JP3129931B2 - 3次元位置入力装置 - Google Patents

3次元位置入力装置

Info

Publication number
JP3129931B2
JP3129931B2 JP07102753A JP10275395A JP3129931B2 JP 3129931 B2 JP3129931 B2 JP 3129931B2 JP 07102753 A JP07102753 A JP 07102753A JP 10275395 A JP10275395 A JP 10275395A JP 3129931 B2 JP3129931 B2 JP 3129931B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sphere
rotation
viewpoint
position input
input device
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP07102753A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH08297541A (ja
Inventor
邦男 小島
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.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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 Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP07102753A priority Critical patent/JP3129931B2/ja
Publication of JPH08297541A publication Critical patent/JPH08297541A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3129931B2 publication Critical patent/JP3129931B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • User Interface Of Digital Computer (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ディスプレイに表示さ
れた3次元空間内の物体を、任意の視点位置から観察す
るための3次元位置入力装置に関する技術である。
【0002】
【従来の技術】従来、ディスプレイに表示された3次元
空間内の任意の位置を指示する入力装置としては、マウ
スやジョイスティック,トラックボールなどがあった。
これらの入力装置は、いずれも、x座標軸,y座標軸の
2座標軸によって作られる2次元座標系の移動と入力を
行うものである。また、x座標軸,y座標軸,z座標軸
の移動と、x座標軸回転,y座標軸回転,z座標軸回転
のそれぞれが、独立したつまみを持つ入力装置もあっ
た。
【0003】この他にも、特開平5−204545号公
報のような、マウスに取り付けられた360度の全方向
入力手段により、3次元空間上に任意の2次元平面を表
示した後、この2次元平面上をマウスによって、目的の
位置まで移動する入力装置や、特開平5−40571号
公報のように、3次元空間内に基準点を設定し、基準点
と視点位置を結ぶ直線上の移動と、この直線を半径とす
る球面上の移動の組み合せによって、位置を移動する方
法を装置化したものがあった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述のマウスやジョイ
スティック,トラックボールによる入力装置は、2次元
座標系の移動と入力しか行えない。このため、3次元座
標系内での移動と入力を行う場合は、まず、3座標軸の
内の2座標軸からなる2次元座標系で移動を行った後、
キーボードやマウスのクリックスイッチによって、前記
2次元座標系に垂直に交わるもう1つの2次元座標系に
切り替える。こうして切り替えた2次元座標系内を、目
的の座標まで移動して入力を行う。この結果、操作が2
回に分かれてしまい、速やかな移動や入力が妨げられ
る。また、別の2つの2次元座標系内の移動の組み合せ
から、目的とする3次元空間的な移動を考えなければな
らず、複雑な空間的位置関係を把握できる能力が必要と
され、直感的な入力ができないという問題があった。
【0005】また、x座標軸,y座標軸,z座標軸の移
動と、x座標軸回転,y座標軸回転,z座標軸回転のそ
れぞれが、独立したつまみを持つ入力装置も、6つのつ
まみを別々に操作しなければならないため、手順が多く
操作が複雑となり、直感的な入力ができない問題があ
る。
【0006】また、特開平5−204545号公報に記
載の発明によると、2次元平面の指示と、マウスによる
移動という2段階の操作に分かれてしまい、操作と空間
的な位置の把握が複雑になる問題がある。また、指示し
た2次元平面の上下左右関係が分からなくならないよう
に、色またはシンボルによる方向指標をつけているが、
2次元平面が、視線方向に対して180度反転して指示
された場合、方向指標とマウスの移動方向が逆になるな
ど、操作上混乱を招く恐れがあり、直感的な入力装置と
しては問題がある。
【0007】更に、特開平5−40571号公報に記載
の発明は、3次元空間内に基準点を設定し、基準点と視
点位置を結ぶ直線上の移動と、この直線を半径とする球
面上の移動の組み合せによって位置を移動する方法を、
トラックボールを応用して装置化している。一般のトラ
ックボールは、ボールの転がり量を2次元平面上の移動
量に対応させているのに対し、この公報記載の装置で
は、ボールの転がり量を球体の表面上の移動という3次
元的な移動量に対応させ、このジョグボールに視線方向
にスライドする円柱状のつまみを取り付け、このつまみ
によって視線方向や位置の指示を入力することを可能と
している。
【0008】しかし、前記ジョグボールの回転に制限を
与えてしまい、360度回転することができない。この
結果、視線方向に取り付けられた円柱状のつまみは、必
ずしも正確に視線方向を指し示すわけではなく、入力装
置の状態を見て、視線方向や位置の指示を直感的に把握
できないという問題点がある。
【0009】本発明は、上記した従来の技術の問題点を
鑑み、直感的な操作によって3次元空間内の物体を、任
意の視点から観察できることを特徴とする3次元位置入
力装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、(1)ディスプレイに表示された3次元
空間内の物体を、任意の視点位置から観察するための3
次元位置入力装置において、球体と、該球体を回転自在
に保持する球体保持部と、該球体保持部を支持する回転
アームと、該回転アームを安定して置くための置き台
と、視線方向を操作するために、前記球体から突き出し
た円柱状の視点位置入力手段と、前記球体の前記球体保
持部に対する回転量を検出する第1の回転量検出手段
と、前記回転アームの前記置き台に対する回転量を検出
する第2の回転量検出手段とから構成されることを特徴
としたものであり、更には、(2)前記視点位置入力手
段が、前記球体の中心点と球体上の一点を結んだ直線方
向への押引を可能とする機構と、該押引による移動量を
検出する移動量検出手段と、前記直線を中心軸とした視
点位置入力手段の回転を可能とする機構と、前記視点位
置入力手段の回転量を検出する第3の回転量検出手段
と、様々な命令を入力するためのクリックスイッチを備
えることによって、視点のズーミングや、視点の回転を
直感的に行えることを特徴としたものである。
【0011】
【作用】回転自在な球体と、該球体から突き出してお
り、突き出した軸方向へのスライドと、前記軸を中心と
する回転が行える円柱と、該円柱の端に備えられたクリ
ックスイッチと、球体を保持する保持手段と、該球体と
前記円柱の移動量と回転量を検出する検出手段を持ち、
片手による1度の操作で、簡単にどの方向からの視点に
も変更できる。また、球体から突き出した円柱状の視点
位置入力手段によって、視線方向を前記視点位置入力手
段の突き出し幅によって視点のズーミングを、更に前記
視点位置入力手段の円柱の軸を中心とする回転によって
視点回転角のそれぞれを、入力装置の状態を見ただけ
で、直感的に把握することが可能となる。ここで、本発
明による前記入力装置は、3次元空間内の任意の位置を
指示するために用いることもできるし、3次元空間内の
物体を照らすための、照明の位置を変更するために用い
ることもできる。
【0012】
【実施例】図1は、本発明による3次元位置入力装置の
一実施例を説明するための全体斜視図で、該入力装置
は、回転自在な球体1と、該球体1から突き出した円柱
状の視点位置入力手段2と、視線方向を軸とする視点の
回転を行うために、前記視点位置入力手段2の端に取り
付けられた視点回転角入力手段3と、該視点回転角入力
手段に備えられ、各種の設定や入力を行うためのクリッ
クスイッチ4と、前記球体1が回転自在となるように保
持するアーム5と、該アーム5を回転自在に保持する支
持アーム6と、該支持アーム6が回転自在となるように
保持する回転軸7と、該回転軸7を回転自在に保持する
置き台8と、入力データをコンピュータに送るためのコ
ード9,10とから構成されている。
【0013】図2は、図1に示した3次元位置入力装置
の内部構造を示す一部破断図で、入力装置の本体を構成
する球体1から突き出した円柱状の視点位置入力手段2
の端に、視点回転角入力手段3が設けられている。この
視点回転角入力手段3は円柱状の視点位置入力手段3の
中心線Yを中心に、矢印Aのように回転する。回転量検
出手段11は、矢印Bのように回転し、視点回転角入力
手段3の回転に伴う視点位置入力手段2の回転量を検出
する。回転量検出手段12は、矢印Cのように回転し、
視点回転角入力手段3の中心線Y方向(矢印D方向)の
移動に伴う視点位置入力手段2の移動量を検出する。視
点回転角入力手段3には、クリックスイッチ4が設けて
あり、各種の設定や入力を行う。保持アーム5は、内部
の球体13を介して球体1を両側から挟んでおり、球体
1が回転自在となるように保持している。回転量検出手
段14は、球体13と協働して球体1を挟持するととも
に、矢印Eのように回転し、球体1の垂直方向の回転F
による回転量を検出する。回転量検出手段15は、矢印
Gのように回転し、球体1の水平方向の回転Hによる回
転量を検出する。
【0014】支持アーム6は保持アーム5を支えるアー
ムである。ここで、視点位置入力手段2が保持アーム5
に近づくと、視点位置入力手段2によって、保持アーム
5が押される。これによって保持アーム5は支持アーム
6と共に軸7を回転軸として矢印I方向に回転し、視点
位置入力手段2の移動を妨げることを回避している。回
転量検出手段16は矢印Jのように回転し、回転軸7の
回転量を検出する。置き台8は回転軸7を回転自在に搭
載し、入力装置全体を安定して置くための台である。各
検出手段からの検出量データは、コード9,10を介し
てコンピュータに送られる。コード9は、視点位置入力
手段2の移動を妨げないように長さの余裕を持つ。
【0015】図3は、本発明による3次元位置入力装置
を用いて、3次元空間内の物体を任意の視点から観察す
る場合の入力方法の具体的な例を説明するための図であ
る。今、図3(e)に示す入力装置の視点位置入力手段
2を中心軸Yの方向に押すことによって、視点の位置が
近づき、図3(a)のディスプレイ20上の物体21A
が、図3(b)のディスプレイ上の物体21Bのように
ズームアップして表示されることを示している。また、
入力装置の視点位置入力手段2を矢印K方向に移動する
ことによって、視点の位置が移動し、図3(c)ののデ
ィスプレイ20上の物体22Aが、図3(d)のディス
プレイ20上の物体22Bのように、回転して表示され
ることを示している。
【0016】図4は、本発明による3次元位置入力装置
を用いて、3次元空間内の任意の位置を指示する場合の
入力方法の具体的な例を説明するための図である。今、
図4(e)に示す入力装置の視点位置入力手段2を矢印
L方向に移動することによって、カーソルの位置が移動
し、図4(a)のディスプレイ20上のカーソル23A
が、図4(b)のディスプレイ上のカーソル23Bのよ
うに表示されることを示している。また、入力装置の視
点位置入力手段2を矢印M方向に移動することによっ
て、カーソルの位置が移動し、図4(c)のディスプレ
イ20上のカーソル24Aが、図4(d)のディスプレ
イ上のカーソル24Bのように表示されることを示して
いる。
【0017】図5は、本発明による3次元位置入力装置
を用いて、3次元空間内の物体に照らされた照明を、任
意に移動させる場合の入力方法の具体的な例を説明する
ための図である。今、図5(e)に示す入力装置の視点
位置入力手段2を矢印N方向に移動することによって、
照明の位置が移動し、図5(a)のディスプレイ上の照
明25Aが、図5(b)のディスプレイ上の照明25B
のように表示されることを示している。また、入力装置
の視点位置入力手段2を矢印O方向に移動することによ
って、照明の位置が移動し、図5(c)のディスプレイ
上の照明26Aが、図5(d)のディスプレイ上の照明
26Bのように表示されることを示している。
【0018】図6は、本発明による3次元位置入力装置
の一実施例を示すブロック図で、3次元位置入力装置3
0は、視点位置入力手段31,視点回転角入力手段3
2,クリックスイッチ33から構成され、3次元位置入
力装置30によって検出された信号は、キーボード41
やマウス42から入力された信号とともに、信号制御部
40によって様々なソフトに適した信号に変換あるいは
制御され、コンピュータ50に送られる。コンピュータ
50は送られた信号に基づき、画像処理部51によって
画像処理の計算を行い、表示制御部52によって表示部
53に画像を表示する。
【0019】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、入力装置を構成する球体が、該球体を保持す
るアーム部によって回転自在となっているため、 a)視点位置を任意の位置に変更できる。しかも、前記
球体から突き出した視点位置入力手段の位置,回転角,
突き出し幅が、ディスプレイ上の視点の位置や回転角,
ズームの度合と対応しているため、 b)入力装置を見ただけで、視点の位置や回転角,ズー
ムの度合を直感的に判断できる。また、前記視点位置入
力手段は、視点の位置,視点の回転,ズーム,クリック
スイッチの入力手段を兼ね備えているため、 c)複雑な複数の操作を、片手で簡単に行うことができ
る。 d)ディスプレイの映像に注視したまま、複数の操作が
行える。加えて、カーソルの移動や照明の移動など、他
の応用に用いることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による3次元位置入力装置の斜視図であ
る。
【図2】本発明による3次元位置入力装置の内部構造を
示す一部破断図である。
【図3】本発明による3次元位置入力装置を用いて、3
次元空間内の物体を任意の視点から観察する場合の入力
方法の具体的な例を示す図である。
【図4】本発明による3次元位置入力装置を用いて、3
次元空間内の任意の位置を指示する場合の入力方法の具
体的な例を示す図である。
【図5】本発明による3次元位置入力装置を用いて、3
次元空間内の物体に照らされた照明を、任意に移動させ
る場合の入力方法の具体的な例を示す図である。
【図6】本発明による3次元位置入力装置の一実施例を
示すブロック図である。
【符号の説明】
1…球体、2…視点位置入力手段、3…視点回転角入力
手段、4…クリックスイッチ、5…保持アーム、6…支
持アーム、7…回転軸、8…置き台、9,10…コー
ド、11…回転量検出手段、20…ディスプレイ、21
A,21B〜26A,26B…ディスプレイ上の表示、
30…3次元位置入力装置、31…視点位置入力手段、
32…視点回転角入力手段、33…クリックスイッチ、
40…信号制御部、41…キーボード、42…マウス、
50…コンピュータ、51…画像処理部、52…表示制
御部、53…表示部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06F 3/033 - 3/037 G06F 3/03 G06F 3/00 601 - 680 G06T 17/40

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ディスプレイに表示された3次元空間内
    の物体を、任意の視点位置から観察するための3次元位
    置入力装置において、球体と、該球体を回転自在に保持
    する球体保持部と、該球体保持部を支持する回転アーム
    と、該回転アームを安定して置くための置き台と、視線
    方向を操作するために、前記球体から突き出した円柱状
    の視点位置入力手段と、前記球体の前記球体保持部に対
    する回転量を検出する第1の回転量検出手段と、前記回
    転アームの前記置き台に対する回転量を検出する第2の
    回転量検出手段とから構成されることを特徴とする3次
    元位置入力装置。
  2. 【請求項2】 前記視点位置入力手段が、前記球体の中
    心点と球体上の一点を結んだ直線方向への押引を可能と
    する機構と、該押引による移動量を検出する移動量検出
    手段と、前記直線を中心軸とした視点位置入力手段の回
    転を可能とする機構と、前記視点位置入力手段の回転量
    を検出する第3の回転量検出手段と、様々な命令を入力
    するためのクリックスイッチを備えることによって、視
    点のズーミングや、視点の回転を直感的に行えることを
    特徴とする請求項1記載の3次元位置入力装置。
JP07102753A 1995-04-26 1995-04-26 3次元位置入力装置 Expired - Fee Related JP3129931B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP07102753A JP3129931B2 (ja) 1995-04-26 1995-04-26 3次元位置入力装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP07102753A JP3129931B2 (ja) 1995-04-26 1995-04-26 3次元位置入力装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08297541A JPH08297541A (ja) 1996-11-12
JP3129931B2 true JP3129931B2 (ja) 2001-01-31

Family

ID=14335976

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP07102753A Expired - Fee Related JP3129931B2 (ja) 1995-04-26 1995-04-26 3次元位置入力装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3129931B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108268148A (zh) * 2017-12-28 2018-07-10 网云(武汉)三维科技股份有限公司 一种3d物体的位置切换装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH08297541A (ja) 1996-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5298919A (en) Multi-dimensional input device
US8042058B2 (en) Portable device having rotatable input buttons and method of operating the same
US10592079B2 (en) Three dimensional human-computer interface
US5764217A (en) Schematic guided control of the view point of a graphics processing and display system
US5861889A (en) Three dimensional computer graphics tool facilitating movement of displayed object
US5446481A (en) Multidimensional hybrid mouse for computers
US7583252B2 (en) Three dimensional volumetric display input and output configurations
Evans et al. Tablet-based valuators that provide one, two, or three degrees of freedom
EP1363246A1 (en) Display control device, information terminal device equipped with the display control device, and view point position control device
JPH0792656B2 (ja) 三次元表示装置
US20120304128A1 (en) Three-dimensional menu system using manual operation tools
Frohlich et al. Cubic-mouse-based interaction in virtual environments
JP3675004B2 (ja) ロボットの制御装置
CN110383218A (zh) 指点设备及其制造方法
JP3129931B2 (ja) 3次元位置入力装置
EP1008134A1 (en) Tactile computer input device
JP2011215692A (ja) 3次元3自由度回転パラメータ処理装置
JPH0749743A (ja) 3次元位置指示装置及び視点変更装置
Moritz et al. Comparison of input devices and displays for protein visualization
WO1995011482A1 (en) Object-oriented surface manipulation system
JPH04180180A (ja) 3次元位置入力方法及び装置
JPS6136826A (ja) 移動量可変図形入力装置
EP1182535A1 (en) Haptic terminal
JPS62269221A (ja) 3次元座標指示方式
JPH03175525A (ja) 三次元座標入力装置

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081117

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091117

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091117

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101117

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111117

Year of fee payment: 11

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees