JP2503443B2 - ポインティング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、コンピュータ・システムに於ける位置入力
のために使用されるポインティング装置であってマウス
等を用いるものである。

［従来の技術］ 従来のポインティング装置に於いては、マウス等のポ
インティング・デバイスの移動量を機械的又は光学的に
検出していた。即ち、ポインティング・デバイスが移動
されると、Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれの移動量Δx,Δ
ｙが機械的又は光学的に測定され、この移動量によりポ
インティング・デバイスの位置を求めるようになってい
た。

また、制御ベースからの赤外線をマウス（ポインティ
ング・デバイス）で受光するようにして、ポインティン
グ・デバイスのスイッチの操作がなされた場合に、受光
された赤外線から得られた基準信号によって超音波を超
音波変換器から発生させ、制御ベースはポインティング
・デバイスからの超音波を２つの超音波検出装置で受信
して、これによりポインティング・デバイスの超音波変
換器と制御ベースの各超音波検出装置間の各距離を求め
て、ポインティング・デバイスの位置を求めるようにし
たものも考えられている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、機械的に位置を検出するポインティン
グ・デバイスでは、位置の検出が平面（２次元）に限ら
れていた。また、機械部分の信頼性が低く、トラブルの
原因となっていた。また、超音波を用いてポインティン
グ・デバイスの位置を求めるようにしたものも、位置の
検出が平面（２次元）に限られている。また、２つの超
音波検出装置を離間して設けるため、超音波検出装置に
対するポインティング・デバイスの向け方によっては、
いずれかの超音波検出装置で超音波の受信ができなくな
る場合があり、位置の検出が正確に行なえなかった。し
かも、制御ベースに超音波を受信するだけの超音波検出
装置を設けているのに対し、マウスには超音波を発生さ
せるための超音波変換器を設けているので、マウス側の
構成は複雑になって大型化を招いている。

この発明の課題は、ポインティング・デバイスを用い
て本体装置に３次元的な位置の指定入力をすることがで
きるようにすることである。

［課題を解決するための手段］ この発明の手段は次の通りである。

パルス信号受信手段は、ポインティング・デバイス本
体に設けられる。

パルス信号発信手段は、上記パルス信号受信手段に対
して所定周波数のパルス信号を送信可能とする本体装置
側の位置に３個設けられ、その夫々が上記パルス信号を
所定間隔で順次発生する。

測定手段は、上記パルス信号発信手段の夫々から順次
発信されたパルス信号が、上記パルス信号受信手段で受
信されるまでに要した時間を夫々に計測する。

［作用］ この発明の手段の作用は次の通りである。

ポインティング・デバイスを用いて本体装置に位置を
指定入力するポインティング・デバイス装置において、 本体装置側には、ポインティング・デバイス本体に設
けられたパルス信号受信手段に対して所定周波数のパル
ス信号を送信可能とする本体装置側の位置にパルス信号
受信手段が３個設けられ、その夫々が上記パルス信号を
所定間隔で順次発生する。そして、上記パルス信号発信
手段の夫々から順次発信されたパルス信号が、上記パル
ス信号受信手段で受信されるまでに要した時間が夫々に
測定手段によって計測され、この計測された夫々の計測
時間に基づき上記ポインティング・デバイスの位置をも
とめて位置の指定入力がされる。

したがって、本体装置に３次元的な位置の指定入力が
正確にできるようになり信頼性が高くなる。

［実施例］ （１）構成 以下図面を参照して本発明の一実施例を説明する。第
１図（ａ）は本発明によるポインティングデバイスが使
用されるコンピュータ・システムの外観を示すもので、
10はコンピュータ本体、12はCRT、14はキー・ボードで
ある。上記コンピュータ本体10及びCRT12には、音発生
部としての例えばスピーカ等の音源16,18,20が設けられ
ている。22はポインティング・デバイス本体であり、こ
れには上記音源16,18,20からの音を受音するための受音
部として、無指向性マイクロホン24が設けられている。

第１図（ｂ）は上記ポインティング・デバイス本体22
の外観を示す平面図で、このポインティング・デバイス
本体22には指を納めるための窪み26,28,30,32,34が設け
られており、握り易くされている。そして、人差指及び
中指のための窪み28,30にそれぞれ通常の機械的ポイン
ティング・デバイスと同様のスイッチ・ボタン36,38が
設けられている。また、薬指のための窪み32と小指のた
めの窪み34との間に、上記無指向性マイクロホン24が設
けられている。

第２図は本発明によるポインティング装置の回路構成
の一実施例を示すブロック図である。同図に於いて、40
は基本クロック発振器であり、42は上記発振器40から出
力される基本クロック信号S1を分周した出力信号S2を得
る分周器である。44は、上記分周器の出力クロック信号
S2からX,Y,Z方向それぞれの検出のための出力信号S3,S
4,S5を作るためのデコーダである。

46は、上記分周器42の出力信号S2がスタート入力端
に、上記発振器40の出力信号S1がクロック入力端に入力
されているカウンタである。48は、上記カウンタ46のリ
セット入力端へのリセット信号の入力を送らせるための
ワンショット・マルチバイブレータであり、上記分周器
42の出力信号S2に応じて、上記カウンタ46にリセット信
号S7を供給する。50,52,54はそれぞれ、上記カウンタ46
によって計測された時間（カウント値）をラッチするた
めのX,Y,Z方向メモリであり、それぞれ上記デコーダ44
からの信号S3,S4,S5に応じて、上記カウンタ46の出力カ
ウント値をラッチする。

16,18,20はそれぞれX,Y,Z方向用の音源であり、スピ
ーカや圧電ブザー等が用いられる。56は、上記音源16,1
8,20から発生する音のパルス幅を作るためのワンショッ
ト・マルチバイブレータであり、上記分周器42の出力信
号S2から一定時間の幅を持つパルス信号S6を出力する。
58は、上記デコーダ44からの信号S3と上記ワンショット
・マルチバイブレータ56からの信号S6のアンドをトリガ
として、一定の幅のパルス音を発生するためのＸパルス
発振器である。60及び62はそれぞれ、上記信号S4とS6及
びS5とS6のアンドをそれぞれトリガとする。上記Ｘパル
ス発信器と同様のＹ及びＺパルス発信器である。

22はポインティング・デバイス本体であり、これは上
記したように無指向性マイクロホン24及びボタン36,38
を有している。64は外部からの雑音を取除くためのフィ
ルタであり、66は上記音源16,18,20より上記マイクロホ
ン24にパルス音が到達したことを検出するための検出部
である。該検出部66の出力信号S11は、上記カウンタ46
のストップ入力端に供給されている。

（２）動作 上記のような構成のポインティング・デバイスに於い
ては、上記基本クロック発信器40は、例えば第３図
（ａ）に示すような10MHzのクロック信号S1を出力す
る。上記分周器42は、X,Y,Zそれぞれの方向の３つの検
出をする上で、それぞれ検出の開始及び終了、及びＸ方
向→Ｙ方向等の検出方向の切替えのクロックを、即ち第
３図（ｂ）に示すような出力信号S2を、上記発振器40の
基本クロックより得るために、上記信号S1を1/（2¹⁸×1
0）分周する。上記デコーダ44は、上記分周器42からの
クロック信号S2からX,Y,Z方向それぞれの検出のため
に、第３図（ｃ），（ｄ），（ｅ）にそれぞれ示すよう
な出力信号S3,S4,S5を作る。

上記カウンタ46は、上記分周器42の出力信号S2の立上
りでスタートがかけられ、上記発振器40の10MHzの出力
信号S1をカウント・パルスとしてカウントする。このカ
ウンタ46は、第３図（ｇ）に示すように上記分周器42の
出力信号S2の立下がりで立下がり、一定時間後に立上る
上記ワンショット・マルチバイブレータ48からの信号S7
によりリセットされる。

また、上記ワンショット・マルチバイブレータ56は、
上記分周器42の出力信号S2の立上りエッジにより、第３
図（ｆ）に示すような一定時間の幅を持つパルス信号S6
を出力する。よって、上記X,Y,Zパルス発振器58,60,62
はそれぞれ、第３図（ｈ），（ｉ），（ｊ）の信号S8,S
9,S10に示すように上記信号S6のパルス幅のパルス音を
順次に発生する（例えばｆ＝40KHz）。

これらのパルス音は、上記無指向性マイクロホン24で
受音される。上記マイクロホン24の出力は、上記フィル
タ64を介して、上記検出部66に供給され、上記音源16,1
8,20からのパルス音が上記マイクロホン24に到達したこ
とが検出される。この検出部66は、第３図（ｋ）に示す
ように上記パルス音の検出に応じてハイになる検出信号
S11を出力する。上記カウンタ46は、この検出信号S11の
立上がりでカウント動作をストップする。そして、上記
カウンタ46によって計測されたそれぞれの時間tX,tY,tZ
（カウント値）が、上記X,Y,Z方向メモリ50,52,54に上
記デコーダ44からの信号S3,S4,S5の立下がりエッジで、
それぞれラッチされる。

即ち、上記音源16,18,20からパルス的な音が順次に発
生されると共に、上記カウンタ46が動作し始める。上記
音が上記マイクロホン24で受音されると、上記検出部66
からの信号S11により上記カウンタのカウント動作がス
トップされる。これにより、上記ポインティング・デバ
イス本体22の位置が検出される。これは、上記音源16,1
8,20がそれぞれ、第１図（ａ）に示したように離れた点
に位置し、それぞれの音源16,18,20から上記ポインティ
ング・デバイス本体22に設けられたマイクロホン24まで
の距離1X,1Y,1Zが、計測したそれぞれの音の到達時間t
X,tY,tZに比例するからである。従って、それぞれの到
達時間tX,tY,tZからこの３つの長さ1X,1Y,1Zが求めら
れ、さらにそれらの３つの長さ1X,1Y,1Zから上記ポイン
ティング・デバイス本体22の位置が、図示しないCPUの
演算によって３次元で求められる。

このように、本発明によるポインティング装置は、音
の発生部と、受音部と、この２点間の距離の測定部を持
つことにより、ポインティング・デバイス本体22の位置
検出を音により行う。従って、３次元のポインティング
装置を提供することができ、例えばCAD等で３次元の表
示が必要とされる時に利用できる。また、機械部分を持
たないため、信頼性が高いポインティング装置を提供で
きる。

なお、上記実施例では、Ｚ方向はポインティング・デ
バイス本体22の上下動で指示しているが、回路構成を若
干変更し、例えば２つのボタン36,38を同時に押すとモ
ードが切替わって、ポインティング・デバイス本体22の
左右方向移動（通常モードではＸ方向）が、Ｚ方向にな
るようにしても良い。このようにすれば、机上からポイ
ンティング・デバイス本体22を持上げる必要がなくな
り、操作が楽になる。

［発明の効果］ 本発明によれば、ポインティング・デバイスを用いて
本体装置へＸ、Ｙ、Ｚ座標による３次元的な位置の指定
入力を行なうことができる。しかも、ポインティング・
デバイスに対してパルス信号を送信可能とする位置の本
体装置側に３個のパルス信号発信手段を設けているの
で、１つの発信装置と複数の受信装置を備える従来のも
のに比べ、ポインティング・デバイスを用いて本体装置
へ位置の指定入力を行なう場合に、複数のパルス信号発
信手段の夫々のパルス信号に応じてＸ、Ｙ、Ｚ座標の夫
々の位置検出が正確に行なえるようになり位置の指定入
力の信頼性が高くなる。さらに、ポインティング・デバ
イスにはパルス信号を受信するだけの受信手段を設けて
いるので、ポインティング・デバイスを小型化でき扱い
やすくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の一実施例に係るポインティング
装置を有するコンピュータ・システムの斜視外観図、第
１図（ｂ）はポインティング・デバイス本体の外観を示
す平面図、第２図はポインティング装置の構成を示すブ
ロック図、第３図（ａ）乃至（ｋ）はそれぞれ第２図の
各部の出力波形を示す図である。 10……コンピュータ本体、16,18,20……音源、22……ポ
インティング・デバイス本体、24……無指向性マイクロ
ホン。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポインティング・デバイスを用いて本体装
   置に位置を指定入力するポインティング装置において、 ポインティング・デバイス本体に設けられたパルス信号
   受信手段と、 このパルス信号受信手段に対して所定周波数のパルス信
   号を送信可能とする本体装置側の位置に３個設けられ、
   その夫々が上記パルス信号を所定間隔で順次発生するパ
   ルス信号発信手段と、 上記パルス信号発信手段の夫々から順次発信されたパル
   ス信号が、上記パルス信号受信手段で受信されるまでに
   要した時間を夫々に計測する測定手段とを備え、 上記測定手段によって計測された夫々の計測時間に基づ
   き上記ポインティング・デバイスの位置をもとめて位置
   の指定入力をすることを特徴とするポインティング装
   置。