対応のものであってもカラー非対応のものであってもよい。

また、特殊用途用の発光部が、上述と同様にバックライトの点滅周期と同期してレーザ光を点滅すると共に点灯時のレーザ光の波長すなわち色をバックライトの点灯周期と同期して切り替えるようにしてもよい。例えば、点灯時のレーザ光の色を赤→白→赤→白→・・・と切り替えるようにしてもよい。この場合、液晶表示装置では、カラー対応の光センサにより、Ｒ成分の差分画像のみにレーザスポットが現れるときと、ＲＧＢの各成分の差分画像全てにレーザスポットが現れるときと、が交互に検出され、この検出がなされたときに右クリック動作がなされたものと判定する。

なお、光学式指示入力装置側でレーザの波長や点滅周期等を複数の設定の中から決めておき、液晶表示装置側で左クリックや右クリックとして判別できる波長や点滅周期等をポインタ側で行った設定値のみに限定設定することで、他の光学式指示入力装置による誤動作等を防止することもできる。光学式指示入力装置毎に異なる設定しかできなくしておいてもよい。

本例のシステムでは、光学式指示入力装置を用いた通常用途操作と特殊用途操作の検出用に、タッチ操作検出用の光センサとは別の光センサを設ける必要がない。言い換えれば、光学式指示入力装置を用いた通常用途操作と特殊用途操作を、タッチ操作検出用の光センサを用いて検出できる。そのため、液晶表示装置のコストを抑えることができる。

また、上記の全ての例の光学式指示入力装置において、レーザ光の点滅タイミングは一度設定した後は固定であったが、光学式指示入力装置の指示方向と平行に集光レンズを配した光センサを設けておき、レーザ光照射位置近傍の点滅タイミングを測定してリアルタイムにレーザ光の点滅タイミングを変えるようにしてもよい。

１…システム、１０，１０’…液晶表示装置、１１，１１’…表示パネル、１１ａ，１１ａ’…光センサ、１２…タッチパネル、１２…バックライト、１２…表示パネル、１３，１３’…制御部、１３ａ…表示制御部、１３ｂ，１３ｂ’…タッチ入力検出入力部、１３ｃ…バックライト制御部、１３ｄ…左クリック検出部、１３ｅ…右クリック検出部、２０…情報処理装置、３０…光学式指示入力装置、３１，３１’…発光部、３１ａ…赤色ＬＤ、３１ｂ…青色ＬＤ、３２…発光制御部、３３…光センサ部、３４…メモリ、３５…クロック、３６…周波数演算部、３７，３７’…操作部、３７ａ…電源スイッチ、３７ｂ…モード切替スイッチ、３７ｃ…点滅スイッチ、３７ｄ…赤色点滅スイッチ、３７ｅ…青色点滅スイッチ。

Claims (5)

1. 表示パネルの内部前面に光センサを有し、前記表示パネルのバックライトを所定の周期で点滅させ該バックライトの点灯時及び消灯時における前記光センサの出力の差分に基づき、前記表示パネル上の指示入力位置を検出する機能を備えた液晶表示装置と、該液晶表示装置の表示パネルに対してレーザ光を照射して指示入力を行う光学式指示入力装置と、を含む指示入力システムであって、
   前記光学式指示入力装置は、
   前記レーザ光を照射する発光部と、
   前記液晶表示装置の前記表示パネルからの前記バックライトの照光を検出する光センサと、
   該光センサでの検出光に基いて算出した前記液晶表示装置のバックライトの点滅タイミングを記憶するメモリと、を有し、
   前記記憶した点滅タイミングに基いて、前記レーザ光を前記バックライトの点滅と同期して点滅させて前記液晶表示装置の表示パネルに照射し、
   前記液晶表示装置は、前記レーザ光の照射の際の前記表示パネルの光センサの出力に基いて、前記レーザ光の照射位置を判定し、前記指示入力位置として検出することを特徴とする指示入力システム。
2. 前記光学式指示入力装置は、さらに、特定の波長及び／又はパターンのレーザ光である特定レーザ光を前記バックライトの点滅と同期して点滅させて前記液晶表示装置の表示パネルに照射する特定レーザ光源を有し、
   前記液晶表示装置は、前記特定レーザ光の照射の際の前記光センサの出力に基いて、前記光学式指示入力装置からの前記特定レーザ光の照射位置を判定し、特定指示入力位置として検出することを特徴とする請求項１に記載の指示入力システム。
3. 液晶表示装置の表示パネルからのバックライトの照光を検出する光センサと、該光センサでの検出光に基いて算出した前記液晶表示装置のバックライトの点滅タイミングを記憶するメモリと、を有し、前記記憶した点滅タイミングに基いて、前記レーザ光を前記バックライトの点滅と同期して点滅させて前記液晶表示装置の表示パネルに照射することを特徴とする請求項１に記載の指示入力システムにおける光学式指示入力装置。
4. 液晶表示装置の表示パネルからのバックライトの照光を検出する光センサと、該光センサでの検出光に基いて算出した前記液晶表示装置のバックライトの点滅タイミングを記憶するメモリと、を有し、前記記憶した点滅タイミングに基いて、前記レーザ光を前記バックライトの点滅と同期して点滅させて前記液晶表示装置の表示パネルに照射し、
   さらに、特定の波長及び／又はパターンのレーザ光である特定レーザ光を前記バックライトの点滅と同期して点滅させて前記液晶表示装置の表示パネルに照射する特定レーザ光源を有することを特徴とする請求項２に記載の指示入力システムにおける光学式指示入力装置。
5. 前記レーザ光を前記バックライトの点滅と同期して点滅させる点滅モードと前記レーザ光を常時点灯させる点灯モードとの間でモードを切替えるモード切替スイッチを有することを特徴とする請求項３または４に記載の光学式指示入力装置。

Images