JPH01124019A - 三次元座標指示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 この発明はデイスプレィ等に用いられる座標指示を三次
元で行う三次元座標指示装置に関し、ライトペンを用い
て簡易な構成で三次元座標指示を行うことを目的とし、 ２本の拡散しない光線を所定角度で出射するライトペン
と、前記２本の光線を受光し受光座標を検出する受光素
子で２平面を構成するとともに、該２平面を間隔ｌ隔で
平行に形成し、該両平面の検知した座標と前記所定角度
と間隔とから前記ライトペンの座標を演算する演算回路
を具備するように構成する。

〔産業上の利用分野〕

この発明はデイスプレィ等に用いられる座標指示を三次
元で行う三次元座標指示装置に関するものである。

〔従来の技術〕

デイスプレィ等に使用される座標指示装置は、一般に平
面座標指示装置が多い。即ち、座標指示をタブレットを
用いて行う場合、ペンを用いて座標指示を行う。即ちタ
ブレット面にペンの位置を検出する検出回路が設けてあ
り、ペンをタブレソト面上に置くことによって電磁誘導
によって、検出回路は座標を検出している。したがって
、ペンがタブレット面から離れた三次元座標検出は不可
能である。また、マウスのように、平面上を移動させて
、その移動距離から座標の変更を行う座標検出方法も、
三次元座標指示には使用できない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記したように、従来の座標指示装置は二次元座標指示
であり、三次元座標指示ができないという問題がある。

この発明は、上記した従来の状況から、ライトペンを用
いて簡易な構成で三次元座標指示を行う三次元座標指示
装置を提供することを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は第１図の原理図に示すように、２木の拡散し
ない光線を所定角度φで出射するライトペンｌと、ライ
トペン１の出射光を受光する受光素子からなり、間隔ｌ
を隔てた２千面２．３と、両手面２．３が検出した座標
と所定角度φと間隔βとからライトペン１の三次元座標
を演算する演算回路４とで構成する。

〔作　用〕

ライトペン１の２本の光線を受光した受光素子によって
光が照射した座標を読み取り、此の座標と２本の光線の
なす角φと、受光素子が形成する両手面間隔ｌとから演
算をしてライトペン１の三次元座標を取り出す。したが
って、簡単に三次元座標の指示が可能になる。

〔実施例〕

第２図は本発明の一実施例を示す模式図である。

１はライトペンであり、２本の拡散しない光線例えば、
レーザ光を出射する。２と３は間隔ρを持ち、平行な平
面であり、この平面ば微細な受光素子で構成されている
。即ち、光が照射された箇所の平面２．３上の座標が受
光素子で検出されるようになっている。したがって、受
光素子が微細な程座標検出が高精度に行える。

なお２光線のなす角度φは予め測定しておく。

受光素子で検出された座標は演算回路４に入力される。

演算回路４は、座標をそれぞれ保持するレジスタ４−１
と、演算部４−２と、演算結果を記憶するレジスタ４−
４と、演算部４−２に演算式を提供する記憶部４−３と
、演算回路４を制御する制御部４−５とで構成されてい
る。

動作の説明に先立って演算の方法に付いて第３図を用い
て説明をする。２平面２，３にライトペン１の２光線が
照射する座標をそれぞれ（Ｘ＋＋Ｖ＋）（Ｘｚ＋Ｖｚ）
＋　　（ＸＩ”＋　　ｙ＋’）＋　（ｘｚ”、　　ｙｚ
”）　　とする。

座標（Ｘｌ＋Ｖｌ）＋（ＸＩＺ　　）’＋’）との距離
Ａｌｌは、Ｉ２１＋−（ＸＩ　　　ＸＩ　　　＋　　Ｖ
＋　　Ｙ＋　　＋Ｉｌ・・・■となり、 座標（Ｘ　Ｉ’！　　）’　＋’）と（Ｘ２’ｌ　　Ｖ
ｚ’）の距離Ｉ！＋２は Ｉ！−１ｚ＝　　　ＸＩ　　　　Ｘ２　　　＋　　　３
’＋　　　　３’ｚ・・・　■となる。三角形ＡＢかに
おいて、Ｌ２　Ｓｉｎ　φ−７！１２Ｓｉｎ　　θ１が
成立する。

したがって、 Ｌｚ−１−＋２　Ｓｉｎ　　θ、／Ｓｉｎ　φ＝　　Ｉ
ＩＩｚ・Ｅ／（１１，・Ｓｉｎ　φ　・・・　　■が成
立する。ライトペン１の座標を示す０点（座標ｘ、ｙ）
は、三角形ＢＣＰにおいて、 Ａ２６＝ＬｚＣｏｓ　θ２　　が成立し、・・・・■が
成立する。

２−Ｌ２　　・Ｓｉｎ　θ２ Ｌ２　・β ・・・・■が成立する。

ライトペン１が照射した座標卓２，３の光電素子よりの
座標は、それぞれレジスタ４−１に入力され保持される
。制御部４−５は１．記憶部４−３に格納されているプ
ログラムに基づいて、記憶部４−３に格納した（１）式
に基づいて演算を行い”ＩＩを演算して、その値をレジ
スタ４−４に保持する。

次に制御部４−５は、（２）式に基づいてＬ２の演算を
行い、レジスタ４−４に保持する。

制御部４−５は、レジスタ４−４の＃Ｉ＋＋７！ｌ□を
用いて、（３）式の演算を行い、レジスタ４−４に格納
する。

演算部４−５は、（４１，（５１式を用いて演算を行い
１２゜。

２の演算を行い、レジスタ４−４に格納する。

第４図に示すように、ｎ２０が求められると、ｙｚ　’
　／　Ｘｚ　’　　−ｙ／　ｘｙ＋　’　／　Ｘ、＋　
　−ｙ／ｘ　　の２式から、ｘ、ｙを演算部４−２によ
って求め、三次元座標が求められる。

なお、ライトペンから２光線を出力するのに、第５図に
示すプリズムを使用してもよいことは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上の説明より明らかなように、本発明によれば、拡散
しない２本の光線を出力するライトペンを用いるという
簡単な構成で三次元座標が得られるものとなり、座標検
出にきわめて有効な効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図、 第２図は本発明の一実施例を示す模式図、第３図は本発
明の座標演算を説明するための模式図、 第４図は本発明のｘ、ｙ座標の演算を説明するための模
式図、 第５図は、本発明のライトペンの一構造を示す模式図で
ある。 図において、１はライトペン、２と３は平面、４は演算
回路を示す。 １Ｎ日ゾ（Ｓ　Ｘ、ｙ　Ｘｊ粟ｔｙ＋　ｅ￥、’ｊｈｔ
ｈＦＩｕＴ＝Ａｔｒｄｉ１ｇｒＢ第４図 ４１巻朗の一吏１舎例１苓Ｔ享莫弐図 第２図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　２本の拡散しない光線を所定角度（φ）で出射するラ
   イトペン（１）と、 前記２本の光線を受光し受光座標を検出する受光素子で
   ２平面（２、３）を構成するとともに、該２平面（２、
   ３）を間隔（ｌ）隔て平行に形成し、該両平面（２、３
   ）の検知した座標と前記所定角度（φ）と間隔（ｌ）と
   から前記ライトペン（１）の座標を演算する演算回路（
   ４）を具備したことを特徴とする三次元座標指示装置。