JPH09212299A - Information input device and its method - Google Patents

Information input device and its method

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JPH09212299A
JPH09212299A JP1546196A JP1546196A JPH09212299A JP H09212299 A JPH09212299 A JP H09212299A JP 1546196 A JP1546196 A JP 1546196A JP 1546196 A JP1546196 A JP 1546196A JP H09212299 A JPH09212299 A JP H09212299A
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JP
Japan
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information input
input device
display
trigger signal
pointing device
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP1546196A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaaki Iwane
正晃 岩根
Katsuhiko Shinjo
克彦 新庄
Hidetoshi Suzuki
英俊 鱸
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an information input device and its method substituted for a mouse, a track ball and a pen input device. SOLUTION: Infrared rays and ultrasonic waves are respectively projected from an infrared-ray generating part 2 and ultrasonic wave generating parts 3, 4 in a pointing rod 1. An infrared sensor 5 on a display 11 receives infrared rays and ultrasonic sensors 6 to 8 receive ultrasonic waves. A difference between the receiving time of infrared rays by the sensor 5 which is a reference and the receiving time of ultrasonic waves by the sensors 6 to 8 is measured. A distance between the generating part 2 and the sensors 6 to 8 or between the generating part 3 and the sensors 6 to 8 is measured by multiplying the time difference by acoustic velocity and information corresponding to a position on the display 11 which is pointed out by the pointing rod 1 is inputted.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、テレビ会議システ
ム、電子黒板あるいはパーソナルコンピュータにポイン
ティングデバイスなどの外部入力装置を使って情報入力
する情報入力装置または情報入力方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an information input device or an information input method for inputting information to a video conference system, an electronic blackboard or a personal computer using an external input device such as a pointing device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、マルチメディアがもてはやされる
など社会の情報化が急速に進んでいる。この情報化の進
展には、コンピュータの普及が大きく寄与している。デ
ィスプレイや外部入力装置は、コンピュータの普及とと
もに、コンピュータの本体と人間とのマン・マシン・イ
ンターフェイスとして、ますます需要が大きくなり、い
ろいろな仕組みのものが世の中にでてきている。このな
かで、ディスプレイは、液晶ディスプレイ、プラズマデ
ィスプレイ、発光ダイオードディスプレイ、電子線フラ
ットディスプレイなどの薄型ディスプレイが出現し、CR
T(Cathod Ray Tube)の牙城を崩しつつある。外部入力装
置は、キーボードやマウス以外にも、ペン入力装置など
が携帯性などの理由から広まりつつある。
2. Description of the Related Art In recent years, the informatization of society has been rapidly progressing, such as the entertainment of multimedia. The spread of computers has greatly contributed to the progress of computerization. With the spread of computers, demands for display and external input devices are increasing more and more as man-machine interfaces between the body of a computer and human beings, and various types of systems are emerging in the world. Among these, thin displays such as liquid crystal displays, plasma displays, light emitting diode displays, and electron beam flat displays have emerged as the displays, and CR
The stronghold of T (Cathod Ray Tube) is being destroyed. In addition to keyboards and mice, pen input devices and the like are becoming popular as external input devices for reasons of portability.

【0003】また、マルチメディアを実現するひとつの
装置としてテレビ会議システムがある。これは、距離の
離れた複数の人間が、それぞれディスプレイと外部入力
装置をもち、一方が外部入力装置を介して入力した情報
を、他方のディスプレイに表示したりしながら会議を進
めるものである。図17は、距離の離れたところにいるE
氏とF嬢がテレビ会議システムを使って、お互いの表情
を見ながら話を進めている様子を表している。図中、11
はディスプレイ、12はキーボード、13はマウス、14はカ
メラ、15はスピーカ、16はマイク、17はE氏のマウスで
動かされるポインタ、18はF嬢のマウスで動かされるポ
インタであり、これらはE氏側のシステムである。同様
に、F嬢側もディスプレイ11'、キーボード12'などの同
じ装置をもっている。カメラ14は、E氏の表情を映し、
リアルタイムにF嬢のディスプレイに表示する。マウス1
3はポインタ17を動かし、F嬢にグラフや表を指し示すの
に使う。マウス13はトラックボールで代用することがで
きる。キーボード12は、ディスプレイ11やディスプレイ
11'の表示を、コンピュータを通じて変えることができ
る。このような会議は、図のように二人だけでおこなう
のでなく、多人数でおこなってもよく、多人数でおこな
うためには、ディスプレイ11やディスプレイ11'は大画
面である方がいい。
Further, there is a video conference system as one device for realizing multimedia. This is for advancing a conference while a plurality of persons who are distant from each other have a display and an external input device, and one of them displays information input through the external input device on the other display. Figure 17 shows E at a distance
It shows that Mr. and Mr. F are talking while watching each other's facial expressions using the video conference system. In the figure, 11
Is a display, 12 is a keyboard, 13 is a mouse, 14 is a camera, 15 is a speaker, 16 is a microphone, 17 is a pointer moved by Mr. E's mouse, 18 is a pointer moved by Miss F's mouse, and these are E This is the system on the Mr. side. Similarly, Miss F has the same device such as a display 11 'and a keyboard 12'. The camera 14 reflects Mr. E's expression,
Display in real time on Miss F's display. Mouse 1
3 moves the pointer 17 and is used to point a graph or table to Miss F. The mouse 13 can be replaced by a trackball. The keyboard 12 is the display 11 or the display
The display of 11 'can be changed through a computer. Such a conference may be held by a large number of people instead of being held by only two people as shown in the figure, and in order to hold a large number of people, it is better that the display 11 or the display 11 'has a large screen.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】前述のマウスやトラッ
クボールのように、ディスプレイ上の任意の位置を指
し、その位置を機械に取り込めるような外部入力装置が
あれば便利である。しかし、従来からある指し棒のよう
に、ディスプレイから離れた位置からでもディスプレイ
上のある点を指し、しかも、その点を情報入力して距離
の離れた人に指し示すことができる遠隔ポインティング
デバイスがあれば、従来からの習癖を踏襲することがで
き、さらに便利である。また、プレゼンテーションのた
めには、ディスプレイから離れていても、ディスプレイ
上のある部分を指すことができる遠隔ポインティングデ
バイスがあれば便利である。そこで、本発明は、簡単な
構成の遠隔ポインティングデバイスで、ディスプレイの
上の任意の位置を指し、その位置を機械に取り込めるよ
うな情報入力装置を実現することを目的とする。
It would be convenient to have an external input device that points to an arbitrary position on the display and can be taken into the machine, such as the mouse and trackball described above. However, there is a remote pointing device that can point to a point on the display even from a position away from the display like a conventional pointing stick, and can input the point to a person at a distance. If this is the case, it is possible to follow the traditional habits, which is even more convenient. It is also useful for presentations to have a remote pointing device that can point to a portion of the display even if it is remote from the display. Therefore, it is an object of the present invention to realize an information input device that can point an arbitrary position on a display and capture the position in a machine with a remote pointing device having a simple structure.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明者が鋭意努力した結果、以下の発明を得た。
すなわち本発明の情報入力装置は、トリガー信号と、前
記トリガー信号より伝播速度の遅い伝播媒介を発信する
ことができるポインティングデバイスと、前記ポインテ
ィングデバイスから空間を隔てて離れ、前記トリガー信
号と前記伝播媒介を受信することができる受信手段を有
することを特徴とする。また、本発明の情報入力装置
は、トリガー信号と、前記トリガー信号より伝播速度の
遅い伝播媒介を受信することができるポインティングデ
バイスと、前記ポインティングデバイスから空間を隔て
て離れ、前記トリガー信号と前記伝播媒介を発信するこ
とができる発信手段を有することを特徴とする。前記伝
播媒介は、超音波などの弾性波であるのが望ましい。前
記ポインティングデバイスは差し棒型、眼鏡型、ばんそ
うこう型、ガン型などがある。前記トリガー信号は、赤
外線などの電磁波、導線を通じて流れる電流などがあ
る。
As a result of earnest efforts by the present inventor to achieve the above object, the following invention was obtained.
That is, the information input device of the present invention includes a trigger signal, a pointing device capable of transmitting a propagation medium having a slower propagation speed than the trigger signal, a space away from the pointing device, and the trigger signal and the propagation medium. It is characterized in that it has a receiving means capable of receiving. Further, the information input device of the present invention includes a trigger signal, a pointing device capable of receiving a propagation medium having a slower propagation speed than the trigger signal, a space away from the pointing device, and the trigger signal and the propagation. It is characterized by having a transmitting means capable of transmitting the medium. The propagation medium is preferably an elastic wave such as an ultrasonic wave. The pointing device is of a stick type, a spectacle type, a banso type, a gun type or the like. The trigger signal may be an electromagnetic wave such as infrared rays or a current flowing through a conductor.

【0006】また、本発明は情報入力方法の発明をも包
含する。すなわち、本発明の情報入力方法は、ディスプ
レイと中央演算装置を含むシステムに、空間を隔てて離
れたポインティングデバイスから情報入力する方法にお
いて、前記ポインティングデバイスと前記システムの間
で、トリガー信号と前記トリガー信号より伝播速度の遅
い伝播媒介を送受信することによって、前記ポインティ
ングデバイスの前記システムに対する位置を入力するこ
とを特徴とする。前記トリガー信号は、赤外線などの電
磁波、導線を通じて流れる電流などがある。前記伝播媒
介は、超音波などの弾性波であるのが望ましい。
The present invention also includes the invention of an information input method. That is, the information input method of the present invention is a method for inputting information to a system including a display and a central processing unit from a pointing device separated by a space, wherein a trigger signal and the trigger are provided between the pointing device and the system. The position of the pointing device with respect to the system is inputted by transmitting and receiving a propagation medium having a propagation speed slower than that of a signal. The trigger signal may be an electromagnetic wave such as infrared rays or a current flowing through a conductor. The propagation medium is preferably an elastic wave such as an ultrasonic wave.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】本発明の情報入力装置は、トリガ
ー信号とそのトリガー信号より伝播速度の遅い伝播媒介
を発信または受信できるポインティングデバイスを有す
る。この伝播媒介としては、音波などの弾性波、サーマ
ルジェットやピエゾによるジェットによる液体や気体な
ども含むが、望ましものは、弾性波であり、より望まし
くは超音波である。超音波は、ポインティングデバイス
の位置を十分に認識できる周波数であることが望まし
い。また、超音波の伝播速度は、室温によって少し変化
するので、室温によって補正するのが望ましい。この点
から、超音波の周波数は100kHz〜100MHzが望ましい。な
かでも特に望ましいのは、200kHz〜10MHzである。トリ
ガー信号は、導線を通じて情報入力装置に伝えてもいい
が、光、電波などの電磁波を使って伝播させてもいい。
ポインティングデバイスは、ディスプレイから離れた位
置からでも情報入力する遠隔型であるが、その形は指し
棒型、指輪型、眼鏡型、ばんそこう型、ガン型などがあ
る。ポインティングデバイスが指し棒型のとき、ポイン
ティングデバイスの先からレーザ光を出射して、本発明
の情報入力方法によってディスプレイ上に表れたポイン
タとの位置合わせをしてもいい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The information input device of the present invention has a pointing device capable of transmitting or receiving a trigger signal and a propagation medium whose propagation speed is slower than that of the trigger signal. The propagation medium includes elastic waves such as sound waves, and liquids and gases produced by thermal jets and jets by piezo, but the desired ones are elastic waves, more preferably ultrasonic waves. It is desirable that the ultrasonic waves have a frequency that can sufficiently recognize the position of the pointing device. Further, since the propagation velocity of ultrasonic waves slightly changes depending on the room temperature, it is desirable to correct it according to the room temperature. From this point, the frequency of ultrasonic waves is preferably 100 kHz to 100 MHz. Above all, 200 kHz to 10 MHz is particularly desirable. The trigger signal may be transmitted to the information input device through a lead wire, or may be propagated using electromagnetic waves such as light and radio waves.
The pointing device is a remote type that inputs information even from a position away from the display, and its shape includes a pointing stick type, a ring type, a spectacle type, a messy type, and a gun type. When the pointing device is a pointing stick type, laser light may be emitted from the tip of the pointing device to align with the pointer displayed on the display by the information input method of the present invention.

【0008】伝播媒介に超音波を使用するときは、さま
ざまな周波数の超音波を区別しなければならないが、こ
の周波数を分離するために、フィルターよる分離やラプ
ラス変換やフーリエ変換などをおこなうといい。フィル
ターによる分離をおこなえば、回路的に楽であり望まし
い。本発明につかうディスプレイは大型のものが望まし
いが、液晶プロジェクタ、発光ダイオード(LED)を並べ
たディスプレイ、エレクトロルミネッセンスディスプレ
イ、プラズマディスプレイなどなんでもいいが、特に本
出願人が薄型大型、高輝度、高視野角を実現するうえで
有力としているのは、本出願人が研究開発をするめてい
る表面伝導型放出素子を使った電子線ディスプレイであ
る。
When ultrasonic waves are used as a medium for propagation, it is necessary to distinguish ultrasonic waves of various frequencies, but in order to separate these frequencies, it is said that separation by a filter, Laplace transform, Fourier transform or the like is performed. . Separation by a filter is easy and desirable in terms of circuit. The display used in the present invention is preferably a large one, but it may be anything such as a liquid crystal projector, a display in which light emitting diodes (LEDs) are arranged, an electroluminescence display, a plasma display, etc. It is an electron beam display using a surface conduction electron-emitting device that the present applicant is carrying out research and development that is influential in realizing the angle.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明を8つの実施例を使って説明す
る。(実施例1)は、指し棒型ポインティングデバイスを
テレビ会議に使う例である。(実施例2)は、実施例1の指
し棒型ポインティングデバイスを学校の授業に使う例で
ある。(実施例3)は、指輪型ポインティングデバイスで
テレビ会議をする例である。(実施例4)は、眼鏡型ポイ
ンティングデバイスでパソコンへの入力をする例であ
る。(実施例5)は、ばんそこう型ポインティングデバイ
スでパソコンへの情報入力をする例である。(実施例6)
は、実施例1の指し棒型ポインティングデバイスの別例
である。(実施例7)は、ディスプレイ側からポインティ
ングデバイスの位置検出の信号を発信させる例である。
(実施例8)は、ポインティングデバイスである指し棒を
ポケットなどにしまい、ポケットに指し棒をしまった人
がディスプレイに近づいたときディスプレイの表示が自
動的に変わる例である。
EXAMPLES The present invention will be described below with reference to eight examples. (Example 1) is an example of using a pointer type pointing device for a video conference. (Example 2) is an example in which the pointer-type pointing device of Example 1 is used in a school lesson. (Example 3) is an example in which a video conference is held using a ring-type pointing device. Example 4 is an example of inputting to a personal computer with an eyeglass-type pointing device. (Fifth Embodiment) is an example of inputting information to a personal computer with a pointing device. (Example 6)
3 is another example of the pointer-type pointing device of Example 1. FIG. (Example 7) is an example in which a signal for position detection of the pointing device is transmitted from the display side.
(Embodiment 8) is an example in which the pointing stick, which is a pointing device, is stored in a pocket or the like, and the display on the display is automatically changed when the person who puts the pointing stick in the pocket approaches the display.

【0010】(実施例1)実施例1は、指し棒型ポインティ
ングデバイス(以下、指し棒PDと略す)の先から赤外線を
出射し、指し棒PDの先と根本に近い部分から超音波を発
生させて、指し棒PDが指している位置を測定する例であ
る。ディスプレイは、少なくとも赤外線受信部となる赤
外線センサをひとつ、超音波受信部となる超音波センサ
を3つ有し、指し棒PDが出力した赤外線と超音波を受信
し、ディスプレイと指し棒PDの位置関係を測定し、シス
テムに情報入力する。
(Example 1) In Example 1, infrared rays are emitted from the tip of a pointer type pointing device (hereinafter abbreviated as a pointer PD), and ultrasonic waves are generated from the tip of the pointer stick PD and a portion near the root. This is an example in which the position where the pointer PD is pointing is measured. The display has at least one infrared sensor that serves as an infrared receiving unit and three ultrasonic sensors that serve as ultrasonic receiving units, receive the infrared and ultrasonic waves output by the pointer PD, and position the display and the pointer PD. Measure relationships and enter information into the system.

【0011】図1は実施例1のテレビ会議システムを表
す。図中、1は指し棒PD、2は赤外線発信部、3、4は超音
波発信部、5は赤外線センサ、6,7,8は超音波センサ、9
はE氏が指し棒PDで指している位置、10はF嬢が指し棒PD
で指している位置を表す。他の記号は図17と同じなので
省略する。図2は指し棒1の詳細図である。20はグリップ
であり、21はクリックボタンである。他の記号は先の図
で説明したものと同じである。先端部にLED(Light Emit
ting Diode)からなる赤外線発信部2があり、その少し後
段に円周状のピエゾ素子からなる超音波発信部3があ
り、さらにグリップに近いところに円周状のピエゾ素子
からなる超音波発信部4がある。超音波発信部3と4は、
違う周波数(違う音色)で、空気中で伝播されやすくか
つ雑音の少ない超音波を発生させる。ここでは、超音波
発信部3と4は、それぞれ100kHzと1MHzの超音波を発信さ
せる。グリップ20は、手のひらで握りやすい形になって
おり、内側には電池を収納している。クリックボタン21
は、ディスプレイの表示状態を変えるのに使う。クリッ
クボタン21をクリックしたかどうかの情報は、赤外線発
信部2からの赤外線パルスの形を変えたり、赤外線発信
部2とは別の波長の赤外線を発するような赤外線発生部
を組み込むことによって、システムに伝わる。赤外線発
信部2が照射する赤外線が、ディスプレイ11の端部にあ
る赤外線センサ5に届くように、赤外線発信部2は、ディ
スプレイ11の大きさぐらいは広がる赤外線を発する。
FIG. 1 shows the video conference system of the first embodiment. In the figure, 1 is a pointer PD, 2 is an infrared transmitter, 3 and 4 are ultrasonic transmitters, 5 are infrared sensors, 6, 7 and 8 are ultrasonic sensors, 9
Is the position where Mr. E is pointing with PD PD, 10 is Miss PD with PD PD
Represents the position pointed to. The other symbols are the same as those in FIG. 17 and are omitted. FIG. 2 is a detailed view of the pointer rod 1. 20 is a grip and 21 is a click button. Other symbols are the same as those explained in the previous figure. LED (Light Emit
There is an infrared ray transmitting section 2 made of a circular piezo element, and an ultrasonic wave transmitting section 3 made of a circular piezo element is provided slightly behind the infrared ray transmitting section 3 made of a circular piezo element. There are four. The ultrasonic transmitters 3 and 4 are
Generates ultrasonic waves with different frequencies (different tones) that are easily propagated in the air and have less noise. Here, the ultrasonic wave transmission units 3 and 4 emit ultrasonic waves of 100 kHz and 1 MHz, respectively. The grip 20 is shaped so that it can be easily held in the palm of your hand, and the battery is stored inside. Click button 21
Is used to change the display state of the display. The information as to whether or not the click button 21 is clicked is changed by changing the shape of the infrared pulse from the infrared transmitter 2 or incorporating an infrared generator that emits an infrared ray having a different wavelength from the infrared transmitter 2. Be transmitted to. The infrared ray emitting section 2 emits infrared rays as wide as the size of the display 11 so that the infrared ray emitted by the infrared ray emitting section 2 reaches the infrared sensor 5 at the end of the display 11.

【0012】図3は、システムが指し棒PD1の位置を測定
する原理を説明する図である。以前と同じ記号は、以前
に説明した部品と同じである。超音波センサ6のある位
置を直角座標の原点として、超音波センサ7のある方向
をx方向、超音波センサ8のある方法をy方向、x方向とy
方法に直角で、かつ、指し棒PD1のある側をz方向とす
る。また、超音波センサ6と7の距離をp、超音波センサ6
と8の距離はqである。この座標上で超音波発信部3の座
標を(a1,a2,a3)、超音波発信部4の座標を(b1,b2,b3)と
する。また、超音波発生器3と超音波センサ6,7,8との距
離をそれぞれ、l,m,nとし、超音波発生器4と超音波セン
サ6,7,8との距離をそれぞれ、l',m',n'とする。空気中
の音速をv、赤外線センサ5が、赤外線発信部2かからの
赤外線を検知してから、超音波センサ6,7,8が、超音波
発信部3と4からの超音波を検知するまでの時間をそれぞ
れ、t1,t2,t3、t1',t2',t3'とする。すると距離l,m,n,
l',m',n'は、 l=vt1 l′=vt1′ m=vt2 m′=vt2′ n=vt3 n′=vt3′ と表せる。ここで、赤外線の伝播速度(約3.0×108m/s)
は、超音波の伝播速度(約3.4×102m/s)に比べて無視で
きるほど速いので、超音波の伝播時間と赤外線の伝播時
間の差t1,t2,t3、t1',t2',t3'を超音波の伝播時間とし
てもいい。超音波発信器3と4の周波数を見分けるために
は、システムはフィルターによって周波数分離をおこな
えばいい。
FIG. 3 is a diagram for explaining the principle of how the system measures the position of the pointer PD1. The same symbols as before are the same as the previously described parts. With the position of the ultrasonic sensor 6 as the origin of the rectangular coordinates, the direction of the ultrasonic sensor 7 is the x direction, the method of the ultrasonic sensor 8 is the y direction, the x direction and the y direction.
The direction perpendicular to the method and the side with the pointer PD1 is the z direction. Also, the distance between the ultrasonic sensors 6 and 7 is p, and the ultrasonic sensor 6
The distance between and 8 is q. On this coordinate, the coordinates of the ultrasonic wave transmitting unit 3 are (a 1 , a 2 , a 3 ), and the coordinates of the ultrasonic wave transmitting unit 4 are (b 1 , b 2 , b 3 ). Further, the distance between the ultrasonic generator 3 and the ultrasonic sensors 6, 7, and 8 is set to l, m, and n, and the distance between the ultrasonic generator 4 and the ultrasonic sensors 6, 7 and 8 is set to l, respectively. Let ', m', n '. The velocity of sound in the air is v, the infrared sensor 5 detects the infrared rays from the infrared transmitter 2, and then the ultrasonic sensors 6, 7, 8 detect the ultrasonic waves from the ultrasonic transmitters 3 and 4. each time to, t 1, t 2, t 3, t 1 ', t 2', and t 3 '. Then the distance l, m, n,
l ', m', n 'is, l = vt 1 l' expressed as = vt 1 'm = vt 2 m' = vt 2 'n = vt 3 n' = vt 3 '. Where the infrared propagation velocity (about 3.0 × 10 8 m / s)
Is negligibly faster than the ultrasonic wave propagation speed (about 3.4 × 10 2 m / s), so the difference between the ultrasonic wave propagation time and the infrared wave propagation time t 1 , t 2 , t 3 , t 1 ' , t 2 'and t 3 ' may be used as the propagation time of ultrasonic waves. In order to distinguish the frequencies of the ultrasonic transmitters 3 and 4, the system may perform frequency separation with a filter.

【0013】超音波発信器3の座標(a1,a2,a3)は、超音
波受信器6,7,8からl,m,nの距離にあることから a1 +a2 +a3 =l2 (a1−p)2+a2 2+a3 2=m21 2+(a2−q)2+a3 2=n2 が成り立つ。また、同様に超音波発信器4の座標(b1,b2,
b3)は、超音波受信器6,7,8からl',m',n'の距離にあるこ
とから b1 2+b2 2+b3 2=l’ 2 (b1−p)2+b2 2+b3 2=m’ 2 b1 2+(b2−q)2+b3 2=n’ 2 が成り立つ。また、超音波発信器3と4と通る直線は、パ
ラメータsを使って
The coordinates (a 1 , a 2 , a 3 ) of the ultrasonic transmitter 3 are a 1 2 + a 2 2 + a because they are located at a distance of l, m, n from the ultrasonic receivers 6,7,8. 3 2 = l 2 (a 1 −p) 2 + a 2 2 + a 3 2 = m 2 a 1 2 + (a 2 −q) 2 + a 3 2 = n 2 holds. Similarly, the coordinates (b 1 , b 2 ,
b 3 ) is at a distance of l ′, m ′, n ′ from the ultrasonic receivers 6,7,8, and therefore b 1 2 + b 2 2 + b 3 2 = 1 ′ 2 (b 1 −p) 2 + b 2 2 + b 3 2 = m ′ 2 b 1 2 + (b 2 −q) 2 + b 3 2 = n ′ 2 holds. Also, the straight line passing through the ultrasonic transmitters 3 and 4

【0014】[0014]

【外1】 と表せることから、指し棒PD1が指す位置9は、z=0のx,y
を求めることにより、
[Outside 1] Therefore, the position 9 pointed by the pointer PD1 is x, y at z = 0.
By asking for

【0015】[0015]

【外2】 となる。この位置を(X,Y)とすると、システムは、ディ
スプレイ上の(X,Y)の位置にポインタを表示する。ま
た、システムはテレビ会議をしている遠方の相手のディ
スプレイにもこの位置(X,Y)を知らせることができる。
[Outside 2] Becomes If this position is (X, Y), the system displays the pointer at the position (X, Y) on the display. The system can also inform this display (X, Y) to the display of a far-end party in a video conference.

【0016】図4は、超音波受信器6,7,8が受信する音波
を横軸を時間にしてグラフで表したものである。システ
ムは、赤外線センサ5が赤外線を検知した信号をTrigger
信号として、この信号が入った時間を0として時間t1,
t2,t3、t1',t2',t3'を測定する。ディスプレイ11と指し
棒PD1の間の距離は、0.4〜40mぐらいを想定しているの
で、t1,t2,t3、t1',t2',t3'は10-3〜10-1sになる。この
範囲で、t1,t2,t3、t1',t2',t3'を正確に測定すれば、
座標(X,Y)を簡単に算出することができる。そして、10
-3〜10-1sという座標(X,Y)の算出時間より、十分に大き
き時間サイクルで、この算出を何度も繰り返すせば、デ
ィスプレイ上に文字や絵を書いたり、ディスプレイ上の
アイコンを選択することができる。なお、ディスプレイ
とポインティングデバイスの距離が近いほど短い時間
で、ポインティングデバイスの位置を算出することがで
きる。このため、文字を書いたり、絵を描くときは、実
質的にディスプレイの近くでポインティングデバイスを
持つことになるので、算出の繰り返しのサイクルを短く
して、何度も算出をおこなえば、位置検出の精度も大き
くなる。
FIG. 4 is a graph showing the sound waves received by the ultrasonic receivers 6, 7, 8 with the horizontal axis representing time. The system triggers the signal that the infrared sensor 5 detects infrared rays.
As a signal, the time when this signal entered is 0, and the time t 1 ,
Measure t 2 , t 3 , t 1 ′, t 2 ′, t 3 ′. The distance between the display 11 and the pointing stick PD1 is, since it is assumed about 0.4~40m, t 1, t 2, t 3, t 1 ', t 2', t 3 ' is 10 -3 to 10 - It will be 1 s. In this range, t 1, t 2, t 3, t 1 ', t 2', if accurate measurements of t 3 ',
The coordinates (X, Y) can be easily calculated. And 10
If you repeat this calculation many times in a time cycle that is sufficiently larger than the calculation time of the coordinates (X, Y) of -3 to 10 -1 s, you can write characters and pictures on the display, You can select the icon. The position of the pointing device can be calculated in a shorter time as the distance between the display and the pointing device is shorter. For this reason, when writing characters or drawing a picture, you will have a pointing device practically near the display.Therefore, if you repeat the calculation cycle and calculate many times, position detection will be performed. The accuracy of is also increased.

【0017】図5は、本例のシステムのブロック図であ
る。図中、57はローパスフィルタ、58はハイパスフィル
タ、60は積分回路、61はコンパレータ、62はAND回路、6
3は中央演算装置(CPU)である。超音波センサ6,7,8が検
知した信号を、それぞれローパスフィルタ57とハイパス
フィルタ58に出力する。ローパスフィルタ57は、500kHz
以上の信号をカットし、ハイパスフィルタ58は、500kHz
以下の信号をカットする。このため、超音波発信器3と4
が出力した超音波を区別することができる。積分回路60
は入力信号を積分する。コンパレータ61は積分回路60が
出力した信号がVthより小さければHiの信号を、Vthより
大きくなればLoの信号を出力する。積分回路61'は、赤
外線センサ5から入力した信号を積分する。コンパレー
タ61'は積分回路60'が出力した信号がVth'より小さけれ
ばLoの信号を、Vth'より大きくなればHiの信号を出力す
る。AND回路62は、赤外線センサ5に赤外線が到達した時
間と超音波センサ6,7,8がそれぞれの超音波を感知した
時間の差をパルス幅とする電圧をCPUに出力する。つま
り、それぞれの超音波が発信部からセンサに到達するま
での時間t1,t2,t3、t1',t2',t3'をCPU63に入力する。CP
U63は、前述の図3を使って説明したような計算をおこな
い、ディスプレイ11上にポインタ9を表示する。ここ
で、指し棒PD1とディスプレイ11の距離が10mぐらいのと
き、時間t1,t2,t3、t1',t2',t3'は3×10-2s程度であ
り、その距離が10m以内なら、1フレーム(3.3×10-2s)ご
とに、ポインタの位置を更新することができる。ポイン
タの位置の更新は、前述の操作を繰り返すだけである。
もちろん、指し棒PD1とディスプレイ11の距離が10m以上
離れても、1フレームより大きな時間(例えば、2フレー
ム以上)で、ポインタの位置の更新すればいい。
FIG. 5 is a block diagram of the system of this example. In the figure, 57 is a low pass filter, 58 is a high pass filter, 60 is an integrating circuit, 61 is a comparator, 62 is an AND circuit, 6
3 is a central processing unit (CPU). The signals detected by the ultrasonic sensors 6, 7, 8 are output to the low pass filter 57 and the high pass filter 58, respectively. Low pass filter 57 is 500kHz
The above signals are cut, and the high pass filter 58 is 500kHz.
Cut the following signals. For this reason, ultrasonic transmitters 3 and 4
The ultrasonic waves output by can be distinguished. Integrating circuit 60
Integrates the input signal. The comparator 61 outputs a Hi signal when the signal output from the integrating circuit 60 is smaller than Vth, and outputs a Lo signal when it is larger than Vth. The integrating circuit 61 ′ integrates the signal input from the infrared sensor 5. The comparator 61 'outputs a Lo signal if the signal output from the integrating circuit 60' is smaller than Vth ', and outputs a Hi signal if it is larger than Vth'. The AND circuit 62 outputs to the CPU a voltage having a pulse width that is the difference between the time when the infrared light reaches the infrared sensor 5 and the time when the ultrasonic sensors 6, 7, 8 detect the respective ultrasonic waves. That is, the times t 1 , t 2 , t 3 and t 1 ′, t 2 ′, t 3 ′ until each ultrasonic wave reaches the sensor from the transmitter are input to the CPU 63. CP
U63 displays the pointer 9 on the display 11 by performing the calculation described with reference to FIG. Here, when the distance between the pointer PD1 and the display 11 is about 10 m, the time t 1 , t 2 , t 3 , t 1 ', t 2 ', t 3 'is about 3 × 10 -2 s, If the distance is within 10 m, the position of the pointer can be updated every frame (3.3 × 10 -2 s). To update the position of the pointer, simply repeat the above operation.
Of course, even if the distance between the pointer PD1 and the display 11 is 10 m or more, the position of the pointer may be updated in a time longer than 1 frame (for example, 2 frames or more).

【0018】図6は、本出願人が研究開発を進めてお
り、薄型で大型のディスプレイになる表面伝導型放出素
子を使った電子線ディスプレイの斜視図である。図は、
内部構造を表すためにパネルの一部を切り開いている。
図中、31は基板、32は表面道伝導型放出素子、33は行配
線、34は列配線、35はリアプレート、36は側壁、37はフ
ェースプレート、38は蛍光膜、39はメタルバックであ
る。リアプレート35、側壁36、フェイスプレート37は気
密容器を構成し、ディスプレイの内部を真空に維持す
る。フェイスプレート37は、蛍光膜38、メタルバック39
を固定する。メタルバック39は、蛍光膜38が発する光の
一部を鏡面反射して光の利用率を向上させたり、負イオ
ンの衝突から蛍光膜58を保護したりする役割がある。ま
た、メタルバック39は、電子を加速する電極、蛍光膜を
励起した電子の導電路になる。リアプレート35は、基板
31、表面伝導型放出素子32、行配線33、列配線34を固定
する。Dx1〜Dxm、Dy1〜Dyn、Hvは、ディスプレイの気密
構造を保ちながら、それぞれ内部の行配線33、列配線3
4、メタルバック39と、外部の駆動回路とを接続する端
子である。電子源となる表面伝導型放出素子32を、1画
素にひとつ配置することによって明るく、薄型で大型の
ディスプレイを提供することができる。
FIG. 6 is a perspective view of an electron beam display using a surface conduction electron-emitting device, which is a thin and large display, which is being researched and developed by the present applicant. The figure shows
A part of the panel is cut open to show the internal structure.
In the figure, 31 is a substrate, 32 is a surface conduction electron-emitting device, 33 is row wiring, 34 is column wiring, 35 is a rear plate, 36 is a side wall, 37 is a face plate, 38 is a fluorescent film, 39 is a metal back. is there. The rear plate 35, the side wall 36, and the face plate 37 form an airtight container, and maintain a vacuum inside the display. The face plate 37 includes a fluorescent film 38 and a metal back 39.
Is fixed. The metal back 39 plays a role of specularly reflecting a part of the light emitted by the fluorescent film 38 to improve the light utilization rate and protect the fluorescent film 58 from the collision of negative ions. Further, the metal back 39 serves as an electrode for accelerating electrons and a conduction path for electrons that excite the fluorescent film. The rear plate 35 is a substrate
31, the surface conduction electron-emitting device 32, the row wiring 33, and the column wiring 34 are fixed. Dx1 to Dxm, Dy1 to Dyn, Hv have internal row wiring 33 and column wiring 3 while maintaining the airtight structure of the display.
4, a terminal for connecting the metal back 39 and an external drive circuit. It is possible to provide a bright, thin and large-sized display by disposing one surface conduction electron-emitting device 32 as an electron source in each pixel.

【0019】実施例1によれば、指し棒PDを使うという
従来と同じ習慣と踏襲したポインティングデバイスを利
用した情報入力装置や情報入力方法を提供することがで
き、これでディスプレイ上のグラフや表を使って会議を
すすめれば、会議効率の向上につながる。
According to the first embodiment, it is possible to provide an information input device and an information input method using a pointing device that follows the same custom as the conventional practice of using a pointer PD. If you proceed with the meeting using, you will improve the efficiency of the meeting.

【0020】(実施例2)実施例1の指し棒型ポインティン
グデバイスを学校の授業に使う例である。図7は、先生
が指し棒PDを使って授業を進めている様子、図8は、生
徒が指し棒PDを使って質問をしている様子を表す。図
中、11は電子黒板となる大型のディスプレイであり、表
面伝導型放出素子などを使った電子線ディスプレイなど
で構成することができる。40は先生、41は生徒、42は第
4の超音波センサである。黒板型ディスプレイ11の角に
は、6,7,8,42という4つの超音波センサがあり、先生や
生徒の指し棒PDからの超音波を感知することができる。
本例では、先生と生徒全員が、それぞれ指し棒PDをもっ
ており、それぞれの指し棒PDは違う周波数の超音波を出
すことによって、システムは先生と生徒全員を見分け
る。また、本例では、ディスプレイ側に第4の超音波セ
ンサがあるが、これは、ポインティングデバイスの位置
測定の精度をあげるたり、センサが障害物に遮られたと
きのバックアップのためにあって必須ではない。
(Embodiment 2) This is an example of using the pointer type pointing device of Embodiment 1 in a school lesson. Fig. 7 shows the teacher using the pointer PD to proceed with the lesson, and Fig. 8 shows the student asking the question using the pointer PD. In the figure, 11 is a large-sized display that serves as an electronic blackboard, and can be composed of an electron beam display using a surface conduction electron-emitting device or the like. 40 is teacher, 41 is student, 42 is first
4 ultrasonic sensors. There are four ultrasonic sensors 6,7,8,42 at the corners of the blackboard type display 11, and the ultrasonic waves from the pointer PD of the teacher or the student can be detected.
In this example, the teacher and the students all have pointer PDs, and each pointer PD emits ultrasonic waves of different frequencies, so that the system distinguishes between the teacher and the students. Also, in this example, there is a fourth ultrasonic sensor on the display side, but this is essential for improving the accuracy of position measurement of the pointing device and for backing up when the sensor is blocked by an obstacle. is not.

【0021】実施例2によれば、先生は電子黒板を使っ
て授業を進めるので、授業前に準備したデータを表示す
ればよく、必要に応じて指し棒PDを使って、黒板に文字
を書いたり、絵を描けばいいので授業の効率があがる。
また、生徒は黒板を指しながら質問をするとき、いちい
ち黒板の近くまで行かなくていいので、黒板への往復の
時間が省け、授業の効率があがる。
According to the second embodiment, since the teacher uses the electronic blackboard to proceed with the lesson, it suffices to display the data prepared before the lesson, and if necessary, use the pointer PD to write characters on the blackboard. You can improve the efficiency of your lesson by drawing pictures.
Also, since students do not have to go close to the blackboard each time they ask a question while pointing at the blackboard, less time is needed to get to and from the blackboard, which improves class efficiency.

【0022】(実施例3)実施例3は、指輪型ポインティン
グデバイス(以下指輪PDと略す)でテレビ会議を進める例
である。図9は、指輪PDをもったE氏とF嬢を表す。図10
は、指輪型PDの詳細図である。43は第1の指輪PD、42は
第2の指輪PDである。第1の指輪PD43はLEDからなる赤外
線発信部2と、ピエゾ素子からなる超音波発生部3があ
り、小型の電池が作動電力を供給する。第1の指輪PD
は、人差し指の先付近に装着する。第2の指輪PD44は、
ピエゾ素子からなる超音波発信部4があり、人指しゆび
の根本付近に装着する。この二つの指輪を使い実施例1
と同じ原理によって、システムはE氏やF嬢が人差し指で
指している位置を測定して、ディスプレイ上に表示する
ことができる。
(Embodiment 3) Embodiment 3 is an example in which a video conference is advanced by a finger ring type pointing device (hereinafter abbreviated as finger ring PD). Figure 9 shows Mr. E and Miss F with ring PD. FIG.
FIG. 4 is a detailed view of a ring type PD. Reference numeral 43 is a first ring PD, and 42 is a second ring PD. The first ring PD43 has an infrared ray transmitting section 2 made of an LED and an ultrasonic wave generating section 3 made of a piezo element, and a small battery supplies operating power. First ring PD
Wear it near the tip of your index finger. The second ring PD44 is
There is an ultrasonic wave transmission unit 4 consisting of a piezo element, and it is attached near the root of the finger pointing finger. Example 1 using these two rings
By the same principle as above, the system can measure the position of Mr. E or Miss F with his index finger and display it on the display.

【0023】一方、本例では第2の指輪PD43をなくし、
まず第1の指輪PD42の肘のあたりに起き、E氏やF嬢の肘
の位置をシステムに記憶させ、指輪を人指し指に戻し、
E氏やF嬢は肘の位置を固定してディスプレイを指すこと
によっても、指した位置をディスプレイ上に表示するこ
とができる。実施例3によれば、指輪型という小さいポ
インティングデバイスによってテレビ会議をおこなうこ
とができる。このため、テレビ会議をおこなっていない
ときの携帯性に優れる。
On the other hand, in this example, the second ring PD43 is eliminated,
First, get up around the elbow of the first ring PD42, store the elbow position of Mr. E and Miss F in the system, return the ring to the index finger,
Mr. E and Miss F can also display the pointed position on the display by fixing the elbow position and pointing the display. According to the third embodiment, it is possible to hold a video conference with a small pointing device such as a ring type. Therefore, it is excellent in portability when a video conference is not held.

【0024】(実施例4)実施例4は、眼鏡型のポイン
ティングデバイスを使って、ディスプレイ上の視線の当
たるところにポインタを表示し、パソコンに情報入力す
る例である。図11は、眼鏡型のポインティングデバイス
を表す。2は眼鏡位置測定用のLEDからなる赤外線発信
部、46,47,48は超音波発信部、48は右目の視線検知用赤
外線LED、49は左の視線検知用赤外線LED、50は右目の視
線検知用エリアセンサ、51は左目の視線検知用エリアセ
ンサである。システムは、眼鏡型のポインティングデバ
イスの方向を測定し、眼鏡型のポインティングデバイス
は目の向いている方向を検知することによって、ディス
プレイ上の視線の当たるところにポインタを表示する。
超音波発信部47,48は、図10のように眼鏡のフレームの
両端部分に配置する。超音波発信部48は、眼鏡のフレー
ム上で、超音波発信部46,47からできるだけ離れた位置
に配置する。例えば、図のように眼鏡の鼻押さえの近く
がいい。鼻押さえとは、眼鏡の鼻で支える部分である。
超音波発信部46,47,48は、それぞれ違う波長の超音波を
発信する。そして、システムが眼鏡の位置を検出するた
めに、実施例1と同様にディスプレイの角の3点に超音
波センサがあり、システムは超音波発信部46,47,48の座
標を算出することができる。そして、超音波発信部46か
ら47への方向ベクトルと、超音波発信部46から48への方
向ベクトルを算出し、2つのベクトルの外積をとること
によって、眼鏡のフレームの法線ベクトルをもとめ、眼
鏡フレームの中心部分52から、求めた法線ベクトルをの
ばし、ディスプレイとぶつかる(X,Y)座標を算出する。
中心部分52は、右目と左目のちょうどあいだのところに
くるのが望ましい。このように求めた(X,Y)座標に直接
ポインタを表示すると、顔が向いている部分にポインタ
を表示することになる。さらに視線検知をして、目の向
いている方向で補正して、目の向いている方向にポイン
タを表示してもいい。
(Embodiment 4) Embodiment 4 is an example in which a spectacle-type pointing device is used to display a pointer at the position where the line of sight on the display hits and to input information to a personal computer. FIG. 11 shows an eyeglass-type pointing device. 2 is an infrared ray transmitting section consisting of an LED for eyeglass position measurement, 46, 47, 48 is an ultrasonic wave transmitting section, 48 is an infrared ray LED for detecting the sight line of the right eye, 49 is an infrared ray LED for detecting the sight axis of the left eye, and 50 is the sight line of the right eye. An area sensor for detection, and 51 is a line-of-sight detection area sensor for the left eye. The system measures the orientation of the spectacles-type pointing device, and the spectacles-type pointing device detects the direction in which the eye is facing, thereby displaying a pointer at the point of sight on the display.
The ultrasonic wave transmitters 47 and 48 are arranged at both ends of the frame of the glasses as shown in FIG. The ultrasonic wave transmitting unit 48 is arranged on the frame of the spectacles as far as possible from the ultrasonic wave transmitting units 46 and 47. For example, as shown in the figure, near the nose press of the glasses is good. The nose holder is a portion of the glasses supported by the nose.
The ultrasonic wave transmission units 46, 47 and 48 transmit ultrasonic waves having different wavelengths. Then, in order for the system to detect the position of the glasses, there are ultrasonic sensors at the three corners of the display as in the first embodiment, and the system can calculate the coordinates of the ultrasonic transmitters 46, 47, 48. it can. Then, the direction vector from the ultrasonic wave transmitting unit 46 to 47 and the direction vector from the ultrasonic wave transmitting unit 46 to 48 are calculated, and the normal vector of the frame of the glasses is obtained by taking the outer product of the two vectors, From the central portion 52 of the spectacle frame, the obtained normal vector is extended to calculate the (X, Y) coordinates at which the display collides.
The central portion 52 is preferably located just between the right and left eyes. When the pointer is displayed directly at the (X, Y) coordinates thus obtained, the pointer is displayed in the part where the face is facing. Further, the line-of-sight may be detected, correction may be made in the direction in which the eyes are facing, and the pointer may be displayed in the direction in which the eyes are facing.

【0025】実施例4によれば、マウスなどのかわり
に、目や顔を動かすことによってパソコンの情報入力を
する。このため、キーボードを併用しながら情報入力す
る場合でも、手をマウスなどに伸ばすことなくホームポ
ジションに保ったまま、目や顔を動かしポインタを動か
すことができるので情報入力の効率をあげることができ
る。この効果は、現在のパソコンはグラフィックなユー
ザインターフェイスを使っているものが多く、今後もグ
ラフィカルなユーザインターフェイスを使うパソコンが
増えると考えられるので、どんどん顕著になる。
According to the fourth embodiment, instead of a mouse or the like, information is input to the personal computer by moving the eyes or face. Therefore, even when inputting information while using the keyboard together, it is possible to move the pointer by moving the eyes and face while keeping the hand at the home position without extending the hand to the mouse etc., so that the efficiency of information input can be improved. . This effect becomes more and more prominent because many personal computers currently use a graphical user interface and it is expected that more personal computers will use a graphical user interface in the future.

【0026】(実施例5)実施例5はばんそこう型のポイン
ティングデバイスを使ってパソコンなどの情報入力をす
る例である。図12はばんそうこう型のポインティングデ
バイスを表す図である。53はばんそこうであり、その上
に赤外線LED2と超音波発信部3がのっている。本例で
は、ばんそこう53からでた赤外線と超音波によって、実
施例1と同じ方法を使いばんそこう53の位置をシステム
が算出する。そして顔を動かすことによって、ディスプ
レイ上のポインタの位置を動かすことができる。
(Fifth Embodiment) A fifth embodiment is an example of inputting information of a personal computer or the like using a handheld pointing device. FIG. 12 is a diagram showing a Banso type pointing device. 53 is overwhelming, and the infrared LED 2 and the ultrasonic wave transmitter 3 are placed on it. In this example, the system calculates the position of the disturbing 53 using the same method as in the first embodiment by the infrared rays and the ultrasonic waves emitted from the disturbing 53. Then, by moving the face, the position of the pointer on the display can be moved.

【0027】(実施例6)実施例6は実施例1のトリガー信
号を赤外線から導線を通る電流に置き換えた例である。
図13は、実施例6の指し棒型ポインティングデバイスを
表す。図中、54は指し棒型ポインティングデバイス1と
システムをつなぐ導線であり、この導線54を通じてポイ
ンタが超音波を出力したことをシステムに認識させる。
このため、本例では、赤外線発信部と赤外線センサを必
要としない。指し棒PD上のAとBの位置に超音波発信部が
あり、ディスプレイ上のG,H,Iの位置に超音波センサが
あり、実施例1と同じ原理で指し棒PD1がディスプレイ上
で、指している位置がわかるようになっている。
(Embodiment 6) Embodiment 6 is an example in which the trigger signal of Embodiment 1 is replaced with a current passing through a conductor instead of infrared rays.
FIG. 13 shows a pointer-type pointing device of Example 6. In the figure, 54 is a conducting wire that connects the pointer type pointing device 1 and the system, and through this conducting wire 54, the system recognizes that the pointer outputs ultrasonic waves.
Therefore, in this example, the infrared transmitter and the infrared sensor are not required. There is an ultrasonic wave transmitter at the positions of A and B on the pointer PD, there is an ultrasonic sensor at the position of G, H, I on the display, the pointer PD1 on the display by the same principle as in Example 1, You can see where you are pointing.

【0028】(実施例7)実施例7は実施例6の超音波発信
部がディスプレイ上にあり、超音波センサが指し棒型ポ
インティングデバイス上にある例である。再び図13を使
って説明する。指し棒型のポインティングデバイス上の
AとBの位置に超音波センサがあり、ディスプレイ上のG,
H,Iの位置に超音波発信部がある。超音波発信部G,H,Iは
それぞれ違う周波数の超音波を発信する。図14は、指し
棒PD1の超音波センサA,Bが測定する超音波発信部G,H,I
からの超音波の時間変化を表す。TGAは、超音波発信部G
が超音波を出力した時間から、超音波センサAがその超
音波を感知した時間の差であり、他も同様である。図15
は、本例のシステムのブロック図である。図中、59は周
波数分離器であり、フィルタを組み合わせたものや、ラ
プラス変換を使うもの、フーリエ変換を使うものが考え
られる。図5で説明したのと同じ部品は同じ機能をもっ
ている。超音波センサA,Bは指し棒のなかにあり、超音
波センサA,Bから、導線54を通じて出力信号をディスプ
レイ側に出力する。ここでも、前述の図5と同様の方法
で、超音波発信部G,H,Iが出力した超音波を、超音波セ
ンサA,Bが測定するまでの時間TGA,THA,TIA,TGB,THB,TIB
を測定してCPU63に出力する。CPU63はは実施例1と同様
の方法でディスプレイ11と指し棒PD1の位置関係を求
め、指し棒PD1の指しているディスプレイ上の位置をポ
インタとして表示する。
(Embodiment 7) Embodiment 7 is an example in which the ultrasonic transmitter of Embodiment 6 is on the display and the ultrasonic sensor is on the pointing stick pointing device. The description will be made again with reference to FIG. On a pointing stick pointing device
There are ultrasonic sensors at positions A and B, G on the display,
There is an ultrasonic transmitter at the H and I positions. The ultrasonic wave transmitters G, H, I emit ultrasonic waves of different frequencies. FIG. 14 shows ultrasonic wave transmitters G, H, I measured by the ultrasonic sensors A, B of the pointer PD1.
Represents the time change of ultrasonic waves from. TGA is the ultrasonic transmitter G
Is the difference between the time when the ultrasonic wave is output by the ultrasonic sensor A and the time when the ultrasonic sensor A senses the ultrasonic wave, and the same applies to the other cases. Fig. 15
FIG. 3 is a block diagram of the system of this example. In the figure, numeral 59 is a frequency separator, which may be a combination of filters, one using Laplace transform, or one using Fourier transform. The same parts described in FIG. 5 have the same functions. The ultrasonic sensors A and B are inside the pointer, and output signals are output from the ultrasonic sensors A and B to the display side through the conducting wire 54. Again, in the same manner as in the above-mentioned FIG. 5, the ultrasonic wave output by the ultrasonic wave transmitters G, H, I, the time until the ultrasonic sensors A, B measure T GA , T HA , T IA , T GB , T HB , T IB
Is measured and output to CPU63. The CPU 63 obtains the positional relationship between the display 11 and the pointer PD1 in the same manner as in the first embodiment, and displays the position of the pointer PD1 on the display as a pointer.

【0029】(実施例8)実施例8は、実施例1のような指
し棒型ポインティングデバイスを使用者が胸のポケット
などにしまっている場合の使用例である。図16は実施例
8の使用例を表す図であり、(a)は使用者がディスプレイ
に遠ざかっているときのディスプレイの表示例であり、
(b)は使用者がディスプレイに近づいたときの表示例で
ある。指し棒PD1は、使用者55の胸のポケットに収まっ
ているとき周期的に電波と超音波を発しており、その電
波をトリガー信号として、超音波がディスプレイへ到達
する時間との差を測定することによって、ディスプレイ
11と使用者55の距離を算出する。そして、図14(a)のよ
うに、使用者55とディスプレイ11の距離が大きいとき
は、大きな文字や絵でディスプレイに粗い情報を表示し
て、遠くからでも使用者55がその文字や絵を認識できる
ようにしておく。一方、図14(b)のように、使用者55と
ディスプレイ11の距離が小さくなれば、使用者55用の詳
細な情報を小さな文字や絵で表示する。使用者が近づい
たときの表示は使用者によって変えることができ、しか
も、同じ使用者が近くにいても、他に使用者がいたた
り、いなかったりすることによってその表示情報を変え
ることができる。または、ディスプレイは、アイコンな
どを表示しており、指し棒PD1を実施例1のように使うこ
とで、ディスプレイ11の表示を変えたり、情報を入力し
たりすることができる。
(Embodiment 8) Embodiment 8 is an example of using the pointing stick type pointing device as in Embodiment 1 when the user is in a chest pocket or the like. Figure 16 shows an example
It is a diagram showing a usage example of 8, (a) is a display example of the display when the user is away from the display,
(b) is a display example when the user approaches the display. The pointer PD1 periodically emits radio waves and ultrasonic waves when it is stored in the chest pocket of the user 55, and uses the radio waves as a trigger signal to measure the difference between the time when the ultrasonic waves reach the display. Display by
Calculate the distance between 11 and the user 55. Then, as shown in FIG. 14 (a), when the distance between the user 55 and the display 11 is large, coarse information is displayed on the display with large characters or pictures so that the user 55 can view the characters or pictures from a distance. Make it recognizable. On the other hand, as shown in FIG. 14 (b), if the distance between the user 55 and the display 11 is reduced, detailed information for the user 55 is displayed with small characters or pictures. The display when the user approaches can be changed by the user, and even if the same user is nearby, the display information can be changed by the presence or absence of another user. . Alternatively, the display displays icons and the like, and by using the pointer PD1 as in the first embodiment, the display on the display 11 can be changed and information can be input.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明によれば、ディスプレイから空間
的に離れたところから、ディスプレイと自身の位置関係
を情報入力することができる情報入力装置を提供するこ
とができる。また、情報入力装置は、簡単な構造なので
小型かつ安価に作製することができる。
According to the present invention, it is possible to provide an information input device capable of inputting information on the positional relationship between the display and itself from a position spatially separated from the display. Further, the information input device has a simple structure and can be manufactured in a small size and at a low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】指し棒PDを使ったテレビ会議システムの実施
例図
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a video conference system using a pointer PD.

【図2】指し棒PDの詳細図FIG. 2 is a detailed view of the pointer PD.

【図3】指し棒PDの位置測定を説明する図FIG. 3 is a diagram for explaining position measurement of a pointer PD.

【図4】超音波センサ6,7,8が測定する音波の時間
変化
FIG. 4 is a time change of a sound wave measured by the ultrasonic sensors 6, 7, and 8.

【図5】位置検出のブロック図FIG. 5: Block diagram of position detection

【図6】表面伝導型放出素子を使ったディスプレイの斜
視図
FIG. 6 is a perspective view of a display using a surface conduction electron-emitting device.

【図7】指し棒PDを使った電子黒板での授業の実施例
[Figure 7] Example diagram of a lesson on an electronic blackboard using a pointer PD

【図8】指し棒PDを使った電子黒板での授業を実施例
[Figure 8] Example of a lesson on an electronic blackboard using a pointer PD

【図9】指輪PDを使ったテレビ会議システムの実施例
FIG. 9 is a diagram showing an embodiment of a video conference system using a ring PD.

【図10】指輪PDの詳細図FIG. 10: Detailed view of ring PD

【図11】眼鏡PDを斜視図FIG. 11 is a perspective view of glasses PD.

【図12】ばんそこうPDの表す図FIG. 12 is a diagram showing a PD overlooking.

【図13】指し棒PDを使ったテレビ会議システムの実
施例図
FIG. 13 is a diagram showing an example of a video conference system using a pointer PD.

【図14】指し棒PDにある超音波センサが測定する音
波の時間変化
FIG. 14 is a time change of the sound wave measured by the ultrasonic sensor on the pointer PD.

【図15】位置検出のブロック図FIG. 15 is a block diagram of position detection

【図16】指し棒を胸に指した人とディスプレイの距離
で表示が変わる実施例図
FIG. 16 is a diagram showing an example in which the display changes depending on the distance between the person who points the chest on the chest and the display.

【図17】従来のテレビ会議システムを表す図FIG. 17 is a diagram showing a conventional video conference system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 指し棒 2 赤外線発信部 3,4 超音波発信部 5 赤外線センサ 6,7,8 超音波センサ 9 E氏の指し棒が指している位置 10 F嬢の指し棒が指している位置 11 ディスプレイ 12 キーボード 13 マウス 14 CCDカメラ 15 スピーカ 16 マイク 17,18 ポインタ 25 眼鏡型ポインティングデバイス 26 資料 40 先生 41 生徒 43 第1の指輪 44 第2の指輪 46,47,48 超音波発信器 49,50 赤外線LED 51,52 エリアセンサー 53 ばんそこう 54 導線 55 人 56 左目と右目の中間部 57 ローパスフィルタ 58 ハイパスフィルタ 59 周波数分離器 60 積分回路 61 コンパレータ 62 AND回路 63 中央演算装置 1 Pointer 2 Infrared transmitter 3,4 Ultrasonic transmitter 5 Infrared sensor 6,7,8 Ultrasonic sensor 9 Position where Mr. E's pointer is pointing 10 Position where F's pointer is pointing 11 Display 12 Keyboard 13 Mouse 14 CCD camera 15 Speaker 16 Microphone 17,18 Pointer 25 Eyeglass type pointing device 26 Material 40 Teacher 41 Student 43 First ring 44 Second ring 46,47,48 Ultrasonic transmitter 49,50 Infrared LED 51 , 52 Area sensor 53 Bansoko 54 Conductor 55 people 56 Middle part of left eye and right eye 57 Low pass filter 58 High pass filter 59 Frequency separator 60 Integrator circuit 61 Comparator 62 AND circuit 63 Central processing unit

Claims (25)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 トリガー信号と、前記トリガー信号より
伝播速度の遅い伝播媒介を発信することができるポイン
ティングデバイスと、 前記ポインティングデバイスから空間を隔てて離れ、前
記トリガー信号と前記伝播媒介を受信することができる
受信手段を有することを特徴とする情報入力装置。
1. A trigger signal, a pointing device capable of transmitting a propagation medium whose propagation speed is slower than that of the trigger signal, a space away from the pointing device, and the trigger signal and the propagation medium received. An information input device having a receiving means capable of performing the following.
【請求項2】 前記伝播媒介は弾性波である請求項1に
記載の情報入力装置。
2. The information input device according to claim 1, wherein the propagation medium is an elastic wave.
【請求項3】 トリガー信号と、前記トリガー信号より
伝播速度の遅い伝播媒介を受信することができるポイン
ティングデバイスと、 前記ポインティングデバイスから空間を隔てて離れ、前
記トリガー信号と前記伝播媒介を発信することができる
発信手段を有することを特徴とする情報入力装置。
3. A pointing device capable of receiving a trigger signal, a propagation medium having a slower propagation speed than the trigger signal, and a space away from the pointing device to transmit the trigger signal and the propagation medium. An information input device characterized by having a transmitting means capable of performing.
【請求項4】 前記伝播媒介は弾性波である請求項3に
記載の情報入力装置。
4. The information input device according to claim 3, wherein the propagation medium is an elastic wave.
【請求項5】 前記受信手段は少なくともひとつのトリ
ガー信号センサと3つの弾性波センサを有する請求項2に
記載の情報入力装置。
5. The information input device according to claim 2, wherein the receiving unit has at least one trigger signal sensor and three elastic wave sensors.
【請求項6】 前記ポインティングデバイスは少なくと
もひとつのトリガー信号発信部と2つの弾性波発信部を
有する請求項5に記載の情報入力装置。
6. The information input device according to claim 5, wherein the pointing device has at least one trigger signal transmitter and two elastic wave transmitters.
【請求項7】 前記受信手段は、ディスプレイを含む請
求項5または6に記載の情報入力装置。
7. The information input device according to claim 5, wherein the receiving unit includes a display.
【請求項8】 前記3つの弾性波センサは、前記ディス
プレイの任意の4角の重ならない位置にある請求項7に
記載の情報入力装置。
8. The information input device according to claim 7, wherein the three elastic wave sensors are located at arbitrary four corners of the display which do not overlap each other.
【請求項9】 トリガー信号発信部が、前記ディスプレ
イの任意の4辺の中間部にある請求項7または8に記載の
情報入力装置。
9. The information input device according to claim 7, wherein the trigger signal transmitting section is located in the middle of any four sides of the display.
【請求項10】 前記発信手段は、少なくともひとつの
トリガー信号発信部と3つの弾性波発信部を有する請求
項4に記載の情報入力装置。
10. The information input device according to claim 4, wherein the transmitting unit includes at least one trigger signal transmitting unit and three elastic wave transmitting units.
【請求項11】 前記ポインティングデバイスは少なく
ともひとつのトリガー信号センサと2つの弾性波センサ
を有する請求項4または10に記載の情報入力装置。
11. The information input device according to claim 4, wherein the pointing device has at least one trigger signal sensor and two elastic wave sensors.
【請求項12】 前記発信手段は、ディスプレイを含む
請求項10または11に記載の情報入力装置。
12. The information input device according to claim 10, wherein the transmitting means includes a display.
【請求項13】 前記3つの弾性波センサは、前記ディ
スプレイの任意の4角の重ならない位置にある請求項12
に記載の情報入力装置。
13. The three elastic wave sensors are provided at positions where the four corners of the display do not overlap each other.
Information input device described in.
【請求項14】 トリガー信号発信部が、前記ディスプ
レイの任意の4辺の中間部にある請求項12または13に記
載の情報入力装置。
14. The information input device according to claim 12, wherein the trigger signal transmitting unit is located at an intermediate portion of any four sides of the display.
【請求項15】 前記ポインティングデバイスは、指し
棒型であり、その先端部に第1の弾性波発信部を、グリ
ップに近いところに第2の弾性波発信部を有する請求項
5〜14のいずれかに記載の情報入力装置。
15. The pointing device is a pointer rod type, and has a first elastic wave transmitting portion at a tip portion thereof and a second elastic wave transmitting portion near a grip.
The information input device according to any one of 5 to 14.
【請求項16】 前記ポインティングデバイスは、眼鏡
型であり、そのフレームの両端に第1、第2の弾性波発
信部を、その鼻押さえ近傍に第3の弾性波発信部を有す
る請求項5〜14のいずれかに記載の情報入力装置。
16. The pointing device is of a spectacles type, and has first and second elastic wave transmitters at both ends of its frame and a third elastic wave transmitter near its nose retainer. The information input device according to any one of 14.
【請求項17】 前記ポインティングデバイスは、ばん
そこう型である請求項5〜14のいずれかに記載の情報入
力装置。
17. The information input device according to claim 5, wherein the pointing device is a messy type.
【請求項18】 前記ポインティングデバイスは、指輪
型である請求項5〜14のいずれかに記載の情報入力装
置。
18. The information input device according to claim 5, wherein the pointing device is a ring type.
【請求項19】 前記トリガー信号を電磁波で伝播させ
る請求項1〜18のいずれかに記載の情報入力装置。
19. The information input device according to claim 1, wherein the trigger signal is propagated by an electromagnetic wave.
【請求項20】 前記電磁波は赤外線である請求項19に
記載の情報入力装置。
20. The information input device according to claim 19, wherein the electromagnetic waves are infrared rays.
【請求項21】 前記トリガー信号を導線を通じて電流
で伝播させる請求項1〜18のいずれかに記載の情報入力
装置。
21. The information input device according to claim 1, wherein the trigger signal is propagated as an electric current through a conductive wire.
【請求項22】 前記弾性波は超音波である請求項5〜2
1のいずれかに記載の情報入力装置。
22. The elastic wave is an ultrasonic wave.
The information input device according to any one of 1.
【請求項23】 ディスプレイと中央演算装置を含むシ
ステムに、空間を隔てて離れたポインティングデバイス
から情報入力する方法において、 前記ポインティングデバイスと前記システムの間で、ト
リガー信号と前記トリガー信号より伝播速度の遅い伝播
媒介を送受信することによって、前記ポインティングデ
バイスの前記システムに対する位置を入力する情報入力
方法。
23. A method of inputting information to a system including a display and a central processing unit from a pointing device separated by a space, wherein a trigger signal and a propagation speed from the trigger signal are transmitted between the pointing device and the system. An information input method for inputting a position of the pointing device with respect to the system by transmitting and receiving a slow propagation medium.
【請求項24】 前記伝播媒介は弾性波である請求項23
に記載の情報入力方法。
24. The propagation medium is an elastic wave.
Information input method described in.
【請求項25】 前記弾性波は超音波である請求項24に
記載の情報入力方法。
25. The information input method according to claim 24, wherein the elastic wave is an ultrasonic wave.
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