JP3409359B2 - 3D input device - Google Patents

3D input device

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JP3409359B2
JP3409359B2 JP08963393A JP8963393A JP3409359B2 JP 3409359 B2 JP3409359 B2 JP 3409359B2 JP 08963393 A JP08963393 A JP 08963393A JP 8963393 A JP8963393 A JP 8963393A JP 3409359 B2 JP3409359 B2 JP 3409359B2
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JP
Japan
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special image
amount
special
movement
image
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敦 今井
豊 磯辺
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Original Assignee
Sony Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】この発明は、3次元映像特殊効果
装置に適用して好適な3次元入力装置に関する。 【0002】 【従来の技術】例えばモニター上の映像に別な特殊映像
をはめ込み、この特殊映像を奥行方向に移動したり、回
転させながら移動したりするなど特殊な効果を得るため
に3次元映像特殊効果装置が用いられる。このような3
次元映像特殊効果装置では映像特殊効果処理部で特殊映
像が作成され、これが球状のトラックボールや、レバー
状のジョイスティックなど3次元入力装置から入力され
た3次元方向のデータで移動するようになっている。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】ところで、3次元映像
特殊効果装置では遠近感を表現することが可能であり、
モニタの画面上で見ると特殊映像が奥行き方向の遠方に
ある場合には、手前にある場合に比べてサイズが小さく
なる。また、3次元入力装置の入力データが同一であれ
ば、遠方にある特殊映像と近くにある特殊映像のそれぞ
れの地点での移動速度、すなわち入力データに対するそ
れぞれの地点での移動量が同一になる。 【0004】したがって、例えばトラックボールの回転
量が同一でも、モニタの画面上で見ると遠方にある特殊
映像は短い距離だけ移動し、近くにある特殊映像は長い
距離を移動しているように見える。これによって遠近感
を感じるようになる。 【0005】しかし、これでは遠方にある特殊映像をモ
ニタ上で所定の位置まで移動する場合には近くにある特
殊映像を移動するのに比べてトラックボールなどを何度
も操作しなければならず、、また、近くにある特殊映像
はトラックボールなどを少し動かしただけで画面の端か
ら端まで移動してしまうというようなことになるので不
都合が生じる場合がある。 【0006】そこで本発明は上述のような課題を解決し
たものであって、特殊映像の奥行方向の距離に応じてデ
ータ入力部の操作量と特殊映像の移動距離の関係を最適
に設定することが可能な3次元入力装置を提案するもの
である。 【0007】 【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明に係る3次元入力装置は、映像特殊効果処理
部で作成された特殊映像を3次元方向に移動するための
データを入力する3次元入力装置において、特殊映像の
移動量を操作量として入力するデータ入力部と、データ
入力部での操作量と特殊映像の移動量との相関関係を切
り換える移動量設定スイッチとを備え、この移動量設定
スイッチは、データ入力部の操作量に対して特殊映像の
移動量をこの特殊映像の奥行き方向の距離に逆比例させ
て出力するノーマル移動モードと、データ入力部の操作
量に対して特殊映像の移動量をこの特殊映像の奥行き方
向の距離に拘らず一定にして出力する一定量移動モード
とを切り換えることを特徴とするものである。 【0008】 【作用】例えば図8(A)に示すような奥行き方向、本
例ではZ方向の遠方にある特殊映像Bを所定の位置まで
早く移動させたいようなときは、図1の移動量設定スイ
ッチ28で一定量移動モードを設定する。これで、CP
U11において各カウンタ23,24,25のカウント
値X1,Y1,Z1が特殊映像のZ方向の距離に応じた
関数で出力データX,Y,Zに変換されて出力される。
この出力データX,Y,Zが映像特殊効果処理部15に
供給され、これによって遠方にある特殊映像が移動す
る。 【0009】本例では、例えば特殊映像が遠方にある程
入力データX1,Y1,Z1に対する出力データX,
Y,Zの増加割合を大きくすることが可能であり、図9
に示すようにトラックボール1回転当りの近くにある特
殊映像Aのモニタ16上での移動距離X2と、遠方にあ
る特殊映像Bの移動距離X2とを同一にすることができ
る。したがって、遠方にある特殊映像Bを移動する場合
でもトラックボール21又は回転リング22を従来ほど
多く操作する必要がなくなるから操作性が向上する。 【0010】 【実施例】続いて、本発明に係わる3次元入力装置を3
次元映像特殊効果装置に適用した場合の一実施例につい
て、図面を参照して詳細に説明する。 【0011】図1は本発明による3次元入力装置を適用
した3次元映像特殊効果装置1の系統を示す。この3次
元映像特殊効果装置1においては、CPU11にバス1
2を介して3次元及びパラメータ入力部13と、グラフ
ィックディスプレイ作成部14と、映像特殊効果処理部
15が接続されている。映像特殊効果処理部15では外
部から供給されたビデオ信号に特殊効果が施されて映像
用モニタ16に供給され、これによって特殊効果が施さ
れた映像が画面上に映し出される。 【0012】映像用モニタ16に映し出された特殊映像
の位置を画面と平行な面上又はこの面に対して奥行方向
に移動したり、或いは回転したりなどの各種の操作は、
3次元及びパラメータ入力部(データ入力部)13によ
って行なわれる。この3次元及びパラメータ入力部13
には球状で任意の方向に回転可能なトラックボール21
と、トラックボール21の外周に配置されトラックボー
ル21の外周に沿って回転可能な回転リング22とが設
けられている。 【0013】トラックボール21の回転量はXカウンタ
23及びYカウンタ24によって検出され、回転リング
22の回転量はZカウンタ25で検出される。さらにこ
こには、後述の特殊映像の状態を決定するパラメータを
設定可能な状態にするためのカーソルスイッチ26と、
特殊映像を操作可能な状態にするための3D入力スイッ
チ27と、トラックボール21又は回転リング22の操
作量に対して特殊映像の移動距離を奥行方向の距離に応
じて変更するノーマル移動モード、又は奥行方向の距離
に拘らず移動距離を一定にする一定量移動モードを設定
するための移動量設定スイッチ28が設けられている。 【0014】これらのトラックボール21、回転リング
22、カーソルスイッチ26、3D入力スイッチ27及
び移動量設定スイッチ28は、図2に示すようなパネル
2に取り付けられている。このパネル2にはこれ以外に
各種のデータ入力スイッチ29が取り付けられている。 【0015】さて、図1において特殊映像の状態を決定
するためのパラメータは、グラフィックディスプレイ作
成部14で作成された各種のメニュー内に表示される。
各メニューはメニュー用モニタ17に供給されて画面に
映し出される。そして、後述するようにトラックボール
21及び回転リング22によって各パラメータの値が設
定されるとこれがCPU11に取り込まれ、ここからの
指示で映像特殊効果処理部15が制御されて特殊映像の
状態が決定される。 【0016】図3はトラックボール21及び回転リング
22の構成を示す。同図において、トラックボール21
及び回転リング22は、プリント基板31上に配置され
たベースシャーシ32の上にそれぞれ回転可能に取り付
けられている。トラックボール21は全方向に回転可能
であり、回転リング22はトラックボール21の円周方
向に回転可能である。そして、トラックボール21は例
えば3次元座標のX軸及びY軸に相当する2次元のデー
タを入力することが可能で、回転リング22はZ軸に相
当するデータを入力することが可能である。 【0017】回転リング22は図4に示すように同一厚
さの板材で環状に形成され、その上面には円錐状に傾斜
した上面部22aと、フランジ部22bが設けられてい
る。フランジ部22bの外周面には段部22cが設けら
れている。また、フランジ部22bの下端には、図5に
も示すように所定の幅を有するスリット22dが全周に
亘って等間隔で多数設けられている。このスリット22
dはベースシャーシ32に取り付けられたフォトインタ
ラプタ33の溝状の光路部33aを横切るように配置さ
れている。 【0018】この回転リング22においては図4に示す
ように、上面部22aの内周端面に軸受34が配置さ
れ、また、上面部22aの軸受34付近には図6に示す
ように複数のねじ部22eが設けられている。そして、
軸受34の下端面に当てがわれた抜け止め金具35の一
端がねじ部22eで固定されており、これによって回転
リング22が軸受34の外輪部34aに固定されてい
る。 【0019】また、回転リング22の内周面には固定リ
ング36が配置されている。この固定リング36はベー
スシャーシ32に植設されたスタンドピン37によって
支持されている。そして、固定リング36の外周面に軸
受34の内輪部34bが強くはめ込まれて軸受34が固
定されている。これで、回転リング22を円周方向、す
なわちZ軸に相当する方向に軽い力で回転させることが
可能になる。 【0020】一方、トラックボール21は固定リング3
6の内周側に配置され、図7に示すようにベースシャー
シ32上に取り付けられた3個の円筒状の支持ローラ3
8,39,40で3点支持されている。そして、図6に
示すようにトラックボール21の上部側は固定リング3
6の上端面からドーム状に突出しており、この突出部を
外部から操作することができる。 【0021】また、円筒状の支持ローラ38,39,4
0はその中心軸41が回転可能に支持されており、その
うちの一つの支持ローラ38は図7中のX方向に対して
直角になるように配置されている。もう一つの支持ロー
ラ39はX方向に直行するY方向に対して直角になるよ
うに配置されている。したがって、トラックボール21
が指で操作されて回転すると、その回転量に応じて支持
ローラ38,39も回転する。 【0022】次にトラックボール21と回転リング22
の回転量の検出方法について説明する。回転リング22
の回転、すなわちZ方向の回転検出には、上述のように
フォトインタラプタ33が用いられている。このフォト
インタラプタ33では、図4に示すように発光素子と受
光素子が溝状の光路部33aを形成するように、プリン
ト基板31上に対向配置されている。 【0023】そして、回転リング22が回転してスリッ
ト22dが光路部33aを横切ると、フォトインタラプ
タ33からパルス状の電気信号が出力される。このパル
ス数をZカウンタ25(図1)でカウントすることによ
って回転リング22の回転量を検出することが可能にな
る。 【0024】また、トラックボール21のX方向若しく
はY方向の回転量は、図6若しくは図4に示すようにそ
れぞれフォトインタラプタ42,43によって検出され
る。これらのフォトインタラプタ42,43は上述のフ
ォトインタラプタ33と同様に構成されており、図7に
示すように光路部42a,43aを形成するように発光
素子と受光素子とが対向配置されている。 【0025】円筒状の支持ローラ38,39が回転する
と、これに取り付けられた円板状のシャッタ板44の放
射状のスリット44aが光路部42a,43aを横切る
ことによってパルス状の電気信号が出力され、これをX
カウンタ23若しくはYカウンタ24でカウントするこ
とによってトラックボール21のX方向若しくはY方向
の回転量を検出することが可能になる。 【0026】図1に示すようにXカウンタ23、Yカウ
ンタ24及びZカウンタ25の出力はバス12を経てC
PU11に取り込まれる。そして、上述のようにCPU
11の指示によって画像特殊効果処理部15が制御され
て映像用モニタ16上の特殊映像が3次元方向に操作さ
れる。 【0027】ここで、特殊映像を操作する場合は3D入
力スイッチ27をオンにする。これでトラックボール2
1及び回転リング22が特殊映像の操作手段になる。そ
してトラックボール21又は回転リング22の回転量に
対する特殊映像の移動距離を遠近にかかわらず一定にし
たい場合は、移動量設定スイッチ28で一定量移動モー
ドを設定する。 【0028】この一定量移動モードにおいては、入力デ
ータすなわち各カウンタ23,24,25のカウント値
X1,Y1,Z1と、図8(A)に示すようにモニタ1
6の画面からZ方向に所定距離Lだけ離れた位置にある
原点と特殊映像A又は特殊映像BとのZ方向の距離Z0
(A)又はZ0(B)がCPU11に供給され、これが
例えば数式1に代入されて奥行き情報f(Z0)と、各
方向に対する出力データX,Y,Zが算出される。 【0029】 【数1】 【0030】このようにして算出された出力データX,
Y,Zは映像特殊効果処理部15に供給され、これによ
って特殊映像が操作される。なお、本例では特殊映像と
モニタ16の画面の大きさが同一であれば、特殊映像が
原点にある時にはこれが画面一杯に表示されるように原
点が設定されている。そして、図中の近くの特殊映像A
と遠方の特殊映像Bとをモニタ16に表示した場合、図
8(B)に示すように遠方の特殊映像Bの方が近くの特
殊映像Aより小さくなる。これによって遠近感を表すこ
とが可能になる。 【0031】さて、一定量移動モードにおいては数式1
から分かるように原点と特殊映像との距離Z0が大きい
ほど入力データX1,Y1,Z1に対する出力データ
X,Y,Zの増加割合が大きくなる。すなわち、例えば
トラックボール21を一回転させたとき、原点から距離
Z0のところにある特殊映像Aが図9(A)に示すよう
にモニタ16の画面上で距離X2だけ移動したとする。
ここで、同じ方向にトラックボール21を一回転させた
ときには、特殊映像Aの2倍の距離にある遠方の特殊映
像Bも同図(B)に示すようにモニタ16の画面上で距
離X2だけ移動するようになる。 【0032】特殊映像A,BをY方向又はZ方向に移動
させる場合も、上述と同様にトラックボール21又は回
転リング22の同一の回転量によって、Z方向の遠方に
ある特殊映像Bと近くにある特殊映像Aがモニタ16の
画面上で同一の距離だけ移動するようになる。これによ
って、Z方向の遠方にある特殊映像Bをモニタ16の画
面上で長い距離移動させるような場合でも、トラックボ
ール21又は回転リング22をそれ程多く回転させる必
要がなくなるから操作が容易になる。またこの場合はト
ラックボール21又は回転リング22を同じ量だけ回転
させても、近くにある特殊映像Aの移動距離が短くなる
から正確な位置合わせが容易になる。 【0033】なお、本例では数式1を用いて出力データ
X,Y,Zを算出したが、特殊映像のZ方向の距離に応
じて出力データX,Y,Zが変化するような適宜な数式
を用いれば、様々な特殊効果を達成することが可能にな
る。 【0034】これに対して、従来と同様に遠近感を加味
して、すなわち奥行方向の距離に1対1に対応させて特
殊映像を移動させる場合には、移動量設定スイッチ28
でノーマル移動モードを設定する。この場合は、例えば
トラックボール21が1回転したときには、図8(A)
に示すように各特殊映像A,Bがその地点で同一距離X
0だけ移動する。このとき図10(A)に示すように近
くの特殊映像Aがモニタ16の画面上で距離X3だけ移
動したとすると、同図(B)に示すように遠方にある特
殊映像Bの移動距離X4はそれより短くなる。これによ
って、モニタ16上で見た場合特殊映像A,Bが奥行き
方向の距離Z0(A),Z0(B)に応じて自然な感じ
で移動しているように見える。 【0035】さて、画像特殊効果処理部15で作成され
る特殊映像の大きさや、図11(A)に示すようなボー
ダ(輪郭)50の寸法や色など特殊映像の状態を決定す
るためのパラメータは上述のようにグラフィックディス
プレイ作成部14で作成され、これが各種のメニューと
してメニュー用モニタ17に表示される。同図(B)は
ボーダ設定のメニュー表示の一例を示す。 【0036】このメニューでは、ボーダ50全体の幅b
を決定するためのパラメータとして「All」が設けら
れ、上下のボーダ50A,50Bの幅bのパラメータと
して「H」が設けられている。また、左右のボーダ50
C,50Dのパラメータとして「V」が設けられてい
る。更に、各ボーダ50A〜50D個々のパラメータと
して「Left」、「Rght」、「Top」、「Bt
tm」が設けられている。また、ボーダ50は全体的に
色を変えることが可能であり、そのパラメータとして明
度を決定する「Lum」と、飽和度を決定する「Sa
t」と、色相を決定する「Hue」とが設けられてい
る。 【0037】各パラメータを設定する場合は、カーソル
スイッチ26を押すことによってメニュー上に例えば矢
印状のカーソル51が表示される。これによって各パラ
メータが設定可能な状態になると共に、トラックボール
21がカーソル移動手段となり、回転リング22がパラ
メータ設定手段となる。 【0038】いま、図11(B)では上のボーダ50A
のパラメータ「Top」が10.00mmに設定されて
おり、これによって上側のボーダ50Aの幅bが10m
mとして表示されている。これを例えば20mmに変更
する場合は、トラックボール21を回してカーソル51
をパラメータ表示エリア52内に移動する。これで、パ
ラメータ「Top」の値10.00が変更可能な状態に
なる。 【0039】この状態で回転リング22を回すとパラメ
ータの値が順次増加若しくは減少するので、この値が2
0.00となったところで回転リング22の操作を止
め、カーソル51をパラメータ表示エリア52の範囲外
に移動すれば、パラメータ「Top」の値が20.00
mmに設定される。これで上のボーダ50Aの幅bが2
0mmで表示される。 【0040】このようにして各パラメータを設定したあ
と特殊映像を操作する場合は、3D入力スイッチ27を
オンにする。これで、トラックボール21及び回転リン
グ22が3次元入力手段になり、映像用モニタ16上の
特殊映像を操作することが可能になる。 【0041】図12はこの3次元映像特殊効果装置1に
おける入力データ変更処理60の手順を示す。この入力
データ変更処理60においては、まず、出力データX,
Y,Zとして各カウンタ23,24,25のカウント値
X1,Y1,Z1が置かれる(ステップ61)。次に、
一定量移動モードか否かが判断され(ステップ62)、
一定量移動モードであると判断されると、次に数式1に
よってカウント値X1,Y1,Z1に奥行情報f(Z
0)が乗算され、その算出値が出力データX,Y,Zに
置き換えられる(ステップ63)。続いて、出力データ
X,Y,Zが出力され(ステップ64)、これが映像特
殊効果処理部15に供給されて特殊映像が移動する。 【0042】ステップ62で一定量移動モードではな
い、すなわちノーマル移動モードであると判断された場
合は、ステップ64で出力データX,Y,Zとしてカウ
ント値X1,Y1,Z1がそのまま出力される。ステッ
プ64の後はステップ61で出力データX,Y,Zとし
てカウント値X1,Y1,Z1が置かれ、これ以降上述
と同様の処理が繰り返して行なわれる。 【0043】なお、上述の実施例はデータ入力手段とし
てトラックボール21と回転リング22を使用した場合
について説明したが、ジョイスティックやその他のデー
タ入力手段を有する3次元入力装置にも本発明を適用す
ることが可能である。 【0044】 【発明の効果】以上説明したように本発明に係る3次元
入力装置によれば、データ入力部での操作量と特殊映像
の移動量との相関関係を切り換える移動量設定スイッチ
を備え、この移動量設定スイッチにより、データ入力部
の操作量に対して特殊映像の移動量をこの特殊映像の奥
行き方向の距離に逆比例させて出力するノーマル移動モ
ードと、データ入力部の操作量に対して特殊映像の移動
量をこの特殊映像の奥行き方向の距離に拘らず一定にし
て出力する一定量移動モードとを切り換えるようにした
ものである。この構成によって、移動量設定スイッチを
操作することによりノーマル移動モード又は一定量移動
モードを選択することができるので、奥行き方向で遠方
に存在する特殊映像を少ない操作量で長距離移動させる
ことができる。また、奥行き方向で近くに存在する特殊
映像を短い距離移動させる場合においても、正確な位置
合わせが容易になる。従って、操作性が極めて向上す
る。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a three-dimensional input device suitable for application to a three-dimensional video special effect device. 2. Description of the Related Art For example, a special image is set on an image on a monitor, and a three-dimensional image is obtained in order to obtain a special effect such as moving the special image in the depth direction or moving while rotating. Special effects equipment is used. Such 3
In the three-dimensional image special effect device, a special image is created in the image special effect processing unit, and the special image is moved by three-dimensional data input from a three-dimensional input device such as a spherical trackball or a lever-shaped joystick. I have. [0003] By the way, the three-dimensional video special effect device can express perspective.
When viewed on the screen of the monitor, when the special image is far away in the depth direction, the size is smaller than when the special image is near. Also, if the input data of the three-dimensional input device is the same, the moving speed at each point of the special image located far away and the special image located near, that is, the moving amount at each point with respect to the input data becomes the same. . Therefore, even if the amount of rotation of the trackball is the same, a special image located far away moves by a short distance and a special image located nearby appears to move a long distance when viewed on the monitor screen. . This gives a sense of perspective. However, in this case, when a distant special image is moved to a predetermined position on a monitor, a trackball or the like must be operated many times as compared with moving a nearby special image. In addition, a nearby special image may move from one end of the screen to the other with only a slight movement of a trackball or the like, which may be inconvenient. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and it is an object of the present invention to optimally set a relationship between an operation amount of a data input unit and a moving distance of a special image according to a distance in a depth direction of the special image. The present invention proposes a three-dimensional input device capable of performing the following. [0007] In order to solve the above-mentioned problems, a three-dimensional input device according to the present invention provides a three-dimensional input device for moving a special image created by an image special effect processing unit in a three-dimensional direction. In a three-dimensional input device for inputting data ,
A data input unit for inputting a movement amount as an operation amount, and data
Cuts the correlation between the amount of operation on the input unit and the amount of movement of the special image.
And a switch for setting the moving amount.
The switch switches the special image for the operation amount of the data input
The amount of movement is inversely proportional to the depth of this special image
And normal operation mode for data output and data input section operation
The amount of movement of the special image relative to the amount
Constant amount movement mode that keeps the output constant regardless of the direction distance
Is switched . [0008] For example, when it is desired to quickly move a special image B in the depth direction as shown in FIG. 8A, in this example, in the Z direction, to a predetermined position, the moving amount setting in FIG. The switch 28 sets the fixed amount movement mode. Now, CP
At U11, the count values X1, Y1, Z1 of the respective counters 23, 24, 25 are converted into output data X, Y, Z by a function corresponding to the distance in the Z direction of the special image and output.
The output data X, Y, and Z are supplied to the video special effect processing unit 15, whereby the special video at a distance moves. In this embodiment, for example, the farther the special image is, the more the output data X,
It is possible to increase the rate of increase of Y and Z, and FIG.
As shown in the figure, the moving distance X2 of the special image A near the monitor 16 per one rotation of the trackball and the moving distance X2 of the special image B located far away can be made the same. Therefore, even when moving the special image B at a distance, the operability is improved because it is not necessary to operate the trackball 21 or the rotating ring 22 as much as in the past. Next, a three-dimensional input device according to the present invention will be described.
An embodiment applied to a three-dimensional image special effect device will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a system of a three-dimensional video special effect device 1 to which a three-dimensional input device according to the present invention is applied. In the three-dimensional video special effect device 1, a bus 1
2, a three-dimensional and parameter input unit 13, a graphic display creation unit 14, and a video special effect processing unit 15 are connected. The video special effect processing section 15 applies a special effect to the video signal supplied from the outside and supplies the video signal to the video monitor 16, whereby the video with the special effect is displayed on the screen. Various operations such as moving or rotating the position of the special image projected on the image monitor 16 on a plane parallel to the screen or in the depth direction with respect to this plane are as follows:
This is performed by the three-dimensional and parameter input unit (data input unit) 13. This three-dimensional and parameter input unit 13
The trackball 21 is spherical and can be rotated in any direction.
And a rotating ring 22 disposed on the outer periphery of the trackball 21 and rotatable along the outer periphery of the trackball 21. The amount of rotation of the trackball 21 is detected by an X counter 23 and a Y counter 24, and the amount of rotation of the rotating ring 22 is detected by a Z counter 25. Further, here, a cursor switch 26 for setting a parameter for determining a state of a special video described later to be settable,
A 3D input switch 27 for enabling a special image to be operable, a normal movement mode for changing the movement distance of the special image in accordance with the distance in the depth direction with respect to the operation amount of the trackball 21 or the rotating ring 22, or A movement amount setting switch 28 for setting a fixed amount movement mode for keeping the movement distance constant regardless of the distance in the depth direction is provided. The trackball 21, the rotating ring 22, the cursor switch 26, the 3D input switch 27, and the movement amount setting switch 28 are mounted on the panel 2 as shown in FIG. Various other data input switches 29 are attached to the panel 2. Now, in FIG. 1, parameters for determining the state of the special image are displayed in various menus created by the graphic display creating section 14.
Each menu is supplied to the menu monitor 17 and displayed on the screen. When the values of the parameters are set by the trackball 21 and the rotating ring 22 as described later, the values are taken into the CPU 11, and the image special effect processing unit 15 is controlled by an instruction from the CPU 11 to determine the state of the special image. Is done. FIG. 3 shows the structure of the trackball 21 and the rotating ring 22. In FIG.
The rotating ring 22 is rotatably mounted on a base chassis 32 disposed on a printed circuit board 31. The trackball 21 is rotatable in all directions, and the rotating ring 22 is rotatable in the circumferential direction of the trackball 21. For example, the trackball 21 can input two-dimensional data corresponding to the X-axis and the Y-axis of three-dimensional coordinates, and the rotating ring 22 can input data corresponding to the Z-axis. As shown in FIG. 4, the rotary ring 22 is formed in a ring shape from a plate material having the same thickness, and has a top surface 22a conically inclined and a flange portion 22b provided on the upper surface thereof. A step 22c is provided on the outer peripheral surface of the flange 22b. At the lower end of the flange portion 22b, a large number of slits 22d having a predetermined width are provided at regular intervals over the entire circumference as shown in FIG. This slit 22
“d” is disposed so as to cross the groove-shaped optical path portion 33 a of the photo interrupter 33 attached to the base chassis 32. As shown in FIG. 4, in the rotating ring 22, a bearing 34 is disposed on the inner peripheral end face of the upper surface 22a, and a plurality of screws are provided near the bearing 34 of the upper surface 22a as shown in FIG. A part 22e is provided. And
One end of a stopper fitting 35 applied to the lower end surface of the bearing 34 is fixed by a screw portion 22e, whereby the rotating ring 22 is fixed to an outer ring portion 34a of the bearing 34. A fixed ring 36 is disposed on the inner peripheral surface of the rotating ring 22. The fixing ring 36 is supported by a stand pin 37 implanted in the base chassis 32. The inner ring portion 34b of the bearing 34 is firmly fitted into the outer peripheral surface of the fixing ring 36, and the bearing 34 is fixed. Thus, the rotating ring 22 can be rotated with a small force in the circumferential direction, that is, the direction corresponding to the Z axis. On the other hand, the track ball 21 is
6, three cylindrical support rollers 3 mounted on the base chassis 32 as shown in FIG.
8, 39 and 40 support three points. Then, as shown in FIG.
6 protrudes in a dome shape from the upper end surface, and this protruding portion can be operated from the outside. The cylindrical support rollers 38, 39, 4
Reference numeral 0 denotes a center shaft 41 that is rotatably supported, and one of the support rollers 38 is disposed so as to be perpendicular to the X direction in FIG. Another support roller 39 is arranged so as to be perpendicular to the Y direction orthogonal to the X direction. Therefore, the trackball 21
Is rotated by operating a finger, the supporting rollers 38 and 39 also rotate according to the amount of rotation. Next, the track ball 21 and the rotating ring 22
The method of detecting the rotation amount of the motor will be described. Rotating ring 22
The photointerrupter 33 is used for detecting the rotation of, that is, the rotation in the Z direction as described above. In the photo interrupter 33, as shown in FIG. 4, the light emitting element and the light receiving element are arranged on the printed circuit board 31 so as to face each other so as to form a groove-shaped optical path portion 33a. When the rotating ring 22 rotates and the slit 22d crosses the optical path 33a, a pulse-like electric signal is output from the photo interrupter 33. The amount of rotation of the rotating ring 22 can be detected by counting the number of pulses by the Z counter 25 (FIG. 1). The amount of rotation of the trackball 21 in the X or Y direction is detected by the photo interrupters 42 and 43, respectively, as shown in FIG. 6 or FIG. These photo-interrupters 42 and 43 have the same configuration as the above-described photo-interrupter 33, and the light-emitting element and the light-receiving element are arranged to face each other so as to form optical path portions 42a and 43a as shown in FIG. When the cylindrical support rollers 38 and 39 rotate, the radial slits 44a of the disk-shaped shutter plate 44 attached to the rollers cross the optical path portions 42a and 43a to output pulse-like electric signals. , This is X
By counting with the counter 23 or the Y counter 24, the amount of rotation of the trackball 21 in the X or Y direction can be detected. As shown in FIG. 1, the outputs of the X counter 23, the Y counter 24 and the Z counter 25
It is taken into PU11. And, as described above, the CPU
The special image processing unit 15 is controlled by the instruction 11 to operate the special image on the image monitor 16 in the three-dimensional direction. Here, when operating a special image, the 3D input switch 27 is turned on. This is Trackball 2
1 and the rotating ring 22 serve as operation means for a special image. When it is desired to keep the moving distance of the special image with respect to the rotation amount of the trackball 21 or the rotating ring 22 regardless of the distance, the moving amount setting switch 28 is used to set the fixed amount moving mode. In the fixed amount movement mode, the input data, that is, the count values X1, Y1, Z1 of the counters 23, 24, 25, and the monitor 1 as shown in FIG.
6 is a distance Z0 in the Z direction between the origin and the special image A or the special image B at a position separated from the screen 6 by a predetermined distance L in the Z direction.
(A) or Z0 (B) is supplied to the CPU 11, which is substituted, for example, into Equation 1 to calculate depth information f (Z0) and output data X, Y, Z for each direction. ## EQU1 ## The output data X,
Y and Z are supplied to the video special effect processing unit 15, which operates a special video. In this example, if the size of the special image and the screen of the monitor 16 are the same, the origin is set so that when the special image is at the origin, the special image is displayed on the entire screen. And the special video A near in the figure
When the special video B and the far special video B are displayed on the monitor 16, the special video B at the far site is smaller than the special video A at the near site as shown in FIG. This makes it possible to express perspective. Now, in the fixed amount movement mode, the following equation (1) is used.
As can be seen from FIG. 7, the larger the distance Z0 between the origin and the special image is, the larger the increase ratio of the output data X, Y, Z with respect to the input data X1, Y1, Z1 is. That is, it is assumed that, for example, when the trackball 21 is rotated once, the special image A located at the distance Z0 from the origin has moved by the distance X2 on the screen of the monitor 16 as shown in FIG.
Here, when the trackball 21 makes one rotation in the same direction, the distant special image B, which is twice as long as the special image A, also has a distance X2 on the screen of the monitor 16 as shown in FIG. To move. When the special images A and B are moved in the Y direction or the Z direction, the same amount of rotation of the trackball 21 or the rotating ring 22 as in the above-described case allows the special image A and the distant special image B to be moved closer to the Z direction. A certain special image A moves on the screen of the monitor 16 by the same distance. Thereby, even when the special image B located far in the Z direction is moved on the screen of the monitor 16 for a long distance, it is not necessary to rotate the trackball 21 or the rotating ring 22 so much, and the operation becomes easy. Further, in this case, even if the trackball 21 or the rotating ring 22 is rotated by the same amount, the moving distance of the nearby special image A becomes short, so that accurate positioning becomes easy. In this example, the output data X, Y, and Z are calculated using Expression 1, but the output data X, Y, and Z may be changed according to the distance of the special image in the Z direction. With, various special effects can be achieved. On the other hand, in the case where the special image is moved in consideration of the perspective as in the prior art, that is, when the special image is moved in one-to-one correspondence with the distance in the depth direction, the movement amount setting switch 28 is used.
Use to set the normal movement mode. In this case, for example, when the trackball 21 makes one rotation, FIG.
As shown in the figure, the special images A and B have the same distance X at that point.
Move by 0. At this time, assuming that the nearby special image A has moved by the distance X3 on the screen of the monitor 16 as shown in FIG. 10A, the moving distance X4 of the far special image B as shown in FIG. Is shorter than that. As a result, when viewed on the monitor 16, the special images A and B appear to move with a natural feeling according to the distances Z0 (A) and Z0 (B) in the depth direction. Now, parameters for determining the state of the special image, such as the size of the special image created by the image special effect processing section 15 and the size and color of the border (contour) 50 as shown in FIG. Is created by the graphic display creating unit 14 as described above, and is displayed on the menu monitor 17 as various menus. FIG. 7B shows an example of a menu display for border setting. In this menu, the width b of the entire border 50 is set.
Is set as a parameter for determining the width, and "H" is set as a parameter of the width b of the upper and lower borders 50A and 50B. The left and right borders 50
“V” is provided as a parameter for C and 50D. Furthermore, “Left”, “Rght”, “Top”, “Bt” are used as individual parameters of the borders 50A to 50D.
tm ". The border 50 can change the color as a whole, and its parameters are “Lum” for determining the lightness and “Sa” for determining the saturation.
t "and" Hue "for determining the hue. To set each parameter, the cursor switch 26 is pressed to display, for example, an arrow-shaped cursor 51 on the menu. As a result, each parameter can be set, the track ball 21 functions as a cursor moving unit, and the rotating ring 22 functions as a parameter setting unit. Now, in FIG. 11B, the upper border 50A
Is set to 10.00 mm, whereby the width b of the upper border 50A is set to 10 m.
m. To change this to, for example, 20 mm, turn the trackball 21 and move the cursor 51
Is moved into the parameter display area 52. Thus, the value of the parameter “Top” 10.00 can be changed. When the rotating ring 22 is turned in this state, the value of the parameter sequentially increases or decreases.
When the operation of the rotary ring 22 is stopped at 0.00, and the cursor 51 is moved out of the range of the parameter display area 52, the value of the parameter “Top” becomes 20.00.
mm. With this, the width b of the upper border 50A is 2
Displayed at 0 mm. In order to operate a special image after setting each parameter in this way, the 3D input switch 27 is turned on. As a result, the trackball 21 and the rotating ring 22 become three-dimensional input means, and a special image on the image monitor 16 can be operated. FIG. 12 shows the procedure of the input data change processing 60 in the three-dimensional video special effect device 1. In the input data change processing 60, first, the output data X,
The count values X1, Y1, and Z1 of the counters 23, 24, and 25 are set as Y and Z (step 61). next,
It is determined whether the mode is the fixed amount movement mode (step 62).
If it is determined that the mode is the fixed amount movement mode, the count information X1, Y1, Z1 is added to the depth information f (Z
0) is multiplied, and the calculated value is replaced with output data X, Y, Z (step 63). Subsequently, output data X, Y, and Z are output (step 64), and are supplied to the video special effect processing unit 15 to move the special video. If it is determined in step 62 that the mode is not the fixed amount movement mode, that is, the normal movement mode, the count values X1, Y1 and Z1 are output as they are as output data X, Y and Z in step 64. After step 64, count values X1, Y1, and Z1 are set as output data X, Y, and Z in step 61, and thereafter, the same processing as described above is repeatedly performed. In the above embodiment, the case where the trackball 21 and the rotating ring 22 are used as data input means has been described. However, the present invention is also applied to a three-dimensional input device having a joystick and other data input means. It is possible. As described above, the three-dimensional structure according to the present invention is described.
According to the input device, the amount of operation at the data input unit and special video
Travel setting switch to switch the correlation with travel distance
The movement setting switch allows the data input section
The amount of movement of the special image relative to the amount of operation
Normal movement mode that outputs in inverse proportion to the distance toward the direction of travel
The movement of the special image according to the input amount and the operation amount of the data input unit
The amount is constant regardless of the depth of this special image
The mode is switched to a constant amount movement mode for outputting the output . With this configuration, the movement amount setting switch
Normal movement mode or fixed amount movement by operation
Mode can be selected, so far in the depth direction
A special image existing in a long distance with a small amount of operation
be able to. Also, there is a special
Accurate position even when moving the image a short distance
Alignment becomes easy. Therefore, operability is extremely improved.
You.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明に係わる3次元入力装置を適用した3次
元映像特殊効果装置の系統図である。 【図2】パネル2の正面図である。 【図3】トラックボール21及び回転リング22の平面
図である。 【図4】図3のA−A断面図である。 【図5】トラックボール21及び回転リング22の側面
図である。 【図6】図3のB−B断面図である。 【図7】図5のC−C断面図である。 【図8】特殊映像の奥行方向の距離とモニタ16上の大
きさを説明する図である。 【図9】一定量移動モードにおける特殊映像の移動距離
を説明する図である。 【図10】ノーマル移動モードにおける特殊映像の移動
距離を説明する図である。 【図11】ボーダを説明する図である。 【図12】入力データ変更処理の手順を説明する図であ
る。 【符号の説明】 1 3次元映像特殊効果装置 2 パネル 11 CPU 13 3次元及びパラメータ入力部 15 映像特殊効果処理部 21 トラックボール 22 回転リング 23 Xカウンタ 24 Yカウンタ 25 Zカウンタ 26 カーソルスイッチ 27 3D入力スイッチ 28 移動量設定スイッチ 31 プリント基板 32 ベースシャーシ 33,42,43 フォトインタラプタ 36 固定リング 38,39,40 支持ローラ 51 カーソル 52 パラメータ表示エリア
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a system diagram of a three-dimensional video special effect device to which a three-dimensional input device according to the present invention is applied. FIG. 2 is a front view of the panel 2. FIG. 3 is a plan view of a track ball 21 and a rotating ring 22. FIG. 4 is a sectional view taken along line AA of FIG. 3; FIG. 5 is a side view of a trackball 21 and a rotating ring 22. FIG. 6 is a sectional view taken along line BB of FIG. 3; FIG. 7 is a sectional view taken along line CC of FIG. 5; FIG. 8 is a diagram illustrating a distance in a depth direction of a special image and a size on a monitor 16; FIG. 9 is a diagram illustrating a moving distance of a special image in a fixed amount moving mode. FIG. 10 is a diagram illustrating a moving distance of a special image in a normal moving mode. FIG. 11 is a diagram illustrating a border. FIG. 12 is a diagram illustrating a procedure of input data change processing. [Description of Signs] 1 3D video special effect device 2 Panel 11 CPU 13 3D and parameter input unit 15 Video special effect processing unit 21 Trackball 22 Rotating ring 23 X counter 24 Y counter 25 Z counter 26 Cursor switch 27 3D input Switch 28 Movement amount setting switch 31 Printed circuit board 32 Base chassis 33, 42, 43 Photo interrupter 36 Fixing rings 38, 39, 40 Support roller 51 Cursor 52 Parameter display area

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−40520(JP,A) 特開 平2−282818(JP,A) 特開 平6−303508(JP,A) 特開 平6−303509(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 5/262 H04N 5/222 G06F 3/00 - 3/033 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-62-40520 (JP, A) JP-A-2-282818 (JP, A) JP-A-6-303508 (JP, A) JP-A-6-303508 303509 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H04N 5/262 H04N 5/222 G06F 3/00-3/033

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 映像特殊効果処理部で作成された特殊映
像を3次元方向に移動するためのデータを入力する3次
元入力装置において、前記特殊映像の移動量を操作量として入力するデータ入
力部と、 前記データ入力部での操作量と前記特殊映像の移動量と
の相関関係を切り換える移動量設定スイッチとを備え、 前記移動量設定スイッチは、 前記データ入力部の操作量に対して前記特殊映像の移動
量を当該特殊映像の奥行き方向の距離に逆比例させて出
力するノーマル移動モードと、 前記データ入力部の操作量に対して前記特殊映像の移動
量を当該特殊映像の奥行き方向の距離に拘らず一定にし
て出力する一定量移動モードとを切り換える ことを特徴
とする3次元入力装置。
(57) [Claim 1] In a three-dimensional input device for inputting data for moving a special image created by an image special effect processing unit in a three-dimensional direction, a movement amount of the special image Data input to input
Force unit , the operation amount in the data input unit and the movement amount of the special image,
And a movement setting switch for switching the correlation of the movement setting switch, movement of the special image on the operation amount of the data input unit
Output in inverse proportion to the distance of the special image in the depth direction.
Normal movement mode to be pressed and movement of the special image with respect to the operation amount of the data input unit
The amount is fixed regardless of the distance of the special image in the depth direction.
A three-dimensional input device , which switches between a fixed amount movement mode and a fixed amount movement mode .
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