JP2002250615A - 位置変換器 - Google Patents
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- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/16—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying resistance
- G01D5/165—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying resistance by relative movement of a point of contact or actuation and a resistive track
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- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/003—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring position, not involving coordinate determination
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- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/02—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using mechanical means
- G01D5/04—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using mechanical means using levers; using cams; using gearing
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- 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
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R29/00—Monitoring arrangements; Testing arrangements
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- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Position Input By Displaying (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ３次元空間における移動体の動きや位置、及
び姿勢を、精度よく検出する位置変換器を提供するもの
である。 【解決手段】 直交する３方向における位置座標を検出
する位置変換器であって、基体１０、移動体、そして、
基体に固定され基体に対し首振り運動ができ、使用時に
移動体の方向に向く、中空の細長い案内腕６を有してい
る。基体と移動体とを結合していている長さが可変の結
合索４が案内腕の中を通っている。そして、案内腕の角
度位置と結合索の延伸長を測定して基体と移動体の相対
位置が計算される。結合索と移動体のなす角度もまた測
定でき、これにより、移動体の末端部分の位置もまた基
体に対し決定できる。
び姿勢を、精度よく検出する位置変換器を提供するもの
である。 【解決手段】 直交する３方向における位置座標を検出
する位置変換器であって、基体１０、移動体、そして、
基体に固定され基体に対し首振り運動ができ、使用時に
移動体の方向に向く、中空の細長い案内腕６を有してい
る。基体と移動体とを結合していている長さが可変の結
合索４が案内腕の中を通っている。そして、案内腕の角
度位置と結合索の延伸長を測定して基体と移動体の相対
位置が計算される。結合索と移動体のなす角度もまた測
定でき、これにより、移動体の末端部分の位置もまた基
体に対し決定できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、直交する３方向の
位置座標を検出する位置変換器に関する。
位置座標を検出する位置変換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、室内等の３次元空間における
移動体の位置を検出するのに、移動体の有する磁性体の
磁気を空間的に離れた複数の磁気センサで検知して位置
を特定する方法、あるいは、ジャイロセンサや加速度セ
ンサを移動体に組み込んだものが知られている。
移動体の位置を検出するのに、移動体の有する磁性体の
磁気を空間的に離れた複数の磁気センサで検知して位置
を特定する方法、あるいは、ジャイロセンサや加速度セ
ンサを移動体に組み込んだものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のものによれば、磁気ノイズや低感度等の問
題がある。本発明は、上述した問題点を解決するために
なされたものであり、移動体の動きや位置を、精度よく
検出する位置変換器を提供するものである。また、上記
従来のものが、移動体の位置情報取得という受動的動き
であるのに対し、本発明は、さらに、移動体へ振動動作
を伝える能動的作用の機能を有する位置変換器を提供す
るものである。
ような従来のものによれば、磁気ノイズや低感度等の問
題がある。本発明は、上述した問題点を解決するために
なされたものであり、移動体の動きや位置を、精度よく
検出する位置変換器を提供するものである。また、上記
従来のものが、移動体の位置情報取得という受動的動き
であるのに対し、本発明は、さらに、移動体へ振動動作
を伝える能動的作用の機能を有する位置変換器を提供す
るものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に記載の発明は、直交する３方向の位置座標
を検出する位置変換器において、基体と、基体に対して
相対的に移動する移動体と、使用時に移動体方向に向か
う首振り動作が可能なように基体に固定されている管状
の細長い案内腕と、案内腕の中を通り、末端が移動体に
固定された、移動体に向けて延伸する可変長の結合索と
を有し、基体と移動体の相対位置を計算できる、案内腕
の角度の情報と結合索の延伸長の情報とを、出力するこ
とを特徴とする。
に請求項１に記載の発明は、直交する３方向の位置座標
を検出する位置変換器において、基体と、基体に対して
相対的に移動する移動体と、使用時に移動体方向に向か
う首振り動作が可能なように基体に固定されている管状
の細長い案内腕と、案内腕の中を通り、末端が移動体に
固定された、移動体に向けて延伸する可変長の結合索と
を有し、基体と移動体の相対位置を計算できる、案内腕
の角度の情報と結合索の延伸長の情報とを、出力するこ
とを特徴とする。
【０００５】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の位置変換器において、案内腕の角度と結合索の
延伸長とに基づき、基体と移動体の相対位置を計算し、
前記相対位置をＸ、Ｙ、Ｚ座標値として出力する、演算
処理手段をさらに備えたことを特徴とする。
に記載の位置変換器において、案内腕の角度と結合索の
延伸長とに基づき、基体と移動体の相対位置を計算し、
前記相対位置をＸ、Ｙ、Ｚ座標値として出力する、演算
処理手段をさらに備えたことを特徴とする。
【０００６】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
又は２のいずれかに記載の位置変換器において、結合索
の長さを変える、及び又は、案内腕の角度位置を変える
ことで、シミュレートされた振動動作を移動体に伝える
ことができる、作動手段をさらに備えていることを特徴
とする。
又は２のいずれかに記載の位置変換器において、結合索
の長さを変える、及び又は、案内腕の角度位置を変える
ことで、シミュレートされた振動動作を移動体に伝える
ことができる、作動手段をさらに備えていることを特徴
とする。
【０００７】また、請求項４に記載の発明は、請求項１
乃至３のいずれかに記載の位置変換器において、結合索
は柔軟であり、移動体が基体に対して相対的に移動する
とき、結合索が張力状態に保たれる事前に決定された張
力を、結合索に与えるように、基体が調整されているこ
とを特徴とする。
乃至３のいずれかに記載の位置変換器において、結合索
は柔軟であり、移動体が基体に対して相対的に移動する
とき、結合索が張力状態に保たれる事前に決定された張
力を、結合索に与えるように、基体が調整されているこ
とを特徴とする。
【０００８】また、請求項５に記載の発明は、請求項１
乃至４のいずれかに記載の位置変換器において、案内腕
はボールアンドソケット構造の球体に固定されており、
基体は２つの共面直交検出軸について球体の回転を検出
するように構成されており、案内腕は前記検出軸のなす
平面の法線方向にのびて配置されていることを特徴とす
る。
乃至４のいずれかに記載の位置変換器において、案内腕
はボールアンドソケット構造の球体に固定されており、
基体は２つの共面直交検出軸について球体の回転を検出
するように構成されており、案内腕は前記検出軸のなす
平面の法線方向にのびて配置されていることを特徴とす
る。
【０００９】また、請求項６に記載の発明は、請求項１
乃至５のいずれかに記載の位置変換器において、移動体
は結合索の移動体に対する相対的な角度を検出する角度
センサを有することを特徴とする。
乃至５のいずれかに記載の位置変換器において、移動体
は結合索の移動体に対する相対的な角度を検出する角度
センサを有することを特徴とする。
【００１０】また、請求項７に記載の発明は、コンピュ
ータが可読な媒体により、あるいはインターネットなど
のネットワーク転送により、コンピュータが備えている
コンピュータプログラムであって、コンピュータにより
実行されたときコンピュータが前記いずれかの請求項に
おける位置変換器の出力信号を解釈して、移動体の動
き、及び又は、位置の、視覚的な表示を提供することを
特徴とする。
ータが可読な媒体により、あるいはインターネットなど
のネットワーク転送により、コンピュータが備えている
コンピュータプログラムであって、コンピュータにより
実行されたときコンピュータが前記いずれかの請求項に
おける位置変換器の出力信号を解釈して、移動体の動
き、及び又は、位置の、視覚的な表示を提供することを
特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態に係る
について図面を参照して説明する。図１において、変換
器は、基体２と可変長の結合索４の末端に固定された移
動体（図示せず）を有している。結合索４は、管状の細
長い案内腕６と球体８を通過し、円筒１０に巻かれてい
る。円筒１０は、矢印Ａの方向に回転するように、ばね
により付勢されている。従って、結合索４が案内腕６を
通って引き出されるとき、結合索４は、円筒１０から巻
きほどかれる。巻きほどきの動作は、ばねの付勢力によ
り抑制され、従って、結合索４にかかる張力が減少する
と、結合索４は、バネの付勢力により円筒に巻き戻され
る。球体８は、案内腕６を連結して、軸受け（図示せ
ず）に搭載されている。このことは、基体２に対して結
合索４の角度位置が変化した場合、案内腕６が結合索４
の延伸方向に向くことを意味する。
について図面を参照して説明する。図１において、変換
器は、基体２と可変長の結合索４の末端に固定された移
動体（図示せず）を有している。結合索４は、管状の細
長い案内腕６と球体８を通過し、円筒１０に巻かれてい
る。円筒１０は、矢印Ａの方向に回転するように、ばね
により付勢されている。従って、結合索４が案内腕６を
通って引き出されるとき、結合索４は、円筒１０から巻
きほどかれる。巻きほどきの動作は、ばねの付勢力によ
り抑制され、従って、結合索４にかかる張力が減少する
と、結合索４は、バネの付勢力により円筒に巻き戻され
る。球体８は、案内腕６を連結して、軸受け（図示せ
ず）に搭載されている。このことは、基体２に対して結
合索４の角度位置が変化した場合、案内腕６が結合索４
の延伸方向に向くことを意味する。
【００１２】図２において、球体８の角度位置（従って
案内腕６の延長方向）は、ＸとＹの２軸について検出さ
れる。検出は、光学的方法で行うことができる（光源と
光センサをすき間円盤１２−２、１２−４のそれぞれの
両側に置くことにより）、または、他の方法、例えば、
回転ポテショメータで行うことができる。近時、使われ
ている、コンピュータのマウスのボールの動きの検出
や、コンピュータのジョイスティックの動きの検出に使
われている技術を、球体８の角度位置検出の測定問題に
適用してもよい。円筒１０の回転角度位置は、例えば、
すき間円盤１２−６を円筒１０の軸の一端に取付て、同
様に行うことができる。このようにして、結合索４の延
伸された長さ、あるいは長さの変化が、モニタあるいは
測定される。従って、円筒１０の軸の回転の測定によ
り、結合索４の末端にある移動体の、案内腕の中心を通
る軸（図中のＺ軸）上の位置が決定される。さらに、案
内腕６の延長方向及び結合索４の角度位置が、センサ１
２−３、１２−５により決定される。従って、移動体の
基体２に対する相対位置が、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸に沿って一意
に決定される。従って、例えば、基体２を床あるいは机
の上に置き、移動体を操作者の手（例えば、移動体を手
袋の形にして操作者の手にはめる）に取付け、センサ１
２−３、１２−５、そして１２−７の位置をモニタする
ことにより操作者の手の動きを追跡できる。これは、例
えばコンピュタゲームの入力デバイスとして応用でき
る。また、これは、線の端にあるもの（例えば鎖で繋い
だ動物やペット）の位置をモニタする必要のある、種々
の状況で広範囲に応用できる。
案内腕６の延長方向）は、ＸとＹの２軸について検出さ
れる。検出は、光学的方法で行うことができる（光源と
光センサをすき間円盤１２−２、１２−４のそれぞれの
両側に置くことにより）、または、他の方法、例えば、
回転ポテショメータで行うことができる。近時、使われ
ている、コンピュータのマウスのボールの動きの検出
や、コンピュータのジョイスティックの動きの検出に使
われている技術を、球体８の角度位置検出の測定問題に
適用してもよい。円筒１０の回転角度位置は、例えば、
すき間円盤１２−６を円筒１０の軸の一端に取付て、同
様に行うことができる。このようにして、結合索４の延
伸された長さ、あるいは長さの変化が、モニタあるいは
測定される。従って、円筒１０の軸の回転の測定によ
り、結合索４の末端にある移動体の、案内腕の中心を通
る軸（図中のＺ軸）上の位置が決定される。さらに、案
内腕６の延長方向及び結合索４の角度位置が、センサ１
２−３、１２−５により決定される。従って、移動体の
基体２に対する相対位置が、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸に沿って一意
に決定される。従って、例えば、基体２を床あるいは机
の上に置き、移動体を操作者の手（例えば、移動体を手
袋の形にして操作者の手にはめる）に取付け、センサ１
２−３、１２−５、そして１２−７の位置をモニタする
ことにより操作者の手の動きを追跡できる。これは、例
えばコンピュタゲームの入力デバイスとして応用でき
る。また、これは、線の端にあるもの（例えば鎖で繋い
だ動物やペット）の位置をモニタする必要のある、種々
の状況で広範囲に応用できる。
【００１３】図３において、基体２が移動体に動きを伝
えること、例えば、いわゆる、フォースフィードバック
感を提供することができるようにすることも望ましい。
これは、例えば、駆動装置１５により円筒軸１４に加え
られた駆動運動に従い、移動体が引かれたり、ゆるめら
れたりするように円筒１０を駆動することにより、実現
できる。
えること、例えば、いわゆる、フォースフィードバック
感を提供することができるようにすることも望ましい。
これは、例えば、駆動装置１５により円筒軸１４に加え
られた駆動運動に従い、移動体が引かれたり、ゆるめら
れたりするように円筒１０を駆動することにより、実現
できる。
【００１４】追加あるいは代替として、球体８は、図４
に示される１軸あるいは両軸で駆動される。この実施形
態において、球体８の位置検出は、弾力性のあるスリー
ブ１８を介して球体８との摩擦接触により回転する回転
ロッド１６によりなされる。回転ロッド１６の一端にあ
る作動装置２０は回転ロッド１６を回転し、これによ
り、動きを球体８に伝える。また、この動きは、位置セ
ンサ１２−３または１２−５により直接読まれ、従っ
て、移動体が動かされたことによる動きに対立して、作
動装置２０によりなされた動きを評価するため、装置が
位置センサ１２の出力を解釈することを可能とする。
に示される１軸あるいは両軸で駆動される。この実施形
態において、球体８の位置検出は、弾力性のあるスリー
ブ１８を介して球体８との摩擦接触により回転する回転
ロッド１６によりなされる。回転ロッド１６の一端にあ
る作動装置２０は回転ロッド１６を回転し、これによ
り、動きを球体８に伝える。また、この動きは、位置セ
ンサ１２−３または１２−５により直接読まれ、従っ
て、移動体が動かされたことによる動きに対立して、作
動装置２０によりなされた動きを評価するため、装置が
位置センサ１２の出力を解釈することを可能とする。
【００１５】ボールアンドソケット方式を、より一般的
なジョイスティック方式と換えてもよい。同様に、図４
に関して開示したフォースフィードバックを、既知のも
のから持ってきてもよい。
なジョイスティック方式と換えてもよい。同様に、図４
に関して開示したフォースフィードバックを、既知のも
のから持ってきてもよい。
【００１６】図５において、移動体２０は、結合索４の
末端に取り付けられている。移動体２０の下部端には、
結合索４の疲労を減らすため、プラスチックあるいは他
の低摩擦の物質による鞘２２を、結合索４のまわりに設
けるのが好ましい。また、結合索４と移動体２０の基部
２６との角度が急角度にならないように、また、案内腕
６と基体２との関係と同様に、ジョイスティック２８
が、結合索４と移動体２０との角度をモニタあるいは計
測できるように、結合索４は、漏斗状のケーブルガイド
２４を通すのが好ましい。
末端に取り付けられている。移動体２０の下部端には、
結合索４の疲労を減らすため、プラスチックあるいは他
の低摩擦の物質による鞘２２を、結合索４のまわりに設
けるのが好ましい。また、結合索４と移動体２０の基部
２６との角度が急角度にならないように、また、案内腕
６と基体２との関係と同様に、ジョイスティック２８
が、結合索４と移動体２０との角度をモニタあるいは計
測できるように、結合索４は、漏斗状のケーブルガイド
２４を通すのが好ましい。
【００１７】従って、ジョイスティック２８は、結合索
４と移動体２０の間の角度を計測するため使われる。こ
の情報は、結合索４（この目的のために導電体で作られ
ている）を伝って伝達される。移動体２０の角度の動き
（例えば、回転運動）が、結合策４と基体２の間の動き
には対応しないで、モニタあるいは測定される。従っ
て、例えば、ゲームにおける変換器という状況では、移
動体は、例えば、刀剣の形をしたものである。結合索
は、刀剣の柄の部分に入り、ジョイスティックは、刀剣
の縦方向の軸周りの回転と縦方向の軸に沿っての回転の
両方を検出するのに使われる。これで、例えば、刀剣に
含まれる点の位置が、基体２に対して相対的に決定され
ることになる。同様の技術が、例えばテニスにおけるラ
ケットスポーツへの応用に適用される。また、これまで
の図で示されたフォースフィードバックの仕組みを、ボ
ールとの接触をシミュレートするために使うことができ
る。
４と移動体２０の間の角度を計測するため使われる。こ
の情報は、結合索４（この目的のために導電体で作られ
ている）を伝って伝達される。移動体２０の角度の動き
（例えば、回転運動）が、結合策４と基体２の間の動き
には対応しないで、モニタあるいは測定される。従っ
て、例えば、ゲームにおける変換器という状況では、移
動体は、例えば、刀剣の形をしたものである。結合索
は、刀剣の柄の部分に入り、ジョイスティックは、刀剣
の縦方向の軸周りの回転と縦方向の軸に沿っての回転の
両方を検出するのに使われる。これで、例えば、刀剣に
含まれる点の位置が、基体２に対して相対的に決定され
ることになる。同様の技術が、例えばテニスにおけるラ
ケットスポーツへの応用に適用される。また、これまで
の図で示されたフォースフィードバックの仕組みを、ボ
ールとの接触をシミュレートするために使うことができ
る。
【００１８】このようにして、フォースフィードバック
感は、例えば、ある物体の重さ（結合索４により下方へ
引っぱる）、あるいは、凧のシミュレーションの例では
風の引っぱり感、をシミュレートするのに使うことがで
きる。さらに、移動体は、他の平面における動きをシミ
ュレートするために、モータの偏心した軸にかかる駆動
過重、あるいは、同様のフォースフィードバック機構、
のような変換器を有してもよい。例えば、ボクシングの
シミュレーションでは、ボクシングのグローブ（これが
移動体となる）の中で、対象物へのグローブの衝撃をシ
ミュレートするために、変換器が使われてもよく、ま
た、対象物から伝わる振動をシミュレートするため、い
わゆる振動変換器（ランブルトランスデューサ）が使わ
れてもよい。移動体は、従来のジョイスティックと同様
にボタンあるいは同様のものを含んでもよい。これらの
ボタンに対する信号は、前述のように結合索４に付帯し
た導体を通じて伝えられる。あるいは、無線通信（例え
ばＲＦや赤外線）や、結合索とは分離され、好ましくは
自由に垂れ下がり、移動体と基体との間で束縛されない
緩やかな経路を形成する分離された別の電線で伝えるこ
ともできる。この電線は、移動体にあるフォースフィー
ドバック変換器を制御し、エネルギーを供給するのに使
うことができる。
感は、例えば、ある物体の重さ（結合索４により下方へ
引っぱる）、あるいは、凧のシミュレーションの例では
風の引っぱり感、をシミュレートするのに使うことがで
きる。さらに、移動体は、他の平面における動きをシミ
ュレートするために、モータの偏心した軸にかかる駆動
過重、あるいは、同様のフォースフィードバック機構、
のような変換器を有してもよい。例えば、ボクシングの
シミュレーションでは、ボクシングのグローブ（これが
移動体となる）の中で、対象物へのグローブの衝撃をシ
ミュレートするために、変換器が使われてもよく、ま
た、対象物から伝わる振動をシミュレートするため、い
わゆる振動変換器（ランブルトランスデューサ）が使わ
れてもよい。移動体は、従来のジョイスティックと同様
にボタンあるいは同様のものを含んでもよい。これらの
ボタンに対する信号は、前述のように結合索４に付帯し
た導体を通じて伝えられる。あるいは、無線通信（例え
ばＲＦや赤外線）や、結合索とは分離され、好ましくは
自由に垂れ下がり、移動体と基体との間で束縛されない
緩やかな経路を形成する分離された別の電線で伝えるこ
ともできる。この電線は、移動体にあるフォースフィー
ドバック変換器を制御し、エネルギーを供給するのに使
うことができる。
【００１９】好ましい実施形態では、基体は、図６に示
す歯車部を含む。これは、円筒１０とすきま円盤１２−
６との間で減速歯車を形成する。これは、例えば、円筒
１０により回転されるウォーム３０と、ウォームホイー
ル３２とで形成できる。ウォームホイールの軸３８は、
すきま円盤１２−６と機械的に結合されている。この歯
車構成により、すきま円盤１２−６の回転速度を、光学
センサ系が使えるように減速することができる、また、
回転ポテンショメータが、結合索４の引き出された長さ
を測るのに使えるように、すきま円盤１２−６の回転運
動を減少させることができる。さらに、移動体の急激な
動きに追随して基体にある部品に過度の加速度がかかる
のを防ぐために、クラッチ（図示せず）をこの機構に設
けることができる。これは、基体の機械部品を、破壊か
ら保護するのに使うことができる。なお、本発明は上記
実施の形態の構成に限られず種々の変形が可能である。
す歯車部を含む。これは、円筒１０とすきま円盤１２−
６との間で減速歯車を形成する。これは、例えば、円筒
１０により回転されるウォーム３０と、ウォームホイー
ル３２とで形成できる。ウォームホイールの軸３８は、
すきま円盤１２−６と機械的に結合されている。この歯
車構成により、すきま円盤１２−６の回転速度を、光学
センサ系が使えるように減速することができる、また、
回転ポテンショメータが、結合索４の引き出された長さ
を測るのに使えるように、すきま円盤１２−６の回転運
動を減少させることができる。さらに、移動体の急激な
動きに追随して基体にある部品に過度の加速度がかかる
のを防ぐために、クラッチ（図示せず）をこの機構に設
けることができる。これは、基体の機械部品を、破壊か
ら保護するのに使うことができる。なお、本発明は上記
実施の形態の構成に限られず種々の変形が可能である。
【００２０】
【発明の効果】以上のように請求項１に記載の発明によ
れば、特定の点である基体からの直線距離を前記結合索
が繰り出された延伸長で検出し、また、その特定点から
から見た移動体の方位を前記案内腕の角度で検出するこ
とで、３次元空間の移動体の位置を特定できる。
れば、特定の点である基体からの直線距離を前記結合索
が繰り出された延伸長で検出し、また、その特定点から
から見た移動体の方位を前記案内腕の角度で検出するこ
とで、３次元空間の移動体の位置を特定できる。
【００２１】また、請求項２に記載の発明によれば、演
算装置により、移動体の位置距離と方位角から、Ｘ、
Ｙ、Ｚ座標値として移動体の位置を決定することができ
る。
算装置により、移動体の位置距離と方位角から、Ｘ、
Ｙ、Ｚ座標値として移動体の位置を決定することができ
る。
【００２２】また、請求項３に記載の発明によれば、位
置検出の機能に加え、さらに、結合索を使って物理的な
働きかけを行い、移動体へ振動動作を与えることができ
る。
置検出の機能に加え、さらに、結合索を使って物理的な
働きかけを行い、移動体へ振動動作を与えることができ
る。
【００２３】また、請求項４に記載の発明によれば、結
合索を常に緊張状態、つまり張力状態に確実に保つ機能
を有するため、基体と移動体の直線距離、及び結合索の
方位角、従って移動体の位置方位を確実に得ることがで
きる。
合索を常に緊張状態、つまり張力状態に確実に保つ機能
を有するため、基体と移動体の直線距離、及び結合索の
方位角、従って移動体の位置方位を確実に得ることがで
きる。
【００２４】また、請求項５に記載の発明によれば、案
内腕が球関節の動きが可能であり、かつ、球体の回転検
出から案内腕の方位角を決定できる。また、請求項６に
記載の発明によれば、移動体と結合索のなす角度の測定
できるため、３次元空間における移動体の位置情報に加
え、さらに移動体の姿勢情報を得ることができる。
内腕が球関節の動きが可能であり、かつ、球体の回転検
出から案内腕の方位角を決定できる。また、請求項６に
記載の発明によれば、移動体と結合索のなす角度の測定
できるため、３次元空間における移動体の位置情報に加
え、さらに移動体の姿勢情報を得ることができる。
【００２５】また、請求項７に記載の発明によれば、移
動体の動きや位置の視覚的な表示が行えるコンピュータ
プログラムを備えることにより、移動体の位置や姿勢を
コンピュータなどの画面上に表示でき、移動体の操作者
が、自己の操作の観察や、コンピュータ内の架空の空間
における物体とのインタラクティブな操作が可能とな
る。
動体の動きや位置の視覚的な表示が行えるコンピュータ
プログラムを備えることにより、移動体の位置や姿勢を
コンピュータなどの画面上に表示でき、移動体の操作者
が、自己の操作の観察や、コンピュータ内の架空の空間
における物体とのインタラクティブな操作が可能とな
る。
【図１】 本発明に係る変換器の側面図である。
【図２】 本発明に係る基体の斜視図である。
【図３】 フォースフィードバックを伴う本発明の変換
器の他の実施形態の部分斜視図である。
器の他の実施形態の部分斜視図である。
【図４】 フォースフィードバックを伴う本発明の更に
他の実施形態の部分側面図である。
他の実施形態の部分側面図である。
【図５】 本発明に係る移動体の概要を示す側面図であ
る。
る。
【図６】 本発明に係る歯車部の概要を示す斜視図であ
る。
る。
２ 基体 ４ 結合策 ６ 案内腕 ８ 球体 １０ 円筒 ２０ 移動体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 501459387 Ｔｈｅ Ｗｈｉｔｅ Ｈｏｕｓｅ Ｔｒｏ ｕｔ Ｒｉｓｅ Ｌｏｕｄｗａｔｅｒ Ｈ ｅｒｔｓ ＷＤ３ ４ＪＲ ＵＫ (72)発明者 エリオット マイアーズ イギリス国 ハーツ ダブリュ ディー ３ ４ ジェイ アール ラウドウォータ ー トラウト ライズ ザ ホワイト ハ ウス Ｆターム(参考） 2C001 CA00 CA09 2F069 AA04 AA74 BB04 BB40 GG06 GG07 GG21 GG43 GG58 HH15 JJ15 JJ17 2F077 AA49 CC02 CC09 DD15 EE02 VV02 5B068 AA21 BD12 EE01 5B087 AA02 AB12 BC02 BC12 BC32 DD03
Claims (7)
- 【請求項１】 直交する３方向の位置座標を検出するた
めの位置変換器において、 基体と、 前記基体に対して相対的に移動する移動体と、 使用時に前記移動体方向に向かう首振り動作が可能なよ
うに前記基体に固定されている管状の細長い案内腕と、 前記案内腕の中を通り、末端が前記移動体に固定され
た、前記移動体に向けて延伸する可変長の結合索とを有
し、 前記基体と前記移動体の相対位置を計算できる、前記案
内腕の角度の情報と前記結合索の延伸長の情報とを、出
力することを特徴とする位置変換器。 - 【請求項２】 請求項１に記載の位置変換器において、
前記案内腕の角度と前記結合索の延伸長とに基づき、前
記基体と前記移動体の相対位置を計算し、前記相対位置
をＸ、Ｙ、Ｚ座標値として出力する、演算処理手段をさ
らに備えたことを特徴とする位置変換器。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載の位置変換器にお
いて、前記結合索の長さを変える、及び又は、前記案内
腕の角度位置を変えることで、シミュレートされた振動
動作を前記移動体に伝えることができる、作動手段をさ
らに備えていることを特徴とする位置変換器。 - 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかに記載の位置
変換器において、前記結合索は柔軟であり、前記移動体
が前記基体に対して相対的に移動するとき、前記結合索
が張力状態に保たれる事前に決定された張力を、前記結
合索に与えるように、前記基体が調整されていることを
特徴とする位置変換器。 - 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかに記載の位置
変換器において、前記案内腕はボールアンドソケット構
造の球体に固定されており、前記基体は２つの共面直交
検出軸について前記球体の回転を検出するように構成さ
れており、前記案内腕は前記検出軸のなす平面の法線方
向にのびて配置されていることを特徴とする位置変換
器。 - 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれかに記載の位置
変換器において、前記移動体は前記結合索の前記移動体
に対する相対的な角度を検出する角度センサを有するこ
とを特徴とする位置変換器。 - 【請求項７】 コンピュータが可読な媒体により、ある
いはインターネットなどのネットワーク転送により、コ
ンピュータが備えているコンピュータプログラムであっ
て、コンピュータにより実行されたときコンピュータが
前記いずれかの請求項における位置変換器の出力信号を
解釈して、前記移動体の動き、及び又は、位置の、視覚
的な表示を提供することを特徴とするコンピュータプロ
グラム。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| GB28942.1 | 2000-11-28 | ||
| GB0028942A GB2373039B (en) | 2000-11-28 | 2000-11-28 | Position transducer |
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|---|---|
| JP2002250615A true JP2002250615A (ja) | 2002-09-06 |
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ID=9903993
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001361924A Pending JP2002250615A (ja) | 2000-11-28 | 2001-11-28 | 位置変換器 |
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|---|---|
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| EP (1) | EP1219918A3 (ja) |
| JP (1) | JP2002250615A (ja) |
| GB (1) | GB2373039B (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2023035782A (ja) * | 2021-08-31 | 2023-03-13 | 鴻富錦精密電子（煙台）有限公司 | コントローラ構造 |
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| WO2002086474A1 (en) * | 2001-04-20 | 2002-10-31 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Probe for non-destructive testing |
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| TW584726B (en) * | 2003-01-17 | 2004-04-21 | Taipei Veterans General Hospit | Tail suspension test device |
| CN100372503C (zh) * | 2005-11-02 | 2008-03-05 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于气动人工肌肉的力反馈数据手套 |
| JP2007143684A (ja) * | 2005-11-25 | 2007-06-14 | Konami Digital Entertainment:Kk | ゲーム装置、ゲーム用画像処理方法及びプログラム |
| DE102011056219A1 (de) | 2011-12-09 | 2013-06-13 | Tyromotion Gmbh | Positionssensor, Sensoranordnung und Rehabilitationsgerät |
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| DE3833203C1 (en) * | 1988-09-30 | 1990-02-22 | Bernhard 8400 Regensburg De Blasch | Device for the numeric acquisition of coordinates for CAD systems |
| GB2234910A (en) * | 1989-08-16 | 1991-02-20 | Garland Lew | Golf game |
| DE4024524A1 (de) * | 1990-08-02 | 1992-02-06 | Iveco Magirus | Einhand-bedienhebelelement mit totmannschaltung zur steuerung eines rettungskorbes, insbesondere eines rettungseinsatzfahrzeuges |
| US6131067A (en) * | 1995-10-09 | 2000-10-10 | Snaptrack, Inc. | Client-server based remote locator device |
| JP3893154B2 (ja) * | 1996-09-06 | 2007-03-14 | スナップ―オン イクイップメント ヨーロッパ リミテッド | 車輪バランサ |
| JP3882287B2 (ja) | 1997-03-07 | 2007-02-14 | 株式会社セガ | 魚釣り遊戯装置 |
| FR2764372B1 (fr) * | 1997-06-04 | 1999-09-24 | Moving Magnet Tech | Capteur magnetique de position |
| DE19809690A1 (de) * | 1998-03-06 | 1999-09-09 | Zeiss Carl Fa | Koordinatenmeßgerät mit Benutzerführung |
| DE19913912B4 (de) * | 1999-03-26 | 2006-04-06 | Wissner, Rolf, Dipl.-Ing. | Meß- und/oder Positioniervorrichtung |
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-
2000
- 2000-11-28 GB GB0028942A patent/GB2373039B/en not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-11-14 EP EP01309592A patent/EP1219918A3/en not_active Withdrawn
- 2001-11-20 US US09/989,608 patent/US6697760B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-11-28 JP JP2001361924A patent/JP2002250615A/ja active Pending
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|---|---|---|---|---|
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| US20020064289A1 (en) | 2002-05-30 |
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| GB2373039A (en) | 2002-09-11 |
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041119 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060810 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070124 |