JP2953285B2 - ポインティング装置 - Google Patents
ポインティング装置Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、大画面への直接指示
操作におけるポインティング装置に関するものである。
操作におけるポインティング装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の大画面上の直接型ポインティング
手段としては、特開平4−280293などに説明され
ているものがある。これは図1に示されるように、超音
波発信器と基準信号発信器を内部に持ち、スイッチボタ
ン104が押されると超音波出射面102から超音波を
放射し、アンテナ103から基準信号を放射する指示棒
101で画面105を指し示すと、画面上に取り付けら
れた2つの超音波センサ106Aおよび106Bで超音
波が受信され、受信アンテナで基準信号が受信される。
受信された基準信号と超音波に基づき、超音波センサ間
の距離に当たる画面の横幅aを用いて、指示棒101か
ら各超音波センサまでの距離b,cを算出し、さらにラ
スター操作の起点(画面左上の点)から指示棒までの距
離h,vを求め、指示点の座標(h,v)にマーカを発
生させるものである。
手段としては、特開平4−280293などに説明され
ているものがある。これは図1に示されるように、超音
波発信器と基準信号発信器を内部に持ち、スイッチボタ
ン104が押されると超音波出射面102から超音波を
放射し、アンテナ103から基準信号を放射する指示棒
101で画面105を指し示すと、画面上に取り付けら
れた2つの超音波センサ106Aおよび106Bで超音
波が受信され、受信アンテナで基準信号が受信される。
受信された基準信号と超音波に基づき、超音波センサ間
の距離に当たる画面の横幅aを用いて、指示棒101か
ら各超音波センサまでの距離b,cを算出し、さらにラ
スター操作の起点(画面左上の点)から指示棒までの距
離h,vを求め、指示点の座標(h,v)にマーカを発
生させるものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】大画面を直接指示しな
がら、指示点に応じた簡単な画面操作を行うためには、
画面上の指示点を計算機に認識させることが必要で、か
つある程度離れた場所から画面に注目している他の人達
の視界を遮らない指示方法が望まれる。指示操作を行い
ながら、画面上の指示点を計算機に認識させる手段とし
ては信号発生器付きの指示棒を用い、その位置を画面上
に取り付けたセンサで認識する手段があるが、指示操作
者の位置が画面近傍に限定され、画面注目者の視界を遮
りやすいという問題が起こる。
がら、指示点に応じた簡単な画面操作を行うためには、
画面上の指示点を計算機に認識させることが必要で、か
つある程度離れた場所から画面に注目している他の人達
の視界を遮らない指示方法が望まれる。指示操作を行い
ながら、画面上の指示点を計算機に認識させる手段とし
ては信号発生器付きの指示棒を用い、その位置を画面上
に取り付けたセンサで認識する手段があるが、指示操作
者の位置が画面近傍に限定され、画面注目者の視界を遮
りやすいという問題が起こる。
【0004】画面注目者の視界を遮らず、簡単かつ制約
なくポインティングする手段としては、プレゼンテーシ
ョンシステム等で用いられているレーザポインタがある
が、画面から離れた位置から指示することで手ぶれ等に
よる指示点の揺らぎが発生し正確な指示は困難である
し、画面状の指示点を計算機に認識させる手段は備えて
いない。
なくポインティングする手段としては、プレゼンテーシ
ョンシステム等で用いられているレーザポインタがある
が、画面から離れた位置から指示することで手ぶれ等に
よる指示点の揺らぎが発生し正確な指示は困難である
し、画面状の指示点を計算機に認識させる手段は備えて
いない。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明のポインティング
装置は、レーザ出力装置と3次元位置測定装置で構成さ
れ、基準点からの3次元位置座標と方向を時間的に連続
に検出するポインティング検出部と、3次元位置、方向
データの変移の大きさからポインティング対象位置が固
定しているか移動したかを判別し、移動したとみなせる
場合に3次元位置、方向データから画面上の指示点座標
を計算するポインティング位置決定部と、該画面上の指
示点座標を受け取り、指示点におけるカーソル表示や、
指示点座標とポインティング入力部のボタン操作に応じ
た画面操作を行うディスプレイ表示制御部を有すること
を特徴とする。
装置は、レーザ出力装置と3次元位置測定装置で構成さ
れ、基準点からの3次元位置座標と方向を時間的に連続
に検出するポインティング検出部と、3次元位置、方向
データの変移の大きさからポインティング対象位置が固
定しているか移動したかを判別し、移動したとみなせる
場合に3次元位置、方向データから画面上の指示点座標
を計算するポインティング位置決定部と、該画面上の指
示点座標を受け取り、指示点におけるカーソル表示や、
指示点座標とポインティング入力部のボタン操作に応じ
た画面操作を行うディスプレイ表示制御部を有すること
を特徴とする。
【0006】
【作用】本発明では、ポインティング入力部の3次元位
置検出は指示操作者の側に固定した3次元位置検出セン
サで行い、ポインティング方向を表す直線と画面平面式
の交点を計算してポインティング点とする。このとき3
次元位置座標系での画面平面を表す式は操作前に求めて
記憶しておく。3次元位置検出センサの固定位置の調整
により、画面注目者の視界を遮らない離れた位置からの
ポインティングが可能となる。3次元位置座標、方向を
時間的に連続に測定し、それらの変分が一定の基準内で
あれば指示対象点の移動でなく手の揺らぎと判断し、ポ
インティング対象点は固定されているとみなす。これに
より揺らぎ分が除かれた、安定したポインティングが可
能となる。
置検出は指示操作者の側に固定した3次元位置検出セン
サで行い、ポインティング方向を表す直線と画面平面式
の交点を計算してポインティング点とする。このとき3
次元位置座標系での画面平面を表す式は操作前に求めて
記憶しておく。3次元位置検出センサの固定位置の調整
により、画面注目者の視界を遮らない離れた位置からの
ポインティングが可能となる。3次元位置座標、方向を
時間的に連続に測定し、それらの変分が一定の基準内で
あれば指示対象点の移動でなく手の揺らぎと判断し、ポ
インティング対象点は固定されているとみなす。これに
より揺らぎ分が除かれた、安定したポインティングが可
能となる。
【0007】
【実施例】図2は本発明の実施例におけるポインティン
グ装置の構成図、図3はポインティング装置の概観図、
図4はポインティング入力部の側面図、下面図および上
面図、図5はポインティング位置決定部での指示点決定
処理の流れを示すフローチャート、図6はポインティン
グ位置決定部での指示点の決定方法を表す図である。以
下図面を用いて実施例の詳細な説明をする。
グ装置の構成図、図3はポインティング装置の概観図、
図4はポインティング入力部の側面図、下面図および上
面図、図5はポインティング位置決定部での指示点決定
処理の流れを示すフローチャート、図6はポインティン
グ位置決定部での指示点の決定方法を表す図である。以
下図面を用いて実施例の詳細な説明をする。
【0008】図2において本ポインティング装置の構成
を説明する。レーザ出力装置201と3次元位置測定装
置202からなるポインティング検出部203は、基準
点からの3次元位置座標と方向を時間的に連続に測定す
る。ポインティング位置決定部204は、ポインティン
グ検出部203から受け取った3次元位置座標、方向デ
ータと前回のデータとの変移の大きさを予め設定した基
準値と比較して、基準値を超えた場合は指示対象位置が
移動したとみなして画面上の指示点座標を計算する。デ
ィスプレイ表示制御部205ではポインティング位置決
定部204から指示点座標を受け取り、画面上の指示点
にカーソルを表示する。また、指示点座標からポインテ
ィング対象画像を求め、ポインティング入力部のボタン
操作に応じた画面操作を行う。
を説明する。レーザ出力装置201と3次元位置測定装
置202からなるポインティング検出部203は、基準
点からの3次元位置座標と方向を時間的に連続に測定す
る。ポインティング位置決定部204は、ポインティン
グ検出部203から受け取った3次元位置座標、方向デ
ータと前回のデータとの変移の大きさを予め設定した基
準値と比較して、基準値を超えた場合は指示対象位置が
移動したとみなして画面上の指示点座標を計算する。デ
ィスプレイ表示制御部205ではポインティング位置決
定部204から指示点座標を受け取り、画面上の指示点
にカーソルを表示する。また、指示点座標からポインテ
ィング対象画像を求め、ポインティング入力部のボタン
操作に応じた画面操作を行う。
【0009】図3のポインティング入力部301、3次
元位置測定装置信号発生部302、3次元位置測定装置
コントロール部303が図2に示したポインティング検
出部203の部分に相当する。ポインティング入力部3
01には図4に示されるようにレーザ出力部403と3
次元位置測定装置信号受信部402が備わっている。3
次元位置測定装置としては、例えばロジテック社の3D
マウスを用いればよい。図3のポインティング装置計算
処理部304で、図2に示したポインティング位置決定
部204、ディスプレイ表示制御部205の処理を行
う。
元位置測定装置信号発生部302、3次元位置測定装置
コントロール部303が図2に示したポインティング検
出部203の部分に相当する。ポインティング入力部3
01には図4に示されるようにレーザ出力部403と3
次元位置測定装置信号受信部402が備わっている。3
次元位置測定装置としては、例えばロジテック社の3D
マウスを用いればよい。図3のポインティング装置計算
処理部304で、図2に示したポインティング位置決定
部204、ディスプレイ表示制御部205の処理を行
う。
【0010】操作者の任意の近傍に3次元位置測定装置
信号発生部302を固定した状態で、操作者はポインテ
ィング入力部301を保持して操作する。3次元位置測
定装置信号発生部302からの信号はポインティング入
力部301の3次元位置測定装置信号受信部402で受
信され、ポインティング入力部301の位置、方向が3
次元位置測定装置信号発生部302を基準点として連続
的に測定される。
信号発生部302を固定した状態で、操作者はポインテ
ィング入力部301を保持して操作する。3次元位置測
定装置信号発生部302からの信号はポインティング入
力部301の3次元位置測定装置信号受信部402で受
信され、ポインティング入力部301の位置、方向が3
次元位置測定装置信号発生部302を基準点として連続
的に測定される。
【0011】画面上の指示点を求めるには、センサの基
準点と画面との位置関係、つまりセンサ座標系における
画面平面式がわかればよい。よって、指示操作の前にセ
ンサ座標系における画面平面式を以下の方法で求め記憶
する。
準点と画面との位置関係、つまりセンサ座標系における
画面平面式がわかればよい。よって、指示操作の前にセ
ンサ座標系における画面平面式を以下の方法で求め記憶
する。
【0012】画面上に標的を表示し、レーザで標的をポ
インティングした時の3次元位置、方向を測定する。さ
らに同じ標的に対し、一度目とは異なる方向からポイン
ティングし同様に3次元位置、方向を測定する。この2
回のポインティングを表す2つの直線式の交点が、標的
座標となるはずである。しかし2度ポインティングする
際の誤差により2直線が交差しないことが起こるため、
2直線が最接近する点での中点を標的座標とみなす。例
えば、2度のポインティング時のデータが座標(x1,
y1,z1)、方向ベクトル(a1,b1,c1)と、
座標(x2,y2,z2)、方向ベクトル(a2,b
2,c2)であれば、各ポインティング動作は以下の直
線式で表される。
インティングした時の3次元位置、方向を測定する。さ
らに同じ標的に対し、一度目とは異なる方向からポイン
ティングし同様に3次元位置、方向を測定する。この2
回のポインティングを表す2つの直線式の交点が、標的
座標となるはずである。しかし2度ポインティングする
際の誤差により2直線が交差しないことが起こるため、
2直線が最接近する点での中点を標的座標とみなす。例
えば、2度のポインティング時のデータが座標(x1,
y1,z1)、方向ベクトル(a1,b1,c1)と、
座標(x2,y2,z2)、方向ベクトル(a2,b
2,c2)であれば、各ポインティング動作は以下の直
線式で表される。
【0013】 (x−x1)/a1=(y−y1)/b1=(z−z1)/c1 …(1) (x−x2)/a2=(y−y2)/b2=(z−z2)/c2 …(2) この2直線が最接近する時の式1、2のそれぞれの値を
k1、k2と置き、2直線の距離が最小となる条件をあ
てはめると、k1、k2は以下の式で表される。
k1、k2と置き、2直線の距離が最小となる条件をあ
てはめると、k1、k2は以下の式で表される。
【0014】 k1=(p3×k2−p4)/p1 …(3) k2=(p1×p5−p3×p4)/(p1×p2−p3×p3) …(4) ただし、p1〜p5は以下の式を意味する。
【0015】p1=a12+b12+c12 p2=a22+b22+c22 p3=a1×a2+b1×b2+c1×c2 p4=(x1−x2)×a1+(y1−y2)×b1+
(z1−z2)×c1 p5=(x1−x2)×a2+(y1−y2)×b2+
(z1−z2)×c2 標的座標はk1,k2を用いて以下のように表せる。 ((a1×k1+x1+a2×k2+x2)/2,(b1×k1+y1+b2× k2+y2)/2,(c1×k1+z1+c2×k2+z2)/2)…(5) 前記操作を画面上の3点に対し繰り返し、得られた3点
の標的座標を通る平面式をセンサ座標系における画面平
面式として設定する。
(z1−z2)×c1 p5=(x1−x2)×a2+(y1−y2)×b2+
(z1−z2)×c2 標的座標はk1,k2を用いて以下のように表せる。 ((a1×k1+x1+a2×k2+x2)/2,(b1×k1+y1+b2× k2+y2)/2,(c1×k1+z1+c2×k2+z2)/2)…(5) 前記操作を画面上の3点に対し繰り返し、得られた3点
の標的座標を通る平面式をセンサ座標系における画面平
面式として設定する。
【0016】ポインティング操作時には、ポインティン
グ入力部の3次元位置座標と方向を時間的に連続に検出
し、ポインティング位置決定部204で3次元位置座標
と方向データから図5に示される手順でポインティング
点を決定する。送られた3次元位置座標、方向データに
対し、1度目のデータの場合には無条件に505へ進
み、ポインティング方向を示す直線式と記憶した画面平
面式との交点を計算し指示点座標を得る。
グ入力部の3次元位置座標と方向を時間的に連続に検出
し、ポインティング位置決定部204で3次元位置座標
と方向データから図5に示される手順でポインティング
点を決定する。送られた3次元位置座標、方向データに
対し、1度目のデータの場合には無条件に505へ進
み、ポインティング方向を示す直線式と記憶した画面平
面式との交点を計算し指示点座標を得る。
【0017】2度目以降に得られるデータの場合には、
503で前回の3次元位置座標、方向データとの変移分
と基準値との比較を行う。図6の左図に示すように時刻
T1におけるポインティング入力部601の3次元位置
座標と方向データと時刻T2におけるポインティング入
力部604のデータの変移が基準値未満の場合、指示点
が固定されていると判断し、指示点は時刻T1と同じ点
603とする。図6の右図に示すように、時刻T1にお
けるポインティング入力部601の3次元位置座標と方
向データと時刻T2’におけるポインティング入力部6
07のデータの変移が基準値以上の場合、指示点は移動
したと判断し、時刻T2’のデータから求められる指示
点608の座標を計算する。基準値は、距離と角度に関
してあらかじめ設定した値である。指示点座標が更新さ
れたときや、図3に示されるポインティング入力部のボ
タン401が押されたときは、画面上の指示点座標とボ
タンの押下情報がディスプレイ表示制御部205に送ら
れる。ディスプレイ表示制御部205では、認識した指
示点座標でのカーソル表示や、指示対象画像のハイライ
ト表示、指示対象点とボタンの押下情報に応じた規定の
画像操作を行う。
503で前回の3次元位置座標、方向データとの変移分
と基準値との比較を行う。図6の左図に示すように時刻
T1におけるポインティング入力部601の3次元位置
座標と方向データと時刻T2におけるポインティング入
力部604のデータの変移が基準値未満の場合、指示点
が固定されていると判断し、指示点は時刻T1と同じ点
603とする。図6の右図に示すように、時刻T1にお
けるポインティング入力部601の3次元位置座標と方
向データと時刻T2’におけるポインティング入力部6
07のデータの変移が基準値以上の場合、指示点は移動
したと判断し、時刻T2’のデータから求められる指示
点608の座標を計算する。基準値は、距離と角度に関
してあらかじめ設定した値である。指示点座標が更新さ
れたときや、図3に示されるポインティング入力部のボ
タン401が押されたときは、画面上の指示点座標とボ
タンの押下情報がディスプレイ表示制御部205に送ら
れる。ディスプレイ表示制御部205では、認識した指
示点座標でのカーソル表示や、指示対象画像のハイライ
ト表示、指示対象点とボタンの押下情報に応じた規定の
画像操作を行う。
【0018】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
大画面に対し画面注目者の視界を遮ることなく離れた場
所から揺らぎの押さえられた安定したポインティングが
可能となる。
大画面に対し画面注目者の視界を遮ることなく離れた場
所から揺らぎの押さえられた安定したポインティングが
可能となる。
【図1】従来の技術を示す図。
【図2】本発明のポインティング装置の構成図。
【図3】本発明のポインティング装置の概略図。
【図4】本発明のポインティング装置のポインティング
入力部の側面、下面図、および上面図。
入力部の側面、下面図、および上面図。
【図5】本発明のポインティング装置のポインティング
位置決定部でのポインティング点計算処理の流れを示す
フローチャート。
位置決定部でのポインティング点計算処理の流れを示す
フローチャート。
【図6】本発明のポインティング装置のポインティング
位置決定部でのポインティング点決定方法を表す図。
位置決定部でのポインティング点決定方法を表す図。
101 指示棒 102 超音波出射面 103 アンテナ 104 スイッチボタン 105 ディスプレイ画面 106A,106B 超音波センサ 301 ポインティング入力部 302 3次元位置測定装置信号発生部 303 3次元位置測定装置コントロール部 304 ポインティング装置計算処理部 305 ディスプレイ画面 401 スイッチボタン 402 3次元位置測定装置信号受信部 403 レーザ出力部 601 時刻T1でのポインティング入力部 602 ディスプレイ画面 603 時刻T1でのポインティング指示点 604 時刻T2でのポインティング入力部 605 時刻T2での指示点 606 基準値範囲内 607 時刻T2’でのポインティング入力部 608 時刻T2’での指示点
Claims (4)
- 【請求項1】ディスプレイ画面装置と、ポインティング
入力部と、操作者の前記ポインティング入力部の操作内
容に応じて、前記ディスプレイ画面上にカーソルを表示
する制御を行うポインティング装置計算処理部とを少な
くとも備えるポインティング装置において、 前記ポインティング入力部の3次元位置座標と方向を求
めるための信号を発生する3次元位置測定信号発生部
と、 前記ポインティング入力部は、前記ポインティング入力
部の3次元位置座標と方向を求めるための信号を受信す
る3次元位置測定装置信号受信部を持ち、 前記3次元位置測定信号発生部の信号は、前記ポインテ
ィング入力部の3次元測定装置信号受信部で受信される
ことによって、前記ポインティング入力部の3次元位置
座標と方向を、前記3次元位置測定信号発生部を基準点
として連続的に測定する3次元位置測定装置コントロー
ル部と、 前記ポインティング装置計算処理部では、前記3次元位
置測定装置コントロール部において測定された前記ポイ
ンティング入力部の3次元位置座標と方向から前記ポイ
ンティング入力部のポインティングの方向を示す直線式
を求め、さらに、予め前記ディスプレイ画面の前記3次
元位置座標系での平面式を定めておき、求められた前記
直線式と前記平面式とから前記ディスプレイ画面上にお
ける指示点座標を求め、前記ディスプレイ表示装置に対
して、前記指示点座標に応じた前記カーソルを表示する
ための制御を行う ことを特徴とするポインティング装
置。 - 【請求項2】請求項1に記載のポインティング装置にお
いて、 前記ポインティング入力部にレーザ出力部を設け、 前記ポインティング装置計算処理部が、前記ディスプレ
イ画面上に標的を表示させ、前記標的を前記レーザ出力
部から出力されるレーザによって異なる前記3次元位置
座標値から複数回ポインティングすることによって、前
記ポインティング装置計算処理部に予め定めておいた前
記平面式を求めることを特徴とするポイ ンティング装
置。 - 【請求項3】請求項1または2に記載したポインティン
グ装置において、 前記ポインティング入力部に、前記ディスプレイ画面上
に表示されたカーソルにより画面操作が行えるボタンを
設け、 前記ポインティング装置計算処理部は、前記ボタンの押
下情報に応じた画像操作の制御を行うことを特徴とする
ポインティング装置。 - 【請求項4】 請求項1〜3のいずれか一項に記載のポイ
ンティング装置において、 前記ポインティング装置計算処理部は、前記3次元位置
測定装置コントロール部から、連続的に測定される前記
ポインティング入力部の3次元位置座標と方向の変移の
大きさによって、前記ポインティング入力部が固定され
ているか、移動されているかを判断し、前記固定されて
いると判断される場合には、前記カーソルの指示点座標
を固定する制御を行い、前記移動されていると判断され
る場合には、前記移動の量に応じた前記カーソルの指示
点座標を求めることを特徴とするポインティング装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33020593A JP2953285B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | ポインティング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33020593A JP2953285B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | ポインティング装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07191797A JPH07191797A (ja) | 1995-07-28 |
JP2953285B2 true JP2953285B2 (ja) | 1999-09-27 |
Family
ID=18230022
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33020593A Expired - Lifetime JP2953285B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | ポインティング装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2953285B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005119356A2 (en) | 2004-05-28 | 2005-12-15 | Erik Jan Banning | Interactive direct-pointing system and calibration method |
US9285897B2 (en) | 2005-07-13 | 2016-03-15 | Ultimate Pointer, L.L.C. | Easily deployable interactive direct-pointing system and calibration method therefor |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02171821A (ja) * | 1988-12-23 | 1990-07-03 | Shimadzu Corp | 座標入力装置 |
JP3276010B2 (ja) * | 1991-07-15 | 2002-04-22 | 日本電信電話株式会社 | 情報の入力方法 |
JPH05324181A (ja) * | 1992-05-26 | 1993-12-07 | Takenaka Komuten Co Ltd | ハンドポインティング式入力装置 |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP33020593A patent/JP2953285B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
特開 平5−324181JP,A) |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07191797A (ja) | 1995-07-28 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990615 |