CN111819524A - 使用了电子笔的输入装置 - Google Patents

使用了电子笔的输入装置 Download PDF

Info

Publication number
CN111819524A
CN111819524A CN201880090305.2A CN201880090305A CN111819524A CN 111819524 A CN111819524 A CN 111819524A CN 201880090305 A CN201880090305 A CN 201880090305A CN 111819524 A CN111819524 A CN 111819524A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electronic pen
posture
unit
information
pen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201880090305.2A
Other languages
English (en)
Inventor
宗像博史
陈元昊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wacom Co Ltd
Original Assignee
Wacom Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wacom Co Ltd filed Critical Wacom Co Ltd
Publication of CN111819524A publication Critical patent/CN111819524A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
    • G06F3/03545—Pens or stylus
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/011—Arrangements for interaction with the human body, e.g. for user immersion in virtual reality
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/0304—Detection arrangements using opto-electronic means
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0346—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of the device orientation or free movement in a 3D space, e.g. 3D mice, 6-DOF [six degrees of freedom] pointers using gyroscopes, accelerometers or tilt-sensors
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
    • G06F3/03542—Light pens for emitting or receiving light
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/046—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by electromagnetic means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)
  • User Interface Of Digital Computer (AREA)
  • Processing Or Creating Images (AREA)

Abstract

提供能够考虑精度、反应速度而良好地检测三维空间中的电子笔的指示位置、笔姿势的输入装置。输入装置具备：第一检测部，根据与电子笔的信号的授受而检测电子笔的第一指示位置；第二检测部，检测电子笔所在的三维空间中的电子笔的第二指示位置；及控制部，进行是否取代第一指示位置而输出第二指示位置的控制。

Description

使用了电子笔的输入装置
技术领域
本发明涉及适合于将电子笔在空间上使用的情况的输入装置。
背景技术
已知有通过利用电子笔对被称作数字转换器的坐标输入装置连续地进行位置指示来进行描绘从而制作动画图像等的描绘系统。
以往，作为检测电子笔的倾斜、旋转的方法，提出了各种方法。在专利文献1(日本特开2016-126503号公报)中提供了能够检测相对于位置检测装置的传感器部的输入面的倾斜角、旋转角的电子笔。在该专利文献1的情况下，通过在电子笔与具备传感器部的位置检测装置之间利用电磁感应耦合、静电容耦合等授受信号，从而位置检测装置检测由电子笔指示的位置，并且检测电子笔的指示位置的位置坐标及倾斜角、旋转角。
另外，在专利文献2(美国专利第9,329,703B2公报)中记载了：在电子笔内置或装配能够进行其动作、方位测定的传感器，通过将该传感器的检测输出向位置检测装置发送，能够在位置检测装置中检测电子笔的动作、状态(倾斜、旋转)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-126503号公报
专利文献2：美国专利第9,329,703B2公报
发明内容
发明所要解决的课题
在上述的专利文献1的情况下，使用从以电子笔的指示位置为中心的周围的多个环形线圈得到的多个信号电平来检测电子笔的指示位置的位置坐标及倾斜。但是，在传感器部的周边区域中，存在电子笔的指示位置的位置坐标的精度下降并且难以检测电子笔的倾斜这一问题。
根据专利文献2的方法，不会产生专利文献1的情况下的问题。但是，根据条件，存在反应速度变慢或位置坐标的精度下降这一问题。
本发明的目的在于，提供能够消除以上的问题点的输入装置。
用于解决课题的手段
为了解决上述的课题，提供一种输入装置，具备：
第一检测部，根据电子笔与传感器部的信号的授受来检测所述传感器部上的所述电子笔的第一指示位置；
第二检测部，检测所述电子笔所在的三维空间中的所述电子笔的第二指示位置；及
控制部，基于所述第一指示位置和所述第二指示位置来生成所述电子笔的位置信息。
在上述的结构的输入装置中，在指示位置中不仅包括位置坐标也包括姿势(倾斜、旋转)。并且，根据上述的结构的输入装置，例如，能够将由第二检测部检测的电子笔的指示位置中包含的姿势的信息与第一指示位置的位置坐标一起输出。
附图说明
图1是用于说明包括本发明的输入装置的第一实施方式的空间位置指示系统的结构例的图。
图2是用于说明图1的例的空间位置指示系统的各部分的结构例的框图。
图3是用于说明本发明的输入装置的实施方式的图。
图4是用于说明本发明的输入装置的第二实施方式的各部分的结构例的框图。
图5是用于说明通过电子笔与数字转换器的信号的授受来检测电子笔的倾斜的动作的图。
图6是用于说明数字转换器通过与电子笔的信号的授受来检测电子笔的指示位置及倾斜时的检测精度在输入面的周边区域和其他区域中不同的图。
图7是示出用于说明本发明的输入装置的第二实施方式的主要的动作的流程图的一部分的图。
图8是示出用于说明本发明的输入装置的第二实施方式的主要的动作的流程图的一部分的图。
图9是用于说明本发明的输入装置的第三实施方式的结构例的图。
图10是用于说明本发明的输入装置的第三实施方式的各部分的结构例的框图。
具体实施方式
以下，一边参照附图一边说明本发明的输入装置的实施方式。
[第一实施方式]
以下说明的输入装置的实施方式涉及空间位置指示系统，该空间位置指示系统具备：数字转换器(手写板)，具备与电子笔进行信号的发送及接收的至少一方(以下称作“信号的授受”)的传感器部；及空间位置检测用单元，检测空间中的电子笔的指示位置信息。需要说明的是，在位置中，不仅包括位置坐标，也包括姿势(倾斜、旋转)等，但在以下的说明中，为了使两者清楚，将位置坐标和姿势的信息分开说明。
在该实施方式的空间位置指示系统中，显示部由头戴显示器、智能眼镜等构成，利用3D描绘空间作为虚拟空间(包括VR(Virtual Reality：虚拟现实)、MR(Mixed Reality：混合现实)、AR(Augmented Reality：增强现实)等。以下，简称作VR)的空间。图1是示出包括将VR的空间作为3D描绘空间的第一实施方式的输入装置的空间位置指示系统的整体的结构的概要的图。图2是示出包括第一实施方式的输入装置的空间位置指示系统的各部分的功能的详细结构例的框图。
即，如图1所示，该例的实施方式的空间位置指示系统构成为具备电子笔10、数字转换器20、空间位置检测用单元30、空间描绘信息生成装置40及头戴显示器(以下，称作HMD)50。如图2所示，在该例中，空间描绘信息生成装置40具备输入信息处理部41和显示图像生成部42的功能，例如由计算机构成。
需要说明的是，该第一实施方式的输入装置具备根据与电子笔10的信号的授受来检测电子笔10的指示位置的第一检测部、检测电子笔10所在的三维空间中的电子笔10的指示位置的第二检测部及基于这些指示位置来生成电子笔10的位置信息的控制部。在该第一实施方式中，第一检测部由数字转换器20构成，第二检测部由空间位置检测用单元30和输入处理部41的空间信息处理部410构成，控制部由输入信息处理部构成。
在该第一实施方式中，电子笔10作为例子而使用电磁感应方式的电子笔，但不限定于电磁感应方式，也可以使用静电耦合方式等。数字转换器20具备薄型的长方体形状的壳体21，将其表面设为电子笔10的位置指示的输入面21S。并且，数字转换器20具备传感器部22和位置检测部23(参照图2)。
虽然图示省略，但传感器部22通过多个环形线圈分别在数字转换器20的壳体的横向(X轴方向)和壳体的纵向(Y轴方向)上配设而构成。在该例中，数字转换器20配合电子笔10而被设为电磁感应方式，但不限定于电磁感应方式。
虽然图示省略，但电子笔10在笔尖侧具备由线圈和电容器构成的谐振电路(图示省略)，通过在数字转换器20的传感器部22的环形线圈与电子笔10的谐振电路之间进行电磁感应耦合，从而在电子笔10与数字转换器20的传感器部22之间进行信号的授受。
数字转换器20的位置检测部23通过传感器部22的环形线圈而向电子笔10供给信号，并且通过环形线圈而接收从电子笔10反馈的信号，基于该接收到的信号而在传感器部22的检测区域中检测由电子笔10指示的位置。需要说明的是，在该实施方式中，数字转换器20构成为将由电子笔10的笔尖指示的位置检测为电子笔10的指示位置。
在该例的数字转换器20中，传感器部22的多个环形线圈以罩住输入面21S的大致全域的方式配设。
并且，在该实施方式中，在数字转换器20中能够检测电子笔10的指示位置的位置检测区域不仅包括电子笔10的笔尖与数字转换器20的输入面21S接触时的平面区域，也包括电子笔10的笔尖与数字转换器20的输入面21S不接触而与输入面21S在与该输入面21S正交的方向(与X轴方向及Y轴方向正交的Z轴方向)上分离但能够通过基于电磁耦合的信号的授受而检测电子笔10的指示位置的空间区域(电子笔10的悬停状态的悬停区域)。
在该例中，空间位置检测用单元30构成为，能够设定数字转换器20所在的三维空间区域，在该三维空间区域中，检测电子笔10的笔尖的指示位置、电子笔10的倾斜角、旋转角等电子笔10的姿势(称作笔姿势)，并且检测数字转换器20的位置及相对于水平平面的倾斜角、倾斜方向。
空间位置检测用单元30构成为包括2个发光追踪装置31A、31B和多个光位置通知部(以下，称作追踪器)32A、32B、32C、32D。需要说明的是，在该实施方式中，如后所述，在HMD50中，在包括数字转换器20的位置检测区域DT的动作检测空间区域MD中描绘出的3D描绘图像作为虚拟显示图像而显示，并且显示电子笔10的虚拟显示图像。
2个发光追踪装置31A、31B具有相同的结构，分别具备红外线激光的激光发光部、利用发出的红外线激光在动作检测空间区域MD内搜索的搜索单元及检知接收到红外线激光的追踪器32A、32B、32C、32D的发光部的发光的光位置检知单元。
在该实施方式中，如前所述，装配追踪器32A、32B、32C、32D的物体(空间位置检测用单元30的探索空间区域中的探索对象物)是电子笔10和数字转换器20。即，在该例中，为了能够通知数字转换器20的位置及相对于水平面的倾斜角、倾斜方向，在薄型的长方体形状的数字转换器20的壳体的左上角和右下角装配有追踪器32A和追踪器32B。另外，为了通知电子笔10的位置及笔姿势(倾斜角、旋转角)，在电子笔10上，在其笔尖侧装配有追踪器32C，另外，在电子笔10的壳体的轴心方向上与笔尖侧相反一侧的后端侧装配有追踪器32D。
发光追踪装置31A、31B利用搜索单元来控制激光发光部，将红外线激光以为了检测追踪器位置而在动作检测空间区域MD内探索扫描的方式出射，进行搜索。追踪器32A、32B、32C、32D各自利用传感器来监视红外线激光的受光，在利用传感器检测到红外线激光的受光时，将由LED构成的发光部点亮。
发光追踪装置31A、31B通过检知追踪器32A、32B、32C、32D的发光部的发光来检测装配有该追踪器32A、32B、32C、32D的物体在动作检测空间区域MD内的位置。发光追踪装置31A、31B构成为，在检知到追踪器32A、32B、32C、32D的发光部的发光时，能够也检知该检知的时间点从发出的红外线激光的发光时刻起的经过时刻。在该情况下，追踪器32A、32B、32C、32D各自进行与自身的识别信息对应的不同的发光。
2个发光追踪装置31A、31B相对于空间描绘信息生成装置40以有线或无线的方式连接，对空间描绘信息生成装置40通知检知到的追踪器32A、32、32C、32D在动作检测空间区域MD中的空间位置信息。
在该例中，如图2所示，由2个发光追踪装置31A、31B检知到的追踪器32A、32B、32C、32D在动作检测空间区域MD中的空间位置信息向空间描绘信息生成装置40的输入信息处理部41的空间信息处理部410供给。
在该例中，空间信息处理部410由空间位置检测部4101、笔姿势检测部4102及数字转换器姿势检测部4103构成。空间位置检测部4101从追踪器32A、32B检测动作检测空间区域MD中的数字转换器20的位置，并且从追踪器32C、32D检测作为电子笔10的笔尖的位置的电子笔10的指示位置和电子笔10的后端的位置。在该例中，笔姿势检测部4102从追踪器32C及32D检测包括电子笔10的倾斜角及旋转角的笔姿势。另外，数字转换器姿势检测部4103检测电子笔10的指示位置作为尖的位置。
并且，在该实施方式中，输入信息处理部41根据由数字转换器20检测到的位置检测区域DT中的电子笔10的指示位置的信息和由输入信息处理部41的空间信息处理部410检测到的动作检测空间区域MD中的电子笔10的位置(指示位置及后端位置)的信息、笔姿势信息及数字转换器姿势信息，生成向显示图像生成部42供给的信息。并且，输入信息处理部41将生成的信息向显示图像生成部42供给。
并且，在该实施方式中，如图2所示，空间描绘信息生成装置40的显示图像生成部42具备用于生成3D描绘像的描绘像生成部421和用于生成在HMD50中显示的VR图像的VR图像生成部422。
描绘像生成部421基于电子笔10的位置指示来生成3D描绘像，并且基于由电子笔10的操作者执行的手势来进行3D描绘像的变形、旋转、移动等处理。并且，在该实施方式中，描绘像生成部421也使包括电子笔10相对于数字转换器20的输入面21S的倾斜角、倾斜方向、旋转角的笔姿势反映于3D描绘像的生成。例如，在电子笔10与数字转换器20进行信号的授受的情况下，使用相对于数字转换器20的输入面21S的倾斜角、倾斜方向。以下，将与3D描绘像相关的处理称作3D描绘系处理。
在该实施方式中，能够使用装配于电子笔10的追踪器32C、32D，利用空间位置检测用单元30来检测包括电子笔10的倾斜角、倾斜方向及旋转角的笔姿势。于是，在该实施方式中，输入信息处理部41构成为将由空间位置检测用单元30检测到的电子笔10的笔姿势的信息作为3D描绘系处理用的信息而向显示图像生成部42供给。
即，如后所述，输入信息处理部41构成为，以在3D描绘像中反映基于电子笔10的位置指示的描绘输入时的电子笔10的倾斜、旋转等笔姿势的信息的方式，将电子笔10的位置指示的信息(笔尖的位置的信息)和电子笔10的笔姿势的信息向显示图像生成部42供给。
另外，如图2所示，在显示图像生成部42设置有用于检测由电子笔10的操作者执行的手势的手势检测处理部423。并且，在该实施方式中，输入信息处理部41构成为，将在空间位置检测用单元30中检测到的电子笔10的笔尖的位置信息(对应于指示位置的信息)和笔姿势的信息设为向该手势检测处理部423供给的信息。
如以上这样，在该实施方式中，作为3D描绘系处理用的信息，不仅利用由数字转换器20检测的电子笔10的指示位置的信息，也利用由空间位置检测用单元30检测的电子笔10的指示位置(笔尖的位置)的信息及笔姿势的信息。
显示图像生成部42的VR图像生成部422生成在HMD50中显示的VR图像。作为VR图像，在该实施方式中，包括电子笔10的VR图像和由描绘像生成部421生成的3D描绘像的VR图像，在HMD50中，将由描绘像生成部421生成的3D描绘像的VR图像和电子笔10的VR图像进行3D显示。需要说明的是，VR图像生成部422也可以也生成数字转换器20的VR图像。以下，将与VR图像生成部422中的VR图像的生成相关的处理称作VR图像系处理。
在该实施方式中，对于VR图像生成部422，供给来自输入信息处理部41的用于生成电子笔10的VR图像的信息，并且从描绘像生成部421供给生成的3D描绘像的信息。并且，由VR图像生成部422生成的VR图像信息通过显示驱动部424而向HMD50供给，在HMD50的例如由LCD(Liquid Crystal Display；液晶显示器)构成的显示画面上显示。
在该情况下，在电子笔10存在于位置检测区域DT时，来自能够比空间位置检测用单元30高精度地检测电子笔10的位置(笔尖位置)的数字转换器20的电子笔的指示位置的信息和使用空间位置检测用单元30而检测的倾斜、旋转等笔姿势的信息从输入信息处理部41向显示图像生成部42的VR图像生成部422供给。
另外，在电子笔10存在于动作检测空间区域MD时，在数字转换器20中无法检测电子笔10的指示位置，因此，使用空间位置检测用单元30而检测的电子笔的指示位置的信息和笔姿势的信息从输入信息处理部41向显示图像生成部42的VR图像生成部422供给。
如以上这样，在该实施方式中，作为VR图像系处理用的信息，不仅利用由空间位置检测用单元30检测的电子笔10的指示位置(笔尖的位置)的信息及笔姿势的信息，也利用由数字转换器20检测的电子笔10的指示位置的信息。
输入信息处理部41根据来自数字转换器20的信息和来自空间位置检测用单元30的信息，生成以上说明的描绘系处理用的信息和VR图像系处理用的信息并向显示图像生成部42供给，并且生成用于进行与电子笔10存在于位置检测区域DT及动作检测空间区域MD的哪个区域对应的选择控制的切换控制信号SE。
如上所述，在该实施方式中，在3D描绘系处理及VR图像系处理的各自中，能够相互利用数字转换器20的位置检测区域DT的空间坐标系的信息和空间位置检测用单元30的动作检测空间区域MD的空间坐标系的信息。在该情况下，2个空间坐标系能够分别独立地设定，但在该实施方式中，通过将2个空间坐标系中的一方的空间坐标系的信息变换为另一方的空间坐标系的信息，使得能够作为共通的坐标空间中的信息来处理。在该实施方式中，将空间位置检测用单元30的动作检测空间区域MD的空间坐标系的信息变换为数字转换器20的位置检测区域DT的空间坐标系的信息。
在该实施方式的空间位置指示系统中，能够将在空间位置检测用单元30的动作检测空间区域MD中检测的电子笔10的笔姿势的信息在3D描绘系处理中使用，并且也在VR图像系处理中使用。
在该情况下，在VR图像系处理中，电子笔10的笔姿势的信息反映于电子笔10的VR图像的姿势。在该电子笔10的笔姿势的信息中包括电子笔10的倾斜角的信息，但在3D描绘系处理中，该电子笔10的倾斜角是相对于数字转换器20的传感器部22的输入面的相对的倾斜角。另一方面，在空间位置检测用单元30的动作检测空间区域MD中检测的电子笔10的笔姿势的信息是例如以地球的重力方向或水平面方向为基准的空间位置检测用单元30的动作检测空间区域MD中的倾斜角。
若能够将数字转换器20以使与其传感器部22的输入面21S正交的方向与空间位置检测用单元30的动作检测空间区域MD的Z轴方向准确地一致的方式设置，则在空间位置检测用单元30的动作检测空间区域MD的空间中检测的电子笔10的倾斜角与相对于数字转换器20的传感器部22的输入面的相对的倾斜角一致。但是，实际上，有时将数字转换器20相对于空间位置检测用单元30的动作检测空间区域MD倾斜设置。
于是，在该实施方式中，在空间位置检测用单元30的动作检测空间区域MD的空间中检测的电子笔10的绝对的倾斜角如以下说明这样被变换为相对于数字转换器20的传感器部22的输入面的相对的倾斜角。
图3是用于说明该倾斜角的变换的处理的图。该图3示出了以电子笔10的笔尖为球体的中心的O点的球体坐标系。该图3中的X-Y平面(包括互相正交的X轴方向和Y轴方向的面)设为空间位置检测用单元30的动作检测空间区域MD的空间区域中的水平面。
在图3中，表示电子笔10的壳体的轴心方向的与笔尖相反一侧的后端部的端缘的位置的点成为球面坐标。在该情况下，球体的半径r成为电子笔10的壳体的轴心方向的长度。在图3的球体坐标系中，关于电子笔10的壳体的轴心方向的后端部的端缘处于P点时的动作检测空间区域MD的空间内的电子笔10的倾斜角及倾斜方向，通过使用空间位置检测用单元30，能够将电子笔10的倾斜角检测为δ，另外，将倾斜方向检测为α。另外，通过使用空间位置检测用单元30，在图3的例中，能够将数字转换器20的壳体在动作检测空间区域MD的空间内的倾斜角检测为δ′，另外，将倾斜方向检测为α′。
并且，如图3所示，若将电子笔10的壳体的轴心方向成为了在动作检测空间区域MD的空间内与垂直方向一致的状态时的电子笔10的后端侧的端缘的位置设为Q点，则电子笔10的壳体的轴心方向成为了相对于数字转换器20的传感器部22的输入面21S垂直的方向时的电子笔10的后端侧的端缘的位置成为R点。
因此，若求出R点的从O点起的空间向量OR与P点的从O点起的空间向量OP所成的角度，则通过使用角度，能够从使用空间位置检测用单元30检测到的电子笔10的倾斜角及倾斜方向变换为电子笔10相对于数字转换器20的传感器部22的输入面21S的相对的倾斜角及倾斜方向。
需要说明的是，通过进行上述的逆变换，能够从电子笔10相对于数字转换器20的传感器部22的输入面21S的相对的倾斜角及倾斜方向变换为使用空间位置检测用单元30检测的电子笔10的倾斜角及倾斜方向。
接着，对构成为实现以上功能的图2的输入信息处理部41的结构例进行说明。即，构成数字转换器20的位置检测部23将电子笔10的指示位置的检测输出向选择部411作为其一方的输入信号而供给，并且向选择部412作为其一方的输入信号而供给。需要说明的是，在从该位置检测部23向选择部411及412供给的信息中，除了电子笔10的指示位置的检测输出之外，还包括向电子笔10施加的笔压信息。
另外，空间信息处理部410的空间位置检测部4101将电子笔10的笔尖的空间位置(电子笔的指示位置)的检测输出向坐标变换部413供给。该坐标变换部413将空间位置检测用单元30的动作检测空间区域MD的空间坐标系的信息变换为数字转换器20的位置检测区域DT的空间坐标系的信息。并且，坐标变换部413将该变换后的坐标输出向选择部411及412作为其另一方的输入信号而供给。
并且，在该实施方式中，数字转换器20的位置检测部23将来自电子笔10的接收信号的信号电平的信息向选择控制信号生成部414供给。选择控制信号生成部414根据来自电子笔10的接收信号的信号电平来检测电子笔10的笔尖从数字转换器20的输入面21S起的分离距离，基于检测到的从输入面21S起的分离距离来生成选择控制信号SE。
在该情况下，选择控制信号SE是以下的信号：在电子笔10的笔尖从数字转换器20的输入面21S起的分离距离为数字转换器20能够检测电子笔的悬停状态的Z轴方向的临界高度Lz以下时，以选择来自数字转换器20的位置检测部23的位置检测输出的方式进行控制，在比上述临界高度Lz大时，以选择来自空间位置检测部4101的检测输出的方式进行控制。
选择部411将一方的输入和另一方的输入中的一方根据选择控制信号SE而切换，并向3D描绘系处理用的关联建立部415供给。另外，选择部412将一方的输入和另一方的输入中的一方根据选择控制信号SE而切换，并向VR图像系处理用的关联建立部416供给。
需要说明的是，在图2的例中，以明确分为3D描绘系处理用和VR图像系处理用的方式，作为各处理用而设置了2个选择部411和412，但实际上，选择部可以是共用的1个，能够构成为将该共用的选择部的输出向关联建立部415及416的各自供给。
使用空间位置检测用单元30而由空间信息处理部410的笔姿势检测部4102检测到的笔姿势的信息直接向VR图像系处理用的关联建立部416供给。
该VR图像系处理用的关联建立部416将来自选择部412的电子笔10的指示位置的信息与来自空间信息处理部410的笔姿势检测部4102的笔姿势的信息建立关联并作为对而向显示图像生成部42的VR图像生成部422供给。在该情况下，关联建立部416中的关联建立意味着将在电子笔10的指示位置处检测的笔姿势的信息相对于从选择部412输出的该电子笔10的指示位置作为对而建立关联。
在关联建立部416中建立关联的电子笔10的指示位置的信息和笔姿势的信息都是来自空间信息处理部410的信息的情况下，通过由空间信息处理部410调整这些信息的输出定时，在关联建立部416中，能够单纯通过将同一定时的信息配对而建立关联。
相对于此，在关联建立部416中建立关联的电子笔10的指示位置的信息是来自数字转换器20的信息的情况下，在关联建立部416中，通过考虑数字转换器20和空间位置检测用单元30中的检测结果的输出定时的偏差(处理延迟)来进行电子笔10的指示位置的信息与笔姿势的信息的关联建立。
显示图像生成部42的VR图像生成部422使用来自该关联建立部416的电子笔10的指示位置的信息和笔姿势的信息来生成电子笔10的VR图像。在该情况下，电子笔10的VR图像以在基于电子笔10的指示位置的信息的位置显示的方式生成。
在该情况下，来自选择部412的电子笔10的指示位置的信息由选择控制信号SE切换选择，但来自空间位置检测部4101的指示位置的信息以在数字转换器20和空间位置检测用单元30中成为共通的坐标空间的方式由坐标变换部413进行坐标变换，因此，在选择部412被切换时，也不会产生电子笔10的VR图像的显示位置以跳跃的方式移动等显示偏差。
另外，来自空间信息处理部410的笔姿势检测部4102的笔姿势的信息通过姿势变换部417而向3D描绘系处理用的关联建立部415供给。对姿势变换部417供给着来自笔姿势检测部4102的笔姿势的信息和由数字转换器姿势检测部4103检测到的数字转换器20的姿势的信息，在姿势变换部417中，执行使用图3说明的将由空间位置检测用单元30检测到的空间坐标系中的电子笔10的笔姿势变换为相对于数字转换器20的传感器部22的输入面21S的相对的笔姿势的处理。
3D描绘系处理用的关联建立部415将来自选择部411的电子笔10的指示位置的信息和来自姿势变换部417的由笔姿势检测部4102检测到的笔姿势的信息被变换为相对于数字转换器20的输入面21S的相对的笔姿势的信息后的信息建立建立并作为对而向显示图像生成部42的描绘像生成部421及手势检测处理部423供给。在该情况下，关联建立部415中的关联建立也与关联建立部416同样地意味着将在电子笔10的指示位置处检测的笔姿势的信息相对于从选择部412输出的该电子笔10的指示位置作为对而建立关联。
描绘像生成部421具备基于来自数字转换器20的电子笔10的指示位置的检测输出和在该实施方式中由空间位置检测用单元30检测到的笔姿势的信息来描绘精细的线画等的笔描绘功能和进行基于根据由空间位置检测用单元30检测到的电子笔10的空间位置和笔姿势而由手势检测处理部423检测到的动作(手势)的描绘处理的手势处理功能。
并且，对该描绘像生成部421及手势检测处理部423供给着来自选择控制信号生成部414的选择控制信号SE，手势检测处理部423以在电子笔10的指示位置为数字转换器20的位置检测区域DT的空间区域以外时进行动作的方式受到控制，描绘像生成部421以在电子笔10的指示位置为数字转换器20的位置检测区域DT的空间区域内时执行笔描绘功能且在电子笔10的指示位置为数字转换器20的位置检测区域DT的空间区域以外时执行手势处理的方式受到切换控制。
在该情况下，在该实施方式中，由于以在数字转换器20和空间位置检测用单元30中成为共通的坐标空间的方式使用坐标变换部413进行坐标变换，所以即使由选择部411切换了电子笔10的指示位置，电子笔10的指示位置也不会以跳跃的方式偏离。另外，笔姿势即使是由空间位置检测用单元30检测到的，也会被变换为相对于数字转换器20的输入面21S相对的笔姿势，因此合适地反映于3D描绘像。
如前所述，由描绘像生成部421生成的3D描绘图像信息向VR图像生成部422供给而被设为VR图像，通过显示驱动部424而向HMD50供给并在HMD50上显示。在该情况下，在该实施方式中，电子笔10的指示位置通过使用坐标变换部413而在数字转换器20和空间位置检测用单元30中成为共通的空间坐标，因此3D描绘像的空间坐标系与电子笔10等的VR图像的空间坐标系相同。因此，电子笔10相对于3D描绘像的指示位置不会在3D描绘系处理和VR图像系处理中不同，因此，在VR图像生成部422中无需进行两者的空间坐标的修正。
从以上的说明可知，在该第一实施方式中，起到以下效果：在3D描绘系处理中，即使电子笔10及数字转换器20不具备检测电子笔10的倾斜角、旋转角等笔姿势的功能，也能够将由空间位置检测用单元30检测到的电子笔10的笔姿势在3D描绘像生成中利用。另外，在该第一实施方式中，也有以下效果：在数字转换器20的位置检测区域DT以外的空间区域中，能够将由空间位置检测用单元30检测到的电子笔10的笔姿势的信息设为用于3D描绘像的生成的手势检测用。而且，在该第一实施方式中，具有以下特征：由于能够将数字转换器20的检测区域的空间坐标和空间位置检测用单元30的检测区域的空间坐标作为共通的坐标来处理，所以在3D描绘系处理中切换了来自数字转换器20的输出和空间位置检测用单元30的输出时也不会产生坐标偏移。
因此，操作者不会意识到数字转换器20与空间位置检测用单元30的切换，仅通过将电子笔10在数字转换器20上空间性地移动，就能够无缝地从精细描绘进行基于手势的操作。
另外，在上述的第一实施方式中，在VR图像系处理中，作为用于生成电子笔10的VR图像的电子笔10的位置信息(笔尖的位置信息)，在数字转换器20的位置检测区域DT的空间区域中，能够使用比空间位置检测用单元30中的检测输出高精度且反应速度也快的数字转换器20的位置检测输出，因此能够得到根据实际的使用者的电子笔的操作而确切地反应的VR图像。
需要说明的是，上述的空间描绘信息生成装置40由计算机构成，因此输入信息处理部41及显示图像生成部42的各部当然能够构成为通过软件程序而执行的软件功能部。
[第二实施方式]
上述的第一实施方式是电子笔10及数字转换器20不具有电子笔的倾斜角、旋转角等笔姿势的检测功能的例，但能够设为具有电子笔的倾斜角、旋转角等笔姿势的检测功能的结构。
以下说明的第二实施方式的输入装置是在与在上述的第一实施方式中说明的空间位置指示系统同样的系统中电子笔、数字转换器具有电子笔的倾斜角、旋转角等笔姿势的检测功能的情况。
图4示出该第二实施方式的空间位置指示系统的要部的结构例。该第二实施方式的空间位置指示系统具备与第一实施方式同样的结构，但取代电子笔10及数字转换器20而设置具备用于检测笔姿势的结构的电子笔10A(在图4中省略图示)和数字转换器20A。并且，取代第一实施方式中的空间描绘信息生成装置40的输入信息处理部41而设置如图4所示的结构的输入信息处理部41A。
在该第二实施方式的空间位置指示系统中，也具备在第一实施方式中说明的空间位置检测用单元30、显示图像生成部42、HMD50，但它们与第一实施方式是同样的，因此在图4中未示出。另外，在图4所示的数字转换器20A及输入信息处理部41A中，对与图2所示的数字转换器20及输入信息处理部41同样的部分标注同一附图标记，其详细的说明省略。
如图5(A)所示，在电子笔10A相对于传感器部的输入面垂直的情况下，规定数的多个(例如7根)环形线圈位置Xi-3、Xi-2、Xi-1、Xi、Xi+1、Xi+2、Xi+3的信号电平以指示位置为中心呈对称形。
相对于此，在电子笔10A倾斜时，如图5(B)所示，这7根环形线圈位置Xi-3、Xi-2、Xi-1、Xi、Xi+1、Xi+2、Xi+3的信号电平根据电子笔10A倾斜的方向及倾斜的角度而变化。基于该规定数的多个信号电平，能够检测电子笔10A的指示位置的位置坐标及倾斜角、倾斜方向。
然而，在如图6所示的传感器部的输入面(检测区域)INS中，例如在比虚线的位置靠外侧的标注斜线而示出的周边区域PE中，仅能得到比上述的规定数少的多个信号电平。因而，在该第二实施方式中，在数字转换器20A的周边区域PE中，电子笔10A的指示位置(笔尖位置)及电子笔10A的笔姿势的检测精度变低，在该第二实施方式的情况下，考虑由空间位置检测用单元30检测的电子笔10A的指示位置(笔尖位置)及电子笔10A的笔姿势的检测精度成为了高精度这一点。
即，在该第二实施方式中，即使电子笔10A的笔尖位置是能够在数字转换器20A中检测电子笔10A的指示位置、笔姿势的位置检测区域DT的空间区域，在处于周边区域PE及其上空的空间区域时，也取代由数字转换器20A检测的电子笔10A的指示位置及笔姿势的信息而使用由空间位置检测用单元30检测的电子笔10A的指示位置及笔姿势的信息。
如图4所示，该第二实施方式的数字转换器20A具备姿势检测部24。该姿势检测部24基于省略了图示的电子笔10A与数字转换器20A的传感器部22的信号的授受来检测电子笔10A的倾斜角、倾斜方向、旋转角等笔姿势。并且，由该姿势检测部24检测到的电子笔10A的笔姿势的信息向输入信息处理部41A的选择部418的一方的输入端子供给。对该选择部418的另一方的输入端子供给来自空间信息处理部410的笔姿势检测部4102的使用空间位置检测用单元30检测到的电子笔10A的笔姿势的信息。
来自选择部418的电子笔10A的笔姿势的信息向关联建立部415供给，与来自选择部411的电子笔10A的指示位置的信息进行与上述同样的关联建立处理，并向显示图像生成部42的描绘像生成部421及手势检测处理部423供给。
另外，在该第二实施方式中，由空间信息处理部410的笔姿势检测部4102检测到的电子笔10A的笔姿势的信息向选择部419的一方的输入端子供给。并且，来自数字转换器20A的姿势检测部24的电子笔10A的笔姿势的信息向姿势变换部417R供给，并且由空间信息处理部410的数字转换器姿势检测部4103检测到的包括数字转换器20A的倾斜角及倾斜方向的数字转换器姿势的信息向该姿势变换部417R供给。
在姿势变换部417R中，根据来自数字转换器20A的姿势检测部24的电子笔10A的笔姿势的信息和来自空间信息处理部410的数字转换器姿势检测部4103的数字转换器20A的姿势的信息，相对于姿势变换部417进行逆变换。即，将由数字转换器20A检测到的电子笔10A相对于输入面21S的相对的笔姿势变换为由空间位置检测用单元30检测的动作检测空间区域MD的空间坐标系中的绝对的数字转换器20A的姿势。
并且，由该姿势变换部417R进行姿势变换后的电子笔10A的笔姿势的信息向选择部419的另一方的输入端子供给。由选择部419如后述那样选择并输出的电子笔10A的笔姿势的信息向关联建立部416供给，与来自选择部412的电子笔10A的指示位置的信息进行与上述同样的关联建立处理，并向显示图像生成部42的VR图像生成部422供给。
该第二实施方式的选择控制信号生成部414A生成选择部411、选择部412、选择部418及选择部419的选择控制信号SEA。另外，选择控制信号生成部414A生成与上述的第一实施方式的选择控制信号生成部414同样的选择控制信号SE，将显示图像生成部42的描绘像生成部421及手势检测处理部423执行的处理与上述的第一实施方式同样地进行切换控制。
来自该第二实施方式的选择控制信号生成部414A的选择控制信号SEA不仅根据电子笔10A的指示位置(笔尖位置)是数字转换器20A的位置检测区域DT的空间区域内还是其以外的空间区域而对选择部411、412、418、419进行选择控制，也根据是数字转换器20A的输入面21S的周边区域PE(参照图6)还是输入面21S的周边区域PE的内侧的中央部区域而对选择部411、412、418、419进行选择控制。
因而，从数字转换器20A的位置检测部23向该第二实施方式的选择控制信号生成部414A除了来自电子笔10A的接收信号的信号电平的信息之外也供给电子笔10A的指示位置的信息。并且，选择控制信号生成部414A生成在电子笔10A的指示位置(笔尖的位置)处于位置检测区域DT的空间区域内且周边区域PE的内侧的中央部区域的空间区域内时和处于其以外的空间区域时对选择部411、412、418、419进行选择控制的选择控制信号SEA。
选择部411通过选择控制信号SEA，在电子笔10A的指示位置(笔尖的位置)处于位置检测区域DT的空间区域内且周边区域PE的内侧的中央部区域的空间区域内时，选择来自数字转换器20A的位置检测部23的电子笔10A的指示位置的信息，并向关联建立部415供给，在电子笔10A的指示位置(笔尖的位置)处于上述以外的空间区域时，选择来自坐标变换部413的来自空间位置检测部4101的电子笔10A的指示位置的信息，并向关联建立部415供给。
另外，选择部412通过选择控制信号SEA，在电子笔10A的指示位置(笔尖的位置)处于位置检测区域DT的空间区域内且周边区域PE的内侧的中央部区域的空间区域内时，选择来自数字转换器20A的位置检测部23的电子笔10A的指示位置的信息，并向关联建立部416供给，在电子笔10A的指示位置(笔尖的位置)处于上述以外的空间区域时，选择在坐标变换部413中进行坐标变换处理后的来自空间位置检测部4101的电子笔10A的指示位置的信息，并向关联建立部416供给。
另外，选择部418通过选择控制信号SEA，在电子笔10A的指示位置(笔尖的位置)处于位置检测区域DT的空间区域内且周边区域PE的内侧的中央部区域的空间区域内时，选择来自数字转换器20A的姿势检测部24的电子笔10A的笔姿势的信息，并向关联建立部415供给，在电子笔10A的指示位置(笔尖的位置)处于上述以外的空间区域时，选择来自姿势变换部417的从由笔姿势检测部4102检测到的电子笔10A的笔姿势变换为相对的笔姿势后的笔姿势的信息，并向关联建立部415供给。
另外，选择部419通过选择控制信号SEA，在电子笔10A的指示位置(笔尖的位置)处于位置检测区域DT的空间区域内且周边区域PE的内侧的中央部区域的空间区域内时，选择来自姿势变换部417R的从由数字转换器20A的姿势检测部24检测到的电子笔10A的笔姿势变换为由空间位置检测用单元30检测的绝对的笔姿势后的笔姿势的信息，并向关联建立部416供给，在电子笔10A的指示位置(笔尖的位置)处于上述以外的空间区域时，选择来自笔姿势检测部4102的电子笔10A的笔姿势的信息，并向关联建立部416供给。
参照图7及作为其后续的图8来说明该第二实施方式的空间位置指示系统的输入信息处理部41A由计算机构成的情况下的处理动作的流程的一例。需要说明的是，在该情况下，构成图4所示的输入信息处理部41A的各框成为由计算机的程序实现的软件功能部。
即，输入信息处理部41A根据来自数字转换器20A的信号来判别是否成为了在数字转换器20A中检测电子笔10A的指示位置的状态(步骤S1)。在该步骤S1中判别为未成为在数字转换器20A中检测电子笔10A的指示位置的状态时，输入信息处理部41A判别是否能够在空间位置检测用单元30中检测电子笔10A(步骤S2)。在该步骤S2中判别为无法在空间位置检测用单元30中检测电子笔10A时，输入信息处理部41A使处理返回步骤S1。
在步骤S1中判别为成为了在数字转换器20A中检测电子笔10A的指示位置的状态时，输入信息处理部41A取得由数字转换器20A检测到的电子笔10A的指示位置的坐标(步骤S3)，判别取得的指示位置的坐标是否为周边区域PE内(步骤S4)。
在步骤S4中判别为取得的指示位置的坐标不是周边区域PE而是其内侧区域时，输入信息处理部41A将来自数字转换器20A的电子笔10A的指示位置的信息与笔姿势的信息建立关联并作为描绘像生成用而向显示图像生成部42输出(步骤S5)。
接着，输入信息处理部41A进行用于使由空间信息处理部410的空间位置检测部4101检测到的电子笔10A的指示位置的信息成为与数字转换器20A共通的坐标系的信息的坐标变换(步骤S6)。然后，输入信息处理部41A将坐标变换后的电子笔10A的指示位置的信息与由空间信息处理部410的笔姿势检测部4102检测到的笔姿势的信息建立关联，作为VR图像生成用而向显示图像生成部42输出(步骤S7)。接在该步骤S7之后，输入信息处理部41A使处理返回步骤S1，反复进行该步骤S1以后的处理。
接着，在步骤S4中判别为取得的指示位置的坐标是周边区域PE内时，另外，在步骤S2中判别为能够在空间位置检测用单元30中检测电子笔10A时，输入信息处理部41A进行用于使由空间信息处理部410的空间位置检测部4101检测到的电子笔10A的指示位置的信息成为与数字转换器20A共通的坐标系的信息的坐标变换(图8的步骤S11)。另外，输入信息处理部41A取得由空间信息处理部410的数字转换器姿势检测部4103检测到的数字转换器20A的姿势的信息(步骤S12)。
接着，输入信息处理部41A使用在步骤S12中取得的数字转换器20A的姿势的信息，将来自数字转换器20A的姿势检测部24的笔姿势的信息变换为空间区域中的绝对姿势的信息而非相对于数字转换器20A的相对的姿势(步骤S13)。然后，输入信息处理部41A将在步骤S11中进行坐标变换而得到的电子笔10A的指示位置的信息与在步骤S13中求出的绝对姿势的信息建立关联并作为描绘像生成用而向显示图像生成部42输出(步骤S14)。
接着，输入信息处理部41A使用在步骤S12中取得的数字转换器20A的姿势的信息，将来自空间信息处理部410的笔姿势检测部4102的笔姿势的信息变换为相对于数字转换器20A的相对的姿势的信息(步骤S15)。然后，输入信息处理部41A将在步骤S11中进行坐标变换而得到的电子笔10A的指示位置的信息与在步骤S13中求出的绝对姿势的信息建立关联，作为VR图像生成用而向显示图像生成部42输出(步骤S16)。接在该步骤S16之后，输入信息处理部41A使处理返回步骤S1，反复进行该步骤S1以后的处理。
由于该第二实施方式的空间位置指示系统的输入信息处理部41A如以上这样构成，所以关于3D描绘系处理及VR图像系处理中的电子笔10A的指示位置的信息，在数字转换器20A的位置检测区域DT的空间区域中的比输入面21S的周边区域PE靠内侧的中央部区域中，使用比在空间位置检测用单元30中检测的情况高精度且由数字转换器20A的位置检测部23检测的电子笔10A的指示位置的信息，并且，在数字转换器20A的位置检测区域DT的空间区域中的输入面21S的周边区域PE(包括输入面21S的上空)及位置检测区域DT的空间区域的外侧的空间区域中，使用比在数字转换器20A的位置检测部23中检测的情况高精度且由空间位置检测用单元30的空间位置检测部4101检测的电子笔10A的指示位置的信息。
另外，作为3D描绘系处理中的电子笔10A的笔姿势的信息，在数字转换器20A的位置检测区域DT的空间区域中的比输入面21S的周边区域PE靠内侧的中央部区域中，使用比在空间位置检测用单元30中检测的情况高精度且由数字转换器20A的姿势检测部24检测的电子笔10A的笔姿势的信息，并且，在数字转换器20A的位置检测区域DT的空间区域中的输入面21S的周边区域PE(包括输入面21S的上空)及位置检测区域DT的空间区域的外侧的空间区域中，使用比在数字转换器20A的位置检测部23中检测的情况高精度且由空间位置检测用单元30的笔姿势检测部4102检测的电子笔10A的笔姿势的信息。
因此，在该第二实施方式中，也能够与第一实施方式同样地始终使用高精度的信息来进行3D描绘系处理并且进行VR图像系处理。在该情况下，与第一实施方式同样，存在以下优点：在3D描绘系处理及VR图像系处理的各自中，能够相互利用由数字转换器20A检测的信息和由空间位置检测用单元30检测的信息，是便利的。
[第三实施方式]
以上说明的第一实施方式及第二实施方式是将本发明的输入装置应用于空间位置指示系统的情况，但本发明的输入装置也能够应用于在具备数字转换器的平板装置中在包括悬停区域的位置检测区域DT内检测电子笔的位置指示的情况。
图9是示出包括该第三实施方式的输入装置的系统的概要的图。在该图9中，由具备电子笔10B和具备数字转换器的平板装置60构成第三实施方式的输入装置。如图9所示，该输入装置的平板装置60例如放置于桌子90上，连接于计算机80。另外，在该例中，平板装置60相对于机90的载置面例如具有倾斜角θ而载置。
并且，在该第三实施方式中，用于检测内置于平板装置60的数字转换器的输入面61S的上方的三维空间中的电子笔10B的笔姿势的陀螺仪传感器单元70以能够插拔的方式设置于电子笔10B的与笔尖侧相反一侧的后端侧。需要说明的是，陀螺仪传感器单元70也可以内置于电子笔10B的与笔尖侧相反一侧的后端侧。
图10是用于说明构成该第三实施方式的输入装置的电子笔10B、平板装置60及陀螺仪传感器单元70的功能结构例的框图。在该情况下，陀螺仪传感器单元70构成为例如具备3轴陀螺仪传感器71和无线通信部72。无线通信部72例如由蓝牙(注册商标)标准的近距离无线通信单元构成。无线通信部72不限于此，也可以是红外线通信等光通信。
在该例中，陀螺仪传感器单元70相对于电子笔10B的壳体装配，因此3轴陀螺仪传感器71输出与电子笔10B在三维空间中的倾斜角、倾斜方向、旋转角对应的输出信号。在此，与由3轴陀螺仪传感器71检测的电子笔10B的电子笔10B的倾斜角、倾斜方向、旋转角对应的输出信号不是与电子笔10B相对于平板装置60的输入面61S的相对的姿势对应，而是与以三维空间的以地轴为基准的绝对的姿势对应。无线通信部72将来自3轴陀螺仪传感器71的输出信号对平板装置60无线发送。
电子笔10B具备与平板装置60的传感器部61进行相互作用的相互作用部100。相互作用部100通过电磁感应方式或静电耦合方式的任一者而与平板装置60的传感器部61耦合，进行信号的交换。该例的电子笔10B的相互作用部100与传感器部61进行电子笔10B的指示位置的位置检测用信号的交换，不进行用于检测倾斜角、倾斜方向、旋转角等笔姿势的信号的交换。
在平板装置60中，根据作为传感器部61中的与电子笔10B的相互作用的结果而得到的信号，在指示位置检测部62中，检测电子笔10B的指示位置。由指示位置检测部62检测到的电子笔10B的指示位置的信息向关联建立部63供给。
该第三实施方式的平板装置60具备与陀螺仪传感器单元70的无线通信部72进行无线通信的无线通信部64。由该无线通信部64接收到的陀螺仪传感器单元70的3轴陀螺仪传感器71的检测输出向电子笔姿势检测部65供给，检测电子笔10B的笔姿势。由该电子笔姿势检测部65检测到的电子笔10B的笔姿势的信息向相对姿势算出部66供给。
该实施方式的平板装置60具备用于检测本装置的倾斜角、倾斜方向的陀螺仪传感器67。该陀螺仪传感器67的传感器输出向平板姿势检测部68供给。平板姿势检测部68基于陀螺仪传感器67的传感器输出来检测本装置的倾斜角、倾斜方向，将该检测到的本装置的倾斜角、倾斜方向的信息(平板姿势的信息)向相对姿势算出部66供给。
相对姿势算出部66通过使用来自平板姿势检测部68的平板姿势的信息对来自电子笔姿势检测部65的电子笔10B在三维空间中的绝对的笔姿势的信息进行修正，从而算出电子笔10B相对于平板装置60的输入面61S的相对的笔姿势。并且，相对姿势算出部66将算出的电子笔10B的相对的笔姿势的信息向关联建立部63供给。
关联建立部63与前述的关联建立部同样地将电子笔10B的指示位置的信息与电子笔10B的相对的笔姿势的信息建立关联，并对计算机80输出。
如以上这样，在该第三实施方式的输入装置中，在得到电子笔10B的笔尖的指示位置时，能够将由与此对应地利用设置于电子笔10B的后端侧的陀螺仪传感器单元70在三维空间中检测到的电子笔10B的笔姿势的信息作为与电子笔10B的指示位置对应的笔姿势的信息而输出。
[其他的实施方式或变形例]
在上述的第一实施方式及第二实施方式中，空间位置检测用单元30设为了具备发出红外线激光的发光追踪装置和追踪器的结构，但当然不限于该结构。例如，也可以设为使用了其他的非可见光传感器、可见光线传感器或它们的组合等的结构。
另外，在上述的第一实施方式及第二实施方式中，由于佩戴有HMD50，所以电子笔10的操作者无法直接观察数字转换器20。于是，也可以构成为在显示于HMD50的虚拟空间图像上描绘数字转换器20的虚拟图像，在HMD50的显示画面中，操作者识别数字转换器20的位置。
另外，在上述的第一实施方式及第二实施方式中，为了修正2个空间坐标系中的误差，将空间位置检测用单元30的坐标值变换为数字转换器20的空间坐标系的坐标值，但也可以反过来将数字转换器20的位置检测区域DT的坐标值变换为空间位置检测用单元30的坐标值。需要说明的是，这2个空间坐标系之间的变换不是必须的，而是任意的。
在上述的第一实施方式及第二实施方式中，电子笔及数字转换器使用电磁感应方式，但不限于此，当然也能够使用静电方式(包括主动静电耦合方式、被动静电耦合方式)的电子笔和数字转换器。
另外，第一实施方式～第二实施方式的数字转换器及第三实施方式的平板装置也可以是被称作所谓的智能手机的便携型便携电话终端。
需要说明的是，在第一实施方式及第二实施方式中，对利用空间位置指示系统来进行3D描绘的情况进行了说明，但描绘图像也可以是2D描绘图像、2.5D描绘图像。
标号说明
10、10A、10B…电子笔，20、20A…数字转换器，21S…输入面，22…传感器部，23…位置检测部，24…姿势检测部，30…空间位置检测用单元，40…空间描绘信息生成装置，41…输入信息处理部，4101…空间位置检测部，4102…笔姿势检测部，50…HMD。

Claims (9)

1.一种输入装置，具备：
第一检测部，根据与电子笔的信号的授受而检测所述电子笔的第一指示位置；
第二检测部，检测所述电子笔所在的三维空间中的所述电子笔的第二指示位置；及
控制部，基于所述第一指示位置和所述第二指示位置来生成所述电子笔的位置信息。
2.根据权利要求1所述的输入装置，其特征在于，
在由所述第二检测部检测的所述第二指示位置中包括所述电子笔所在的三维空间中的所述电子笔的第一姿势，
所述输入装置具备根据所述第一姿势来算出所述电子笔相对于所述第一检测部的姿势的算出单元。
3.根据权利要求1所述的输入装置，其特征在于，
在由所述第二检测部检测的所述第二指示位置中包括所述电子笔所在的三维空间中的所述电子笔的第一姿势，
所述第二检测部根据检测所述电子笔的角速度的传感器的输出来检测所述电子笔的所述第一姿势。
4.根据权利要求1所述的输入装置，其特征在于，
在由所述第二检测部检测的所述第二指示位置中包括所述电子笔所在的三维空间中的所述电子笔的第一姿势，
所述控制部在所述电子笔和所述第一检测部能够进行信号的授受的状态下，基于由所述第二检测部检测到的所述第一姿势和所述第一指示位置来生成所述电子笔的位置信息。
5.根据权利要求1所述的输入装置，其特征在于，
在所述电子笔和所述第一检测部能够进行信号的授受的状态下，在所述电子笔的指示位置为所述第一检测部的输入面的区域中的周边区域的内侧的区域时，所述控制部输出所述第一指示位置，在所述电子笔的指示位置为所述周边区域时，所述控制部输出所述第二指示位置。
6.根据权利要求1所述的输入装置，其特征在于，
在由所述第一检测部检测的所述第一指示位置中包括第一姿势，在由所述第二检测部检测的所述第二指示位置中包括第二姿势，
在所述电子笔和所述第一检测部能够进行信号的授受的状态下，在所述电子笔的指示位置为所述第一检测部的输入面的区域中的周边区域的内侧的区域时，所述控制部输出所述第一指示位置的信息和所述第一姿势的信息，在所述电子笔的指示位置为所述周边区域时，所述控制部输出所述第一指示位置的信息和所述第二姿势的信息。
7.根据权利要求1所述的输入装置，其特征在于，
具备对是否取代所述第二指示位置而输出所述第一指示位置进行控制的第二控制部。
8.根据权利要求7所述的输入装置，其特征在于，
在由所述第一检测部检测的所述第一指示位置中包括第一姿势，且所述第一姿势是所述电子笔相对于所述第一检测部的相对姿势，
所述输入装置具备将所述第一姿势变换为所述电子笔所在的三维空间中的姿势的单元，
所述第二控制部输出所述变换后的所述第一姿势。
9.根据权利要求7所述的输入装置，其特征在于，
在由所述第一检测部检测的所述第一指示位置中包括所述第一姿势，在由所述第二检测部检测的所述第二指示位置中包括所述第二姿势，
在所述电子笔和所述第一检测部能够进行信号的授受的状态下，在所述电子笔的指示位置为所述第一检测部的输入面的区域的内侧的中央区域时，所述第二控制部输出所述第二指示位置和所述第一指示位置的信息，在所述电子笔的指示位置为所述第一检测部的输入面的所述中央区域的外侧的区域时，所述第二控制部输出所述第二指示位置的信息。
CN201880090305.2A 2018-03-05 2018-12-26 使用了电子笔的输入装置 Pending CN111819524A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018038512 2018-03-05
JP2018-038512 2018-03-05
PCT/JP2018/047700 WO2019171719A1 (ja) 2018-03-05 2018-12-26 電子ペンを用いた入力装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111819524A true CN111819524A (zh) 2020-10-23

Family

ID=67847059

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880090305.2A Pending CN111819524A (zh) 2018-03-05 2018-12-26 使用了电子笔的输入装置

Country Status (5)

Country Link
US (3) US11243616B2 (zh)
EP (1) EP3764201A4 (zh)
JP (2) JP7386152B2 (zh)
CN (1) CN111819524A (zh)
WO (1) WO2019171719A1 (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019074582A (ja) * 2017-10-13 2019-05-16 ソニー株式会社 情報処理装置、情報処理方法、及びプログラム
JP7300304B2 (ja) * 2019-04-22 2023-06-29 株式会社ワコム ペン状態検出回路及びペン状態検出方法
CN112148139B (zh) * 2020-09-28 2022-07-26 联想(北京)有限公司 一种姿态识别方法和计算机可读存储介质
CN117999529A (zh) * 2021-07-22 2024-05-07 苹果公司 输入设备的多模态跟踪
WO2023188659A1 (ja) * 2022-03-30 2023-10-05 株式会社ワコム 情報処理システム
US11816275B1 (en) 2022-08-02 2023-11-14 International Business Machines Corporation In-air control regions

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1445646A (zh) * 2002-02-08 2003-10-01 微软公司 笔近程外手写识别触发器
CN1801049A (zh) * 2005-01-08 2006-07-12 乐金电子(中国)研究开发中心有限公司 三维位置信息输入装置
CN101058183A (zh) * 2006-04-18 2007-10-24 发那科株式会社 机器人模拟装置
JP2008129907A (ja) * 2006-11-22 2008-06-05 Konica Minolta Holdings Inc 情報処理システム
JP2010205134A (ja) * 2009-03-05 2010-09-16 Panasonic Corp 情報表示装置
CN104598048A (zh) * 2013-10-31 2015-05-06 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 数位笔书写控制方法及系统
JP2017117373A (ja) * 2015-12-25 2017-06-29 キヤノン株式会社 操作装置とその制御方法、及びプログラム

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060129933A1 (en) * 2000-12-19 2006-06-15 Sparkpoint Software, Inc. System and method for multimedia authoring and playback
US10922870B2 (en) * 2010-06-01 2021-02-16 Vladimir Vaganov 3D digital painting
US9329703B2 (en) 2011-06-22 2016-05-03 Apple Inc. Intelligent stylus
CN105745606B (zh) * 2013-09-24 2019-07-26 惠普发展公司，有限责任合伙企业 基于图像识别触摸敏感表面的目标触摸区域
JP6487694B2 (ja) 2014-12-26 2019-03-20 株式会社ワコム 位置指示器及び信号処理装置
CN106404234A (zh) * 2015-03-12 2017-02-15 辛纳普蒂克斯公司 力传感器
JP6416687B2 (ja) * 2015-04-17 2018-10-31 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置およびタッチ検出装置
US20170242498A1 (en) * 2016-02-23 2017-08-24 Motorola Mobility Llc Passive Chopsticks Stylus System for Capacitive Touch Screens
KR20180015987A (ko) * 2016-08-04 2018-02-14 삼성전자주식회사 펜과 관련된 정보를 판단하는 터치 감지 장치 및 그 제어 방법과 펜
US11262885B1 (en) * 2017-06-27 2022-03-01 William Martin Burckel Multi-gesture context chaining
WO2019044003A1 (ja) * 2017-09-04 2019-03-07 株式会社ワコム 空間位置指示システム
WO2019181118A1 (ja) * 2018-03-23 2019-09-26 株式会社ワコム ３次元位置指示器及び３次元位置検出システム
US20200310561A1 (en) * 2019-03-29 2020-10-01 Logitech Europe S.A. Input device for use in 2d and 3d environments

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1445646A (zh) * 2002-02-08 2003-10-01 微软公司 笔近程外手写识别触发器
CN1801049A (zh) * 2005-01-08 2006-07-12 乐金电子(中国)研究开发中心有限公司 三维位置信息输入装置
CN101058183A (zh) * 2006-04-18 2007-10-24 发那科株式会社 机器人模拟装置
JP2008129907A (ja) * 2006-11-22 2008-06-05 Konica Minolta Holdings Inc 情報処理システム
JP2010205134A (ja) * 2009-03-05 2010-09-16 Panasonic Corp 情報表示装置
CN104598048A (zh) * 2013-10-31 2015-05-06 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 数位笔书写控制方法及系统
JP2017117373A (ja) * 2015-12-25 2017-06-29 キヤノン株式会社 操作装置とその制御方法、及びプログラム

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2019171719A1 (ja) 2021-03-04
US20230251726A1 (en) 2023-08-10
US11656692B2 (en) 2023-05-23
JP2024016238A (ja) 2024-02-06
JP7386152B2 (ja) 2023-11-24
US20220083156A1 (en) 2022-03-17
WO2019171719A1 (ja) 2019-09-12
EP3764201A1 (en) 2021-01-13
US20200387240A1 (en) 2020-12-10
US11243616B2 (en) 2022-02-08
EP3764201A4 (en) 2021-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111819524A (zh) 使用了电子笔的输入装置
US11630570B2 (en) Spatial position indication system
US11934592B2 (en) Three-dimensional position indicator and three-dimensional position detection system including grip part orthogonal to electronic pen casing
JP7268692B2 (ja) 情報処理装置、制御方法及びプログラム
CN111344663B (zh) 渲染装置及渲染方法
US20230205416A1 (en) Spatial position indication system
US11442274B2 (en) Electronic device and method for displaying object associated with external electronic device on basis of position and movement of external electronic device
CN108351736B (zh) 可穿戴显示器、图像显示装置和图像显示系统
US12001629B2 (en) Systems and methods for dynamic shape sketching using position indicator and processing device that displays visualization data based on position of position indicator
CN103946773A (zh) 多功能笔输入外围计算机控制器
US20130155211A1 (en) Interactive system and interactive device thereof
CN116648926A (zh) 带有具有磁场跟踪的外围设备的系统
CN118276702A (zh) 坐标计算系统及坐标计算方法
KR100948806B1 (ko) 무선 공간인식 3차원 마우스 장치 및 이의 제어 방법
JP2022064083A (ja) 入力システム
CN115968465A (zh) 计算机、方法及程序

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination