JPH02155024A - 三次元座標入力装置及びその位置指示器 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、コンピュータ等に用いる入力装置として利用
できる座標入力装置に関し、特に三次元座標入力装置に
関するものである。

（従来の技術） 従来、三次元上の位置を検出して、二次元上での手書き
文字や図形等の情報をコード化する装置は公知である。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、前述の装置では、三次元位置を検出する
ことができなかった。

本発明の目的は上記の問題点に鑑み、三次元空間中に描
いた三次元図形等の情報疎び三次元空間中の測定対象物
の外形情報等をコード化して上位装置に入力する装置を
提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記の目的を達成するために、請求項（１）で
は少なくとも２個の光反射球体を備え、限定された指示
空間中の位置を指示する位置指示器と、ＸＹ平面に垂直
な回転軸と前記指示空間に対応したＺ軸方向の長さを有
する第１の回転ミラーと、前記第１の回転ミラーと所定
距離を隔てて配設され、前記ＸＹ平面に垂直な回転軸と
前記指示空間に対応したＺ軸方向の長さを有する第２の
回転ミラーと、前記ＸＹ平面に平行な回転軸を有する第
３の回転ミラーと、前記第３の回転ミラーにレーザ光を
出射する第１の光源と、前記ＸＹ平面に平行な回転軸を
有する第４の回転ミラーと、前記第４の回転ミラーにレ
ーザ光を出射する第２の光源と、前記指示空間に対応し
たＺ軸方向の長さを有し、前記第３の回転ミラーにより
反射されたレーザ光を受けて、該レーザ光を前記ＸＹ平
面と平行に前記第１の回転ミラーに反射する第１の放物
面鏡と、前記指示空間に対応したＺ軸方向の長さを有し
、前記第４の回転ミラーにより反射されたレーザ光を受
けて、該レーザ光を前記ＸＹ平而面平行に前記第２の回
転ミラーに反射する第２の放物面鏡と、前記第１の回転
ミラーで反射されたレーザ光が前記位置指示器の光反射
球体により反射され、該光反射球体への入射光と同一光
路を通り前記第１の回転ミラーに入射されるレーザ光を
検出する第１の光検出部と、前記第２の回転ミラーで反
射されたレーザ光が前記位置指示器が光反射球体により
反射され、該光反射球体への入射光と同一光路を通り前
記第２の回転ミラーに入射して反射されるレーザ光を検
出する第２の光検出部と、前記第１の回転ミラーと前記
第２の回転ミラーと前記第３の回転ミラーと前記第４の
回転ミラーのそれぞれの回転角度を検出する角度検出手
段と、前記第１の光検出の結果と前記第２の光検出の結
果と前記角度検出の結果に基づいて、前記位置指示器に
よる指示位置の座標値を算出する座標算出手段とを備え
た三次元座標入力装置を構成した。

請求項（２）では、少なくとも２個の光反射球体を備え
、限定された指示空間中の位置を指示する位置指示器と
、ＸＹ平面に垂直な回転軸と前記指示空間に対応したＺ
軸方向の長さを有する第１の回転ミラーと、前記第１の
回転ミラーと所定距離を隔てて配設され、前記ＸＹ平面
に垂直な回転軸と前記指示空間に対応したＺ軸方向の長
さを有する第２の回転ミラーと、前記ＸＹ平面に平行な
回転軸を有する第３の回転ミラーと、前記ＸＹ平面に平
行な回転軸を有する第４の回転ミラーと、レーザ光を出
射する光源と、前記光源から出射されたレーザ光を前記
第３の回転ミラーと前記第４の回転ミラーに入射する光
学系と、前記指示空間に対応したＺ軸方向の長さを有し
、前記第３の回転ミラーにより反射されたレーザ光を受
けて、該レーザ光を、前記ＸＹ平面と平行に前記第１の
回転ミラーに反射する第１の放物面鏡と、前記指示空間
に対応したＺ軸方向°の長さを有し、前記第４の回転ミ
ラーにより反射されたレーザ光を受けて、該レーザ光を
前記ＸＹ平面と平行に前記第２の回転ミラーに反射する
第２の放物面鏡と、前記第１の回転ミラーで反射された
レーザ光が前記位置指示器の光反射球体により反射され
、該光反射球体への入射光と同一光路を通り前記第１の
回転ミラーに入射して反射されるレーザ光を検出する第
１の光検出部と、前記第２の回転ミラーで反射されたレ
ーザ光が前記位置指示器の光反射球体により反射され、
該光反射球体への入射光と同一光路を通り前記第２の回
転ミラーに入射して反射されるレーザ光を検出する第２
の光検出部と、前記第１の回転ミラーと前記第２の回転
ミラーと前記第３の回転ミラーと前記第４の回転ミラー
のそれぞれの回転角度を検出する角度検出手段と、前記
第１の光検出の結果と前記第２の光検出の結果と前記角
度検出の結果に基づいて、前記位置指示器による指示位
置の座標値を算出する座標算出手段とを備えた三次元座
標入力装置を構成した。

請求項（３〉では、少なくとも２個の光反射球体を備え
、限定された指示空間中の位置を指示する位置指示器と
、ＸＹ平面に垂直な回転軸と前記指示空間に対応したＺ
軸方向の長さを有する第１の回転ミラーと、前記第１の
回転ミラーと所定距離を隔てて配設され、前記ＸＹ平面
に垂直な回転軸と前記指示空間に対応したＺ軸方向の長
さを有する第２の回転ミラーと、前記ＸＹ平面に平行な
回転軸を有する第３の回転ミラーと、前記第３の回転ミ
ラーにレーザ光を出射する第１の光源と、前２第１の光
源と異なる方向から前記第３の回転ミラーにレーザ光を
出射する第２の光源と、前記指示空間に対応したＺ軸方
向の長さを有し、前記第１の光源より出射され前記第３
の回転ミラーで反射されたレーザ光を受けて、該レーザ
光を前記ＸＹ平面と平行に前記第１の回転ミラーに反射
する第１の放物面鏡と、前記指示空間に対応したＺ軸方
向の長さを有し、前記第２の光源より出射され前記第３
の回転ミラーで反射されたレーザ光を受けて、該レーザ
光を前記ＸＹ平面と平行に前記第２の回転ミラーに反射
する第２の放物面鏡と、前記第１の回転ミラーで反射さ
れたレーザ光が前記位置指示器の光反射球体により反射
され、該光反射球体への入射光と同一光路を通り前記第
１の回転ミラーに入射して反射されるレーザ光を介して
検出する第１の光検出部と、前記第２の回転ミラーで反
射されたレーザ光が前記位置指示器の光反射球体により
反射され、該光反射球体への入射光と同一光路を通り前
記第２の回転ミラーに入射して反射されるレーザ光を検
出する第２の光検出部と、前記第１の回転ミラーと前記
第２の回転ミラーと前記第３の回転ミラーのそれぞれの
回転角度を検出する角度検出手段と、前記第１の光検出
の結果と前記第２の光検出の結果と前記角度検出の結果
に基づいて、前記位置指示器による指示位置の座標値を
算出する座標算出手段とを備えた三次元座標入力装置を
構成した。

また、請求項（４）では、少なくとも２個の光反射球体
を備え、限定された指示空間中の位置を指示する位置指
示器と、ＸＹ平面に垂直な回転軸と前記指示空間に対応
したＺ軸方向の長さを有する第１の回転ミラーと、前記
第１の回転ミラーと所定距離を隔てて配設され、前記Ｘ
Ｙ平面に垂直な回転軸と前記指示空間に対応したＺ軸方
向の長さを有する第２の回転ミラーと、前記ＸＹ平面に
平行な回転軸を有する第３の回転ミラーと、レーザ光を
出射する光源と、前記光源から出射されたレーザ光を前
記第３の回転ミラーに２つの方向から入射する光学系と
、前記指示空間に対応したＺ軸方向の長さを有し、前記
第３の回転ミラーで反射された一方のレーザ光を受けて
、該レーザ光を前記ＸＹ平面と平行に前記第１の回転ミ
ラーに反射する第１の放物面鏡と、前記指示空間に対応
したＺ軸方向の長さを有し、前記第３の回転ミラーで反
射された他方のレーザ光を受けて、該レーザ光を前記Ｘ
Ｙ平面と平行に前記第２の回転ミラーに反射する第２の
放物面鏡と、前記第１の回転ミラーで反射されたレーザ
光が前記位置指示器の光反射球体により反射され、該光
反射球体への入射光と同一光路を通り前記第１の回転ミ
ラーに入射して反射されるレーザ光を検出する第１の光
検出部と、前記第２の回転ミラーで反射されたレーザ光
が前記位置指示器の光反射球体により反射され、該光反
射球体への入射光と同一光路を通り前記第２の回転ミラ
ーに入射して反射されるレーザ光を検出する第２の光検
出部と、前記第１の回転ミラーと前記第２の回転ミラー
と前記第３の回転ミラーのそれぞれの回転角度を検出す
る角度検出手段と、前記第１の光検出の結果と前記第２
の光検出の結果と前記角度検出の結果に基づいて、前記
位置指示器による指示位置の座標値を算出する座標算出
手段とを備えた三次元座標入力装置を構成した。

また、請求項（５）では、少なくとも２個の光反射球体
を備え、限定された指示空間中の位置を指示する位置指
示器を構成した。

さらにまた、請求項（６）では、請求項（５）記載の位
置指示器において、光反射球体を３個備え、該光反射球
体を異なる距離を隔てて同一直線上に配置した。

（作　用） 本発明の請求項（１）によれば、第１の光源から出射さ
れたレーザ光は、第３の回転ミラーにより反射されて第
１の放物面鏡に入射される。第１の放物面鏡に入射され
たレーザ光はＸＹ平面と平行に反射され、第１の回転ミ
ラーに入射される。第１の回転ミラーに入射し、該第１
の回転ミラーによってＸＹ平面と平行に反射されたレー
ザ光が位置指示器の光反射球体の中心に向ったときに、
該レーザ光は該光反射球体により入射光と同一方向に反
射され、入射光と同一光路を通り第１の回転ミラーで反
射されて第１の光検出部によって検出される。第２の光
源から出射されたレーザ光は、第４の回転ミラーにより
反射されて第２の放物面鏡に入射される。第２の放物面
鏡に入射されたレーザ光はＸＹ平面と平行に反射され、
第２の回転ミラーに入射される。第２の回転ミラーに入
射し、該第２の回転ミラーによってＸＹ平面と平行に反
射されたレーザ光が位置指示器の光反射球体の中心に向
ったときに、該レーザ光は該光反射球体により入射光と
同一方向に反射され、入射光と同一光路を通り第２の回
転ミラーで反射されて第２の光検出部によって検出され
る。

また、角度検出手段により第１乃至第４の回転ミラーの
それぞれの回転角度が検出され、座標算出手段により、
第１の光検出部によってレーザ光が検出されたときの第
１及び第３の回転ミラーのそれぞれの回転角度と第２の
光検出部によってレーザ光が検出されたときの第１及び
第４の回転ミラーのそれぞれの回転角度に基づいて、位
置指示器の各光反射球体の中心位置の座標値が算出され
ると共に位置指示器による指示位置の座標値が算出され
る。

請求項（２）によれば、光源から出射されたレーザ光は
光学系を介して第３及び第４の回転ミラーに入射され、
第３の回転ミラーにより反射されたレーザ光は第１の放
物面鏡に入射される。第１の放物面鏡に入射されたレー
ザ光はＸＹ平面と平行に反射され、第１の回転ミラーに
入射される。第１の回転ミラーに入射し、該第１の回転
ミラーによってＸＹ平面と平行に反射されたレーザ光が
位置指示器の光反射球体の中心に向づたときに、該レー
ザ光は該光反射球体により入射光と同一方向に反射され
、入射光と同一光路を通り第１の回転ミラーで反射され
て第１の光検出部によって検出される。また、光源から
出射され、光学系を介して第４の回転ミラーに入射され
たレーザ光は、第４の回転ミラーにより反射されて第２
の放物面鏡に入射される。第２の放物面鏡に入射された
レーザ光はＸＹ平面と平行に反射され、第２の回転ミラ
ーに入射される。第２の回転ミラーに入射し、該第２の
回転ミラーによってＸＹ平面と平行に反射されたレーザ
光が位置指示器の光反射球体の中心に向ったときに、該
レーザ光は該光反射球体により入射光と同一方向に反射
され、入射光と同一光路を通り第２の回転ミラーで反射
されて第２の光検出部によって検出される。

また、角度検出手段により第１乃至第４の回転ミラーの
それぞれの回転角度が検出され、座標算出手段により、
第１の光検出部によってレーザ光が検出されたときの第
１及び第３の回転ミラーのそれぞれの回転角度と第２の
光検出部によってレーザ光が検出されたときの第１及び
第４の回転ミラーのそれぞれの回転角度に基づいて、位
置指示器の各光反射球体の中心位置の座標値が算出され
ると共に位置指示器による指示位置の座標値が算出され
る。

請求項（３）によれば、第１の光源から出射されたレー
ザ光は第３の回転ミラーにより反射されて第１の放物面
鏡に入射される。ＩＲｌの放物面鏡に入射されたレーザ
光はＸＹ平面と平行に反射され、第１の回転ミラーに入
射される。第１の回転ミラーに入射し、該第１の回転ミ
ラーによってＸＹ平面と平行に反射されたレーザ光が位
置指示器の光反射球体の中心に向ったときに、該レーザ
光は該光反射球体により入射光と同一方向に反射され、
入射光と同一光路を通り第１の回転ミラーで反射されて
第１の光検出部によって検出される。また、第２の光源
から出射されたレーザ光は、第３の回転ミラーにより反
射されて第２の放物面鏡に入射される。第２の放物面鏡
に入射されたレーザ光はＸＹ平面と平行に反射され、第
２の回転ミラーに入射される。第２の回転ミラーに入射
し、該第２の回転ミラーによってＸＹ平面と平行に反射
されたレーザ光が位置指示器の光反射球体の中心に向っ
たときに、該レーザ光は該光反射球体により入射光と同
一方向に反射され、入射光と同一光路を通り第２の回転
ミラーで反射されて第２の光検出部によって検出される
。

また、角度検出手段により第１乃至第４の回転ミラーの
それぞれの回転角度が検出され、座標算出手段により、
第１の光検出部によってレーザ光が検出されたときの第
１及び第３の回転ミラーのそれぞれの回転角度と第２の
光検出部によってレーザ光が検出されたときの第１及び
第４の回転ミラーのそれぞれの回転角度に基づいて、位
置指示器の各光反射球体の中心位置の座標値が算出され
ると共に位置指示器による指示位置の座標値が算出され
る。

請求項（４）によれば、光源から出射されたレーザ光は
光学系を介して２つの方向から第３の回転ミラーに入射
される。その一方のレーザ光は第３の回転ミラーにより
反射されて第１の放物面鏡に入射される。第１の放物面
鏡に入射されたレーザ光はＸＹ平面と平行に反射され、
第１の回転ミラーに入射される。第１の回転ミラーに入
射し、該第１の回転ミラーによってＸＹ平面と平行に反
射されたレーザ光が位置指示器の光反射球体の中心に向
ったときに、該レーザ光は該光反射球体により入射光と
同一方向に反射され、入射光と同一光路を通り第１の回
転ミラーで反射されて第１の光検出部によって検出され
る。また、光源から光学系を介して第３の回転ミラーに
入射された他方のレーザ光は、該第３の回転ミラーによ
り反射されて第２の放物面鏡に入射される。第２の放物
面鏡に入射されたレーザ光はＸＹ平面と平行に反射され
、第２の回転ミラーに入射される。第２の回転ミラーに
入射し、該第２の回転ミラーによってＸＹ平面と平行に
反射されたレーザ光が位置指示器の光反射球体の中心に
向ったときに、該レーザ光は該光反射球体により入射光
と同一方向に反射され、入射光と同−光路を通り第２の
回転ミラーで反射されて第２の光検出部によって検出さ
れる。

また、角度検出手段により第１乃至第４の回転ミラーの
それぞれの回転角度が検出され、座標算出手段により、
第１の光検出部によってレーザ光が検出されたときの第
１及び第３の回転ミラーのそれぞれの回転角度と第２の
光検出部によってレーザ光が検出されたとき、の第１及
び第４の回転ミラーのそれぞれの回転角度に基づいて、
位置指示器の各光反射球体の中心位置の座標値が算出さ
れると共に位置指示器による指示位置の座標値が算出さ
れる。

また、請求項（５）によれば、光反射球体の中心に向っ
て入射した光が入射光と同一光路で反射され、２個の光
反射球体の中心位置が示される。

また、請求項（６）によれば、３個の光反射球体のそれ
ぞれの中心に向って入射した光が入射光と同一光路で反
射され、３個の光反射球体の中心位置が示される。さら
に、光反射球体を異なる距離を隔てて同一直線上に配置
したことにより、３個の光反射球体が区別される。

（実施例） 第１図は本発明の第１の実施例における光学系配置図で
ある。図において、１０は位置指示器、２１．３１はそ
れぞれ第１、第２のレーザ、２２゜３２はシリンドリカ
ルレンズ、２３．３３はそれぞれ複数の鏡面を有する第
３、第４の回転ミラー２４．３４はトロイダルレンズ、
２５．３５はそれぞれ第１、第２の放物面鏡、２６．３
６はそれぞれ一つの鏡面を有する第１、第２の回転ミラ
ー２７．３７はハーフミラ−２８，３８はそれぞれアモ
ルファスシリコン太陽電池（以下単に太陽電池と称す）
、２９．３９はそれぞれ第１、第２の光センサ、５０は
座標入力可能な指示空間である。

前記位置指示器１０は、第２図に示すように、指示棒１
１に３個の光反射球体１２，１３．１４が設けられてい
る。これらの光反射球体１２゜１３．１４の中心は指示
棒１１の軸心に位置し、指示棒１１の先端と光反射球体
１２の中心との間は所定距離Ｕ１を、光反射球体１２の
中心と光反射球体１３の中心との間は所定距離Ｕ２を、
光反射球体１３の中心と光反射球体１４の中心との間は
所定距離Ｕ３をそれぞれ有している。ここで距離Ｕ２と
距離Ｕ３は異なる値とする。この位置指示器１０を指示
空間５０の中で移動させ、指示棒１１の先端により座標
入力対象装置を指示する。

前記第１及び第２のレーザ２１，３１はそれぞれ半導体
レーザにより構成され、第１のレーザ２１から出射した
レーザ光は、シリンドリカルレンズ２２を介してＸＹ平
面と平行な回転軸を有する第３の回転ミラー２３に入射
される。更に、第３の回転ミラー２３により反射された
レーザ光は、トロイダルレンズ２４を介してＸ軸上に配
設された第１の放物面鏡２５に入射される。また、第１
の放物面１ｔ２５に入射したレーザ光はＸＹ平而面びＸ
軸に平行に反射され、ハーフミラ−２７を介して、ＸＹ
平面の原点上に配設された第１の回転ミラー２６の回転
軸に入射されるようになっている。

前記第２のレーザ３１から出射したレーザ光は、シリン
ドリカルレンズ３２を介してＸＹ平面と平行な回転軸を
有する第４の回転ミラー３３に入射される。更に、第４
の回転ミラー２３により反射された１ノーザ光は、トロ
イダルレンズ３４を介してＸ軸上に配設された第２の放
物面鏡３５に入射される。また、第２の放物面鏡３５に
入射したレーザ光は、ＸＹ平面及びＸ軸に平行に反射さ
れ、ハーフミラ−３７を介して、第１の回転ミラー２６
と所定距離Ｌ１を隔ててＸ軸上に配設された第２の回転
ミラー３６の回転軸に入射されるようになっている。

また、太陽電池２８は、第１のレーザ２１から出射した
レーザ光が第１の回転ミラー２６により、第１の回転ミ
ラー２６への入射光と同一方向に反射されたレーザ光を
ハーフミラ−２７を介して検出できる位置に配設されて
いる。太陽電池３８は、第２のレーザ３１から出射した
レーザ光が第２の回転ミラー３６により、第２の回転ミ
ラー３６への入射光と同一方向に反射されたレーザ光を
ハーフミラ−３７を介して検出できる位置に配設されて
いる。

前記第１、第２の放物面鏡２５．３５、ハーフミラ−２
７，３７、第１、第２の回転ミラー及び太陽電池２８．
３８のそれぞれは指示空間５０に対応したＺ軸方向の長
さを有している。

また、第３の回転ミラー２３の回転軸と第１の放物面鏡
２５との間、及び第４の回転ミラー３３の回転軸と第２
の放物面鏡３５との間はそれぞれ所定距離Ｌ２を有し、
第３の回転ミラー２３による反射光は第１の放物面鏡２
５の上端から下端まで入射し、第４の回転ミラー３３に
よる反射光は第２の放物面鏡３５の上端から下端まで入
射するようになりでいる。

前記第１、第２の光センサ２９，３９のそれぞれはフォ
トトランジスタからなっている。第１の光センサ２９は
、第１の放物面鏡２５の上端からハーフミラ−２７に入
射され、ハーフミラ−２７によって反射されたレーザ光
を検出できる位置に配設されている。また、第２の光セ
ンサ３９は、第２の放物面鏡３５の上端からハーフミラ
−３７に入射され、ハーフミラ−３７によって反射され
たレーザ光を検出できる位置に配設されている。

前記ハーフミラ−２７と太陽電池２８は第１の光検出部
を、ハーフミラ−３７と太陽電池３８は第２の光検出部
をそれぞれ構成している。

第３図は、第１の実施例の電気系回路のブロック図であ
る。図において、１１１は第１の回転ミラー駆動部で、
第１図に示す第１の回転ミラー２６を反時計回転方向に
等角速度ω１で回転させる。更に、第１の回転ミラー２
６の鏡面の法線が第１のレーザ２１からの入射光経路と
一致したときに、所定のパルス幅のパルス信号Ａを出力
する。

パルス信号Ａのパルス幅は、第１の回転ミラー２６が１
回転するのに要する時間よりも小さいものである。１１
２は第２の回転ミラー駆動部で、第２の回転ミラー３６
を時計回転方向に等角速度ω１で回転させる。更に、第
２の回転ミラー３６の鏡面の法線が、第２のレーザ３１
からの入射光経路と一致したときに、所定のパルス幅の
パルス信号Ｂを出力する。パルス信号Ｂのパルス幅は、
第２の回転ミラー３６が１回転するのに要する時間より
も小さいものである。

１１３は第３の回転ミラー駆動部で、第３の回転ミラー
２３による反射光が第１の放物面鏡２５の上端から下端
方向へ走査するように第３の回転ミラー２３を等角速度
ω２で回転させる。

１１４は第４の回転ミラー駆動部で、第４の回転ミラー
３３による反射光が第２の放物面鏡３５の上端から下端
方向へ走査するように第４の回転ミラー３３を等角速度
ω２で回転させる。

１１５はクロック信号発生回路で、所定の周期のクロッ
ク信号ＣＫを出力する。

１１６乃至１１９はレベル検出回路で、それぞれ抵抗器
及びオペアンプにより構成される。レベル検出回路１１
６は、第１の光センサ２９から出力される光電流を電圧
に変換し、この電圧が所定の検出基準レベル以上になっ
たときにパルス信号Ｃを出力する。レベル検出回路１１
７は、太陽電池２８から出力される光電流を電圧に変換
し、この電圧が所定の検出基準レベル以上になったとき
にパルス信号Ｅを出力する。レベル検出回路１１８は、
第２の光センサ３９から出力される光電流を電圧に変換
し、この電圧が所定の検出基準レベル以上になったとき
にパルス信号りを出力する。レベル検出回路１１９は、
太陽電池３８から出力される光電流を電圧に変換し、こ
の電圧が所定の検出基準レベル以上になったとききパル
ス信号Ｆを出力する。

１２１乃至１２６はパルス整形回路で、それぞれフリッ
ププロップ及び論理回路からなり、パルス信号を入力し
たときに１クロックパルス幅のパルス信号を出力する。

パルス整形回路１２１は、第１の回転ミラー駆動部１１
１の出力信号Ａとクロック信号ＣＫを入力して信号Ｇを
出力する。パルス整形回路１２２は、レベル検出回路１
１６の出力信号Ｃとクロック信号ＣＫを入力して信号Ｈ
を出力する。パルス整形回路１２３は、レベル検出回路
１１７の出力信号Ｅとクロック信号ＣＫを入力して信号
Ｉを出力する。パルス整形回路１２４は、第２の回転ミ
ラー駆動部１２２の出力信号Ｂとクロック信号ＣＫを入
力して信号Ｊを出力する。パルス整形回路１２５は、レ
ベル検出回路１１８の出力信号りとクロック信号ＣＫを
入力して信号Ｋを出力する。パルス整形回路１２６は、
レベル検出回路１１９の出力信号Ｆとクロック信号ＣＫ
を入力して信号りを出力する。

１３１乃至１３４はカウンタで、それぞれクロック信号
ＣＫによりフリーカウントしている。また、カウンタ１
３１はパルス信号Ｇにより、カウンタ１３２はパルス信
号Ｈにより、カウンタ１３３はパルス信号Ｊにより、カ
ウンタ１３４はパルス信号Ｋによりそれぞれリセットさ
れる。

１３５及び１３６はタイミング切替え回路で、それぞれ
カウンタ及び論理回路により構成される。

タイミング切替え回路１３５は、クロック信号ＣＫを入
力し、パルス信号Ｇが入力した後、１回目のパルス信号
■が入力したときにパルス信号Ｍ１を、２回目のパルス
信号■が入力したときにパルス信号Ｍ２を、３回目のパ
ルス信号Ｉが入力したときにパルス信号Ｍ３をそれぞれ
出力する。タイミング切替え回路１３６は、クロック信
号ＣＫを入力し、パルス信号Ｊが入力した後、１回目の
パルス信号りが入力したときにパルス信号Ｎ１を、２回
目のパルス信号りが入力したときにパルス信号Ｎ２を、
３回目のパルス信号りが入力したときにパルス信号Ｎ３
をそれぞれ出力する。

１３７は割込み信号発生回路で、フリップフロップ及び
論理回路から構成され、パルス信号Ｍ３゜Ｎ３及びクロ
ック信号ＣＫを入力し、パルス信号Ｍ３とパルス信号Ｎ
３の一方のパルス信号が入力した後に他方のパルス信号
が入力したとき、または、２つのパルス信号が同時に入
力したときに割込み信号ＩＮＴを論理“１＃にして後述
するＣＰＵ１６０に出力する。また、ＣＰＵ１６０から
論理“１”のパルス状のリセット信号Ｒを入力したとき
に割込み信号ＩＮＴを論理“０”にする。

１４１乃至１４６はレジスタで、それぞれ１ワードのデ
ータを保持することが可能なものである。

レジスタ１４１〜１４３の入力の上位バイトには、それ
ぞれカウンタ１３１の出力が接続され、下位バイトには
それぞれカウンタ１３２の出力が接続されている。また
、レジスタ１４１はパルス信号Ｍ１により、レジスタ１
４２はパルス信号Ｍ２により、レジスタ１４３はパルス
信号Ｍ３によりそれぞれ入力データをラッチするように
なっている。

レジスタ１４４〜１４６の入力の上位バイトには、それ
ぞれカウンタ１３３の出力が接続され、下位バイトには
それぞれカウンタ１３４の出力が接続されている。また
、レジスタ１４４はパルス信号Ｎ１によりレジスタ１４
５はパルス信号Ｎにより、レジスタ１４６はパルス信号
Ｎ３によりそれぞれ入力データをラッチするようになっ
ている。

１５１乃至１５６はトライステート出力型のレジスタで
、それぞれ１ワードのデータを保持することが可能なも
のである。レジスタ１５１〜１５６の入力はそれぞれ対
応したレジスタ１４１〜１４６の出力に接続され、レジ
スタ１５１〜１５６のそれぞれは割込み信号ＩＮＴの立
上りで入力データをラッチするようになっている。

１６０はＣＰＵで、データバスＤＢを介してレジスタ１
５１〜１５６の出力に接続され、割込み信号ＩＮＴが論
理“１″になったときに、レジスタ１５１〜１５６に保
持されているデータを入力する。また、データを入力し
た後、出力ボートＰ１に論理“１“のパルス状のリセッ
ト信号Ｒを出力する。

前記角度検出手段は、第１及び第２の回転ミラー駆動部
１１１，１１２、クロック信号発生回路１１５、第１及
び第２の光センサ２９，３９、レベル検出回路１１６，
１１８、パルス整形回路１２１．１２２，１２４，１２
５、カウンタ１３１〜１３４により構成される。また、
座標値算出手巻は、レベル検出回路１１７，１１９、パ
ルス整形回路１２３，１２６、タイミング切替え回路１
３５，１３６、割込み信号発生回路１３７、レジスタ１
４１〜１４６，１５１〜１５６、ｃｐＵ１６０及びＣＰ
Ｕ１６０を動作させる後述のプログラムにより構成され
る。

次に、前述の構成からなる第１の実施例の動作を第４図
に示すプログラムフローチャートに基づいて説明する。

前記位置指示器１０により第１図に示す指示空間５０に
存在する座標入力対象の点Ｐの位置を入力する場合につ
いて説明する。このとき位置指示器１０の光反射球体１
２〜１４は指示空間５０の中に存在するように、指示棒
１１の先端を点Ｐに合わせる。

前記第１のレーザ２１から出射したレーザ光は、シリン
ドリカルレンズ２２によりビーム径を小さくされて第３
の回転ミラー２３に入射する。第３の回転ミラー２３に
よって反射されたレーザ光は、トロイダルレンズ２４に
より非点収差補正されて第１の放物面鏡２５に入射する
。第１の放物面鏡２５によって反射されたレーザ光が、
第１の回転ミラー２６に入射角θ１１で入射したときに
、その反射光が位置指示器１０の光反射球体１２の中心
位置に向ったとすると、光反射球体１２で反射されたレ
ーザ光は入射光と同一光路を通り、第１の回転ミラー２
６とハーフミラ−２７を介して太陽電池２８に入射する
。このとき、太陽電池２８から出力される光電流が増加
し、レベル検出回路１１７からパルス信号Ｅが出力され
、更に、パルス整形回路１２３からパルス信号Ｉが出力
される。

同様にレーザ光が光反射球体１３．１４のそれぞれの中
心位置に向ったときに、光反射球体１３゜１４による反
射光が太陽電池２８に入射し、パルス信号Ｉがそれぞれ
出力される。これにより、光反射球体１２〜１４からの
反射光を検出したときに、カウンタ１３１から出力され
るＺ軸方向データとカウンタ１３２から出力される第１
の回転ミラー２６の角度データがレジスタ１４１〜１４
３にラッチされてデータＤｌｌ〜Ｄ１３として保持され
る。

前記第２のレーザ３１から出射したレーザ光は、シリン
ドリカルレンズ３２によりビーム径を小さくされて第４
の回転ミラー３３に入射する。第４の回転ミラー３３に
よって反射されたレーザ光は、トロイダルレンズ３４に
より非点収差補正されて第２の放物面鏡３５に入射する
。第２の放物面鏡３５によって反射されたレーザ光が、
第２の回転ミラー３６に入射角θ２１で入射したときに
、その反射光が位置指示器１０の光反射球体１２の中心
位置に向ったとすると、光反射球体１２で反射されたレ
ーザ光は入射光と同一光路を通り、第２の回転ミラー３
６とハーフミラ−３７を介して太陽電池３８に入射する
。このとき太陽電池３８から出力される光電流が増加し
、レベル検出回路１１９からパルス信号Ｆが出力され、
更に、パルス信号回路１２６からパルス信号りが出力さ
れる。

同様にレーザ光が光反射球体１３．１４のそれぞれの中
心位置に向ったときに、光反射球体１３゜１４による反
射光が太陽電池３８に入射し、ノくルス信号りがそれぞ
れ出力される。これにより、光反射球体１２〜１４から
の反射光を検出したときに、カウンタ１３３から出力さ
れるＺ軸方向データとカウンタ１３４から出力される第
２の回転ミラー３６の角度データがレジスタ１４４〜１
４６にラッチされてデータＤ２１〜Ｄ２３として保持さ
れる。また、レジスタ１４１〜１４６の全てにデータが
ラッチされたときに、割込み信号発生回路１３７から割
込み信号ＩＮＴが出力されると共に、レジスタ１４１〜
１４６に保持され−ＣいるデータＤ１１〜Ｄ１３．Ｄ２
１〜Ｄ２３はレジスタ１５１〜１５６にラッチされる。

前記ＣＰＵ１６０は、割込み信号ＩＮＴが論理“１″で
あるか否かを常に監視しくＳ：ｌ）、割込み信号ＩＮＴ
が論理“１″になったときに、データバスＤＢを介して
レジスタ１５１〜１５６からデータＤ１１〜Ｄ１３．Ｄ
２１〜Ｄ２３を入力する（Ｓ２）。次に、出力ボートＰ
１に論理“１″の信号を所定時間出力しくＳ３）、デー
タＤｌｌ〜Ｄ１３　　Ｄ２１〜Ｄ２３のそれぞれのＺ軸
方向データからＺ座標値を算出する（Ｓ４）。これは、
第３、第４の回転ミラー２３．３３のそれぞれと第１、
第２の放物面鏡２５．３５の位置関係、第３、第４の回
転ミラー２３．３３へのレーザ光の入射方向及び第３、
第４の回転ミラー２３．３３の回転角速度が既知である
から容易に求めることができる。

次に、Ｓ４で求めたＺ座標値に基づいて、データＤ１１
〜Ｄ１３とデータＤ２１〜Ｄ２Ｂとの対応を求める（Ｓ
５）。

次に、データＤ１１〜Ｄ１３．Ｄ２１〜Ｄ２３のそれぞ
れの第１又は第２の回転ミラー２６゜３６の回転角を表
わす角度データから、第１の回転ミラー２６へのレーザ
光の入射角θ１１〜θ１３と第２の回転ミラー３６への
レーザ光の入射角θ２１〜θ２３を算出する（Ｓ６）。

更に、入射角θ１１〜θ１３．θ２１〜θ２３のそれぞ
れを２倍することにより、Ｘ軸と第１又は第２の回転ミ
ラー２６３６へ入射する光反射球体１２〜１４からの反
射光とのなす角度ψ１１〜ψ１３゜ψ２１〜ψ２３を求
める（Ｓ７）。

次に、角度ψ１１〜ψ１３．ψ２１〜ψ２３を用いて、
次式に基づいて光反射球体１２〜１４のそれぞれの中心
位置のＸ座標値とＹ座標値を算出する（Ｓ８）。

ｘｍＬｌ・　ｔａｎψ２／（ｔａｎψｌ＋ｔａｎψ２）
・・・　（１） ｙ−Ｌｌ　　・　ｔａｎψｌ’ｔａｎψ２／（ｔａｎψ
１＋ｔａｎψ２）　　　　　　　　・・・　　（２）こ
こで、Ｌｌは第１の回転ミラー２６と第２の回転ミラー
３６との間の距離で、定数として予めプログラムに設定
されている。

次に、光反射球体１２〜１４の中心位置の座標値を用い
て、位置指示器１０の指示棒の先端の指示位置の座標値
を算出する（Ｓ９）。指示位置の座標値を算出した後、
Ｓｌの処理に移行する。

次に、本発明の第２の実施例を説明する。

第５図は第２の実施例の光学系配置図である。

図において、第１の実施例と同一構成部分は同一符号を
もって表わす。また、本第２の実施例と第１の実施例と
の異なる点は、光源を第１のレーザ２１のみとし、第１
のレーザ２１とシリンドリカルレンズ２２との間の光路
にハーフミラ−４１を配置し、更にハーフミラ−４１に
よって反射されたレーザ光をシリンドリカルレンズ３２
を介して第４の回転ミラー３３に入射させるミラー４２
を設けたことである。

また、本第２の実施例における電気系回路のブロック図
は、第１の実施例の電気系回路のブロック図と同一であ
り、本第２の実施例の動作及び効果も第１の実施例と同
じである。

次に、本発明の第３の実施例を説明する。

第６図は第３図の実施例の光学系配置図である。

図において、第１の実施例と同一構成部分は同一符号を
もって表わす。また、本第３の実施例と第１の実施例と
の異なる点は、第１の実施例における第４の回転ミラー
３３を除去し、第２のレーザ３１から出射するレーザ光
をシリンドリカルレンズ３２を介して第３の回転ミラー
２３に入射すると共に、この入射光の反射光が第２の放
物面鏡３５に入射されるようにそれぞれを配設したこと
である。更に、第２の放物面鏡３５による反射光はＸＹ
平面に平行に第２の回転ミラー３６に入射され、第２の
回転ミラー３６により入射光と同一光路に反射される反
射光がハーフミラ−３７を介して太陽電池３８に入射す
るようになっている。

また、第２の光センサ３９は第２の放物面鏡３５の下端
からハーフミラ−３７に入射され、／％−フミラー３７
によって反射されたレーザ光を検出できる位置に配設し
である。

また、本節３の実施例における位置指示器１０は、第７
図に示すように、指示棒１１に２個の光反射球体１２．
１３が設けられている。これらの光反射球体の中心は、
指示棒１１の軸心に位置し、指示棒１１の先端と光反射
球体１２の中心との間は所定距離Ｕ１を、光反射球体１
２の中心と光反射球体１３の中心との間は所定距離Ｕ２
をそれぞれ有している。この位置指示器１０を指示空間
５０の中で移動させ、指示棒１１の先端により座標入力
対象位置を指示する。ただし、この位置指示器１０は２
個の光反射球体１２．１３Ｌか備えていないため、光反
射球体１２．１３を区別することができない。このため
、光反射球体１２゜１３の位置に対して指示位置、即ち
指示棒１１の先端の位置が存在する範囲を限定する必要
がある。

本実施例では、指示棒１１の先端が光反射球体１２の中
心位置とＸＹ平面との間に位置するように指示棒１１を
移動して、座標入力対象位置を指示している。

また、本節３の実施例における電気系回路のブロック図
を第８図に示す。本節３の実施例における電気回路のブ
ロック図は、第１の実施例の電気系回路のブロック図か
ら第４の回転ミラー駆動部１１４とレジスタ１４３，１
４６，１５３゜１５６を除去し、タイミング発生回路１
３５の出力信号Ｍ２とタイミング発生回路１３６の出力
信号Ｎ２を割込み信号発生回路１３７に入力するように
したものである。

本節３の実施例において、割込み信号発生回路１３７は
、パルス信号Ｍ２．Ｎ２及びクロック信号ＣＫを入力し
、パルス信号Ｍ２とパルス信号Ｎ２の一方のパルス信号
が入力した後に他方のパルス信号が入力したとき、また
は、２つのパルス信号が同時に入力したときに割込み信
号ＩＮＴを論理“１＃にしてＣＰＵ１６０に出力する。

また、ＣＰＵ１６０から論理“１”のパルス状のリセッ
ト信号Ｒを入力したときに割込み信号ＩＮＴを論理“０
＃にする。

次に、前述の構成からなる第３の実施例の動作を第９図
に示すプログラムチャートに基づいて説明する。

前記位置指示器１０により第６図に示す指示空間５０に
存在する座標入力対象の点Ｐの位置を入力する場合につ
いて説明する。このとき位置指示器１０の光反射球体１
２．１３は指示空間５０の中に存在し、且つ指示棒１１
の先端が光反射球体１２．１３の中心位置とＸＹ平面の
間に存在するようにして、指示棒１１の先端を点Ｐに合
わせる。

前記第１のレーザ２１から出射したレーザ光は、シリン
ドリカルレンズ２２によりビーム径を小さくされて第３
の回転ミラー２３に入射する。第３の回転ミラー２３に
よって反射されたレーザ光は、トロイダルレンズ２４に
より非点収差補正されて第１の放物面ｍ２５に入射する
。第１の放物面鏡２５によって反射されたレーザ光が、
第１の回転ミラー２６に入射角θ１１で入射したときに
、その反射光が位置指示器１０の光反射球体１２の中心
位置に向ったとすると、光反射球体１．２で反射された
レーザ光は入射光と同一光路を通り、第１の回転ミラー
２６とハーフミラ−２７を介して太陽電池２８に入射す
る。このとき、太陽電池２８から出力される光電流が増
加し、レベル検出回路１１７からパルス信号Ｅが出力さ
れ、更に、パルス整形回路１２３からパルス信号Ｉが出
力される。

同様にレーザ光が光反射球体１３の中心位置に向ったと
きに、光反射球体１３による反射光が太陽電池２８に入
射し、パルス信号Ｉがそれぞれ出力される。これにより
、光反射球体１２．１３からの反射光を検出したときに
、カウンタ１３１から出力されるＺ軸方向データとカウ
ンタ１３２から出力される第１の回転ミラー２６の角度
データがレジスタ１４１，１４２にラッチされてデータ
Ｄ１１、Ｄｌ、２として保持される。

前記第２のレーザ３１から出射したレーザ光は、シリン
ドリカルレンズ２２によりビーム径を小さくされて第３
の回転ミラー３３に入射する。第３の回転ミラー２３に
よって反射されたレーザ光は、トロイダルレンズ３４に
より非点収差補正されて第２の放物面鏡３５に入射する
。第２の放物面鏡３５によって反射されたレーザ光が、
第２の回転ミラー３６に入射角θ２１で入射したときに
、その反射光が位置指示器１０の光反射球体１２の中心
位置に向ったとすると、光反射球体１２で反射されたレ
ーザ光は入射光と同一光路を通り、第２の回転ミラー３
６とハーフミラ−３７を介して太陽電池３８に入射する
。このとき太陽電池３８から出力される光電流が増加し
、レベル検出回路１１９からパルス信号Ｆが出力され、
更に、パルス信号回路１２６からパルス信号りが出力さ
れる。

同様にレーザ光が光反射球体１３の中心位置に向ったと
きに、光反射球体１３による反射光が太陽電池３８に入
射し、パルス信号りがそれぞれ出力される。これにより
、光反射球体１２．１３からの反射光を検出したときに
、カウンタ１３３から出力されるＺ軸方向データとカウ
ンタ１３４から出力される第２の回転ミラー３６の角度
データがレジスタ１４４，１４５にラッチされてデータ
Ｄ２１．Ｄ２２として保持される。また、レジスタ１４
１，１４２，１４４，１４５の全てにデータがラッチさ
れたときに、割込み信号発生回路１３７から割込み信号
ＩＮＴが出力されると共に、レジスタ１４１，１４２，
１４４，１４５に保持されているデータＤ１１．　Ｄｌ
２．Ｄ２１゜Ｄ２２はレジスタ１５１．１．５２，１５
４゜１５５にラッチされる。

前記ＣＰＵ１６０は、割込み信号ＩＮＴが論理“１”で
あるか否かを常に監視しく５Ｐｉ）、割込み信号ＩＮＴ
が論理′１″になったときに、データバスＤＢを介して
レジスタｉ５１，１５２゜１５４．１５５からデータＤ
ｌｌ、Ｄ１２゜Ｄ２１．Ｄ２２を入力する（Ｓ　Ｐ　２
）。次に、出力ポートＰ１に論理“１”の信号を所定時
間出力しく５Ｐ３）、データＤｌｌ、Ｄ〕、２．Ｄ２ｉ
。

Ｄ２２のそれぞれのＺ軸方向データからＺ座標値を算出
する（Ｓ　Ｐ４）。これは、第３の回転ミラー２３と第
１、第２の放物面鏡２５．３５の位置関係、第３の回転
ミラー２３へのレーザ光の入射方向及び第３の回転ミラ
ー２３の回転角速度が既知であるから容易に求めること
ができる。

次に、ＳＦ３で求めたＺ座標値に基づいて、データＤｌ
ｌ、Ｄ１２とデータＤ２１．Ｄ２２との対応を求める（
Ｓ　Ｐ　５）。

次に、データＤｌｌ、Ｄ１２．Ｄ２１．Ｄ２２のそれぞ
れの第１又は第２の回転ミラー２６゜３６の回転角を表
わす角度データから、第１の回転ミラー２６へのレーザ
光の入射角θ１１゜θ１２と第２の回転ミラー３６への
レーザ光の入射角θ２１．θ２２を算出する（Ｓ　Ｐ　
６）。更に、入射角θ１１．θ１２のそれぞれを２倍す
ることによりＸ軸と第１の回転ミラー２６へ入射する光
反射球体１２．１３からの反射光とのなす角度ψ１１．
ψ１２を求める（Ｓ　Ｐ　７）。また、入射角θ２１．
θ２２のそれぞれを２倍した値から、第２の放物面ｖＬ
３５と第２の回転ミラー３６の中心軸とを結ぶ直線とＸ
軸とのなす角θを引くことにより、Ｘ軸と第２の回転ミ
ラー３６へ入射する光反射球体１２．１３からの反射光
とのなす角度ψ２１．ψ２２を求める（ＳＦ３）。

次に、角度ψ１１．ψ］、２．ψ２１．ψ２２を用いて
、前記（１）（２）式に基づいて光反射球体１２．１３
のそれぞれの中心位置のＸ座標値とＹ座標値を算出する
（Ｓ　Ｐ　９）。

この後、光反射球体１２．１３の中心位置の座標値を用
いて、位置指示器１０の指示棒１１の先端の指示位置の
座標値を算出する（Ｓ　Ｐ　１０）。

指示位置の座標値を算出した後、ＳＰＩの処理に移行す
る。

次に、本発明の第４の実施例を説明する。

ｍ１０図は第４の実施例の光学系配置図である。

図において、第３の実施例と同一構成部は同一符号をも
って表わす。また、本第４の実施例と第３の実施例との
異なる点は、光源を第１のレーザ２１のみとし、第１の
レーザ２１とシリンドリカルレンズ２２との間の光路に
ハーフミラ−４３を配置し、更に、ハーフミラ−４３に
よって反射されたレーザ光をシリンドリカルレンズ３２
を介して第３の回転ミラー２３に入射させるミラー４４
を設けたことである。

また、本第４の実施例における電気系回路のブロック図
は第３の実施例の電気系回路のブロック図と同一であり
、本第４の実施例の動作及び効果も第３の実施例と同じ
である。

尚、第１乃至第４の実施例において、第１及び第２の回
転ミラー２６．３６として、それぞれ１つの鏡面を有す
る回転ミラーを用いたが複数の鏡面を有する多面の回転
ミラーを使用し、この多面の回転ミラーに合わせた演算
処理を行うようにすれば、座標検出間隔をさらに短くす
ることが可能になり高精度の座標値を求めることができ
る。

また、第１．第２の実施例では３個の光反射球体１２〜
１４を備えた位置指示器１ｏを、第３゜第４の実施例で
は２個の光反射球体１２．１３を備えた位置指示器１０
を用いたが、これに限定されないことは言うまでもない
ことである。

（発明の効果） 以上説明したように、請求項（１）乃至（４）によれば
、レーザ光を用いた三次元座標入力装置を構成したので
、三次元空間中の指示位置を検出し、その座標値を算出
することが可能になったため、三次元空間中に描いた三
次元図形等の情報及び三次元空間中の測定対象物の外形
情報等を高精度でコード化し、即時に上位装置に入力す
ることが可能になるという利点を有する。

請求項（５）によれば、少なくとも２個の光反射球体を
備え、限定された指示空間中の位置を指示する位置指示
器を構成したので、光反射球体の中心に向って入射した
光が入射光と同一光路で反射され、２個の光反射球体の
中心位置が示されるため、光反射球体の中心を結ぶ直線
上の点を指示位置とすることができ、座標入力対象物の
光が直接当たらない部分の位置を指示することが可能に
なる。

また、請求項（６）によれば、請求項（５）記載の位置
指示器において、光反射球体を３個備え、該光反射球体
を異なる距離を隔てて同一直線上に配置したので、３個
の光反射球体のそれぞれの中心に向って入射した光が入
射光と同一光路で反射され３個の光反射球体の中心位置
が示されると共に、３個の光反射球体が区別されるため
、３個の光反射球体の中心を結ぶ直線上の点を指示位置
とすることが可能になると共に、座標入力対象位置を指
示するときに光反射球体の中心位置と前記指示位置の位
置関係に制限を与える必要がなくなるという利点を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の実施例の光学系配置図、第２図は第１の
実施例の位置指示器の斜視図、第３図は第１の実施例の
電気系回路のブロック図、第４図は第１の実施例のプロ
グラムフローチャート、第５図は第２の実施例の光学系
配置図、第６図は第３の実施例の光学系配置図、第７図
は第３の実施例の位置指示器の斜視図、第８図は第３の
実施例の電気系回路のブロック図、第９図は第３の実施
例のプログラムフローチャート、第１０図は第４の実施
例の光学系配置図である。 １０・・・位置指示器、１１・・・指示棒、１２〜１４
・・・光反射球体、２１・・・第１のレーザ、２２．３
２・・・シリンドリカルレンズ、２３・・・第３の回転
ミラ２４、．３４・・・トロイダルレンズ、２５・・・
第１の放物面鏡、２６・・・第１の回転ミラー　２７，
３７・・・ハーフミラ−２８，３８・・・太陽電池、２
つ・・・第１の光センサ、３１・・・第２のレーザ、３
３・・・第４の回転ミラー　３５・・・第２の放物面鏡
、３６・・・第２の回転ミラー　３９・・・第２の光セ
ンサ、１１１・・・第１の回転ミラー駆動部、１１２・
・・第２の回転ミラー駆動部、１１３・・・第３の回転
ミラー駆動部、１１４・・・第４の回転ミラー駆動部、
１１５・・・クロック信号発生回路、１１６〜１１９・
・・レベル検出回路、１２１〜１２６・・・パルス整形
回路、１３１〜１３４・・・カウンタ、１３５，１３６
・・・タイミング切替え回路、１３７・・・割込み信号
発生回路、１４１〜１４６．１５１〜１５６・・・レジ
スタ、１６０・・・ＣＰＵ。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも２個の光反射球体を備え、限定された
   指示空間中の位置を指示する位置指示器と、ＸＹ平面に
   垂直な回転軸と前記指示空間に対応したＺ軸方向の長さ
   を有する第１の回転ミラーと、前記第１の回転ミラーと
   所定距離を隔てて配設され、前記ＸＹ平面に垂直な回転
   軸と前記指示空間に対応したＺ軸方向の長さを有する第
   ２の回転ミラーと、 前記ＸＹ平面に平行な回転軸を有する第３の回転ミラー
   と、 前記第３の回転ミラーにレーザ光を出射する第１の光源
   と、 前記ＸＹ平面に平行な回転軸を有する第４の回転ミラー
   と、 前記第４の回転ミラーにレーザ光を出射する第２の光源
   と、 前記指示空間に対応したＺ軸方向の長さを有し、前記第
   ３の回転ミラーにより反射されたレーザ光を受けて、該
   レーザ光を前記ＸＹ平面と平行に前記第１の回転ミラー
   に反射する第１の放物面鏡と、前記指示空間に対応した
   Ｚ軸方向の長さを有し、前記第４の回転ミラーにより反
   射されたレーザ光を受けて、該レーザ光を前記ＸＹ平面
   と平行に前記第２の回転ミラーに反射する第２の放物面
   鏡と、前記第１の回転ミラーで反射されたレーザ光が前
   記位置指示器の光反射球体により反射され、該光反射球
   体への入射光と同一光路を通り前記第１の回転ミラーに
   入射されるレーザ光を検出する第１の光検出部と、 前記第２の回転ミラーで反射されたレーザ光が前記位置
   指示器が光反射球体により反射され、該光反射球体への
   入射光と同一光路を通り前記第２の回転ミラーに入射し
   て反射されるレーザ光を検出する第２の光検出部と、 前記第１の回転ミラーと前記第２の回転ミラーと前記第
   ３の回転ミラーと前記第４の回転ミラーのそれぞれの回
   転角度を検出する角度検出手段と、前記第１の光検出の
   結果と前記第２の光検出の結果と前記角度検出の結果に
   基づいて、前記位置指示器による指示位置の座標値を算
   出する座標算出手段とを備えた ことを特徴とする三次元座標入力装置。
2. （２）少なくとも２個の光反射球体を備え、限定された
   指示空間中の位置を指示する位置指示器と、ＸＹ平面に
   垂直な回転軸と前記指示空間に対応したｚ軸方向の長さ
   を有する第１の回転ミラーと、前記第１の回転ミラーと
   所定距離を隔てて配設され、前記ＸＹ平面に垂直な回転
   軸と前記指示空間に対応したＺ軸方向の長さを有する第
   ２の回転ミラーと、 前記ＸＹ平面に平行な回転軸を有する第３の回転ミラー
   と、 前記ＸＹ平面に平行な回転軸を有する第４の回転ミラー
   と、 レーザ光を出射する光源と、 前記光源から出射されたレーザ光を前記第３の回転ミラ
   ーと前記第４の回転ミラーに入射する光学系と、 前記指示空間に対応したＺ軸方向の長さを有し、前記第
   ３の回転ミラーにより反射されたレーザ光を受けて、該
   レーザ光を、前記ＸＹ平面と平行に前記第１の回転ミラ
   ーに反射する第１の放物面鏡と、 前記指示空間に対応したＺ軸方向の長さを有し、前記第
   ４の回転ミラーにより反射されたレーザ光を受けて、該
   レーザ光を前記ＸＹ平面と平行に前記第２の回転ミラー
   に反射する第２の放物面鏡と、前記第１の回転ミラーで
   反射されたレーザ光が前記位置指示器の光反射球体によ
   り反射され、該光反射球体への入射光と同一光路を通り
   前記第１の回転ミラーに入射して反射されるレーザ光を
   検出する第１の光検出部と、 前記第２の回転ミラーで反射されたレーザ光が前記位置
   指示器の光反射球体により反射され、該光反射球体への
   入射光と同一光路を通り前記第２の回転ミラーに入射し
   て反射されるレーザ光を検出する第２の光検出部と、 前記第１の回転ミラーと前記第２の回転ミラーと前記第
   ３の回転ミラーと前記第４の回転ミラーのそれぞれの回
   転角度を検出する角度検出手段と、前記第１の光検出の
   結果と前記第２の光検出の結果と前記角度検出の結果に
   基づいて、前記位置指示器による指示位置の座標値を算
   出する座標算出手段とを備えた ことを特徴とする三次元座標入力装置。
3. （３）少なくとも２個の光反射球体を備え、限定された
   指示空間中の位置を指示する位置指示器と、ＸＹ平面に
   垂直な回転軸と前記指示空間に対応したＺ軸方向の長さ
   を有する第１の回転ミラーと、前記第１の回転ミラーと
   所定距離を隔てて配設され、前記ＸＹ平面に垂直な回転
   軸と前記指示空間に対応したＺ軸方向の長さを有する第
   ２の回転ミラーと、 前記ＸＹ平面に平行な回転軸を有する第３の回転ミラー
   と、 前記第３の回転ミラーにレーザ光を出射する第１の光源
   と、 前記第１の光源と異なる方向から前記第３の回転ミラー
   にレーザ光を出射する第２の光源と、前記指示空間に対
   応したＺ軸方向の長さを有し、前記第１の光源より出射
   され前記第３の回転ミラーで反射されたレーザ光を受け
   て、該レーザ光を前記ＸＹ平面と平行に前記第１の回転
   ミラーに反射する第１の放物面鏡と、 前記指示空間に対応したＺ軸方向の長さを有し、前記第
   ２の光源より出射され前記第３の回転ミラーで反射され
   たレーザ光を受けて、該レーザ光を前記ＸＹ平面と平行
   に前記第２の回転ミラーに反射する第２の放物面鏡と、 前記第１の回転ミラーで反射されたレーザ光が前記位置
   指示器の光反射球体により反射され、該光反射球体への
   入射光と同一光路を通り前記第１の回転ミラーに入射し
   て反射されるレーザ光を介して検出する第１の光検出部
   と、 前記第２の回転ミラーで反射されたレーザ光が前記位置
   指示器の光反射球体により反射され、該光反射球体への
   入射光と同一光路を通り前記第２の回転ミラーに入射し
   て反射されるレーザ光を検出する第２の光検出部と、 前記第１の回転ミラーと前記第２の回転ミラーと前記第
   ３の回転ミラーのそれぞれの回転角度を検出する角度検
   出手段と、 前記第１の光検出の結果と前記第２の光検出の結果と前
   記角度検出の結果に基づいて、前記位置指示器による指
   示位置の座標値を算出する座標算出手段とを備えた ことを特徴とする三次元座標入力装置。
4. （４）少なくとも２個の光反射球体を備え、限定された
   指示空間中の位置を指示する位置指示器と、ＸＹ平面に
   垂直な回転軸と前記指示空間に対応したＺ軸方向の長さ
   を有する第１の回転ミラーと、前記第１の回転ミラーと
   所定距離を隔てて配設され、前記ＸＹ平面に垂直な回転
   軸と前記指示空間に対応したＺ軸方向の長さを有する第
   ２の回転ミラーと、 前記ＸＹ平面に平行な回転軸を有する第３の回転ミラー
   と、 レーザ光を出射する光源と、 前記光源から出射されたレーザ光を前記第３の回転ミラ
   ーに２つの方向から入射する光学系と、前記指示空間に
   対応したＺ軸方向の長さを有し、前記第３の回転ミラー
   で反射された一方のレーザ光を受けて、該レーザ光を前
   記ＸＹ平面と平行に前記第１の回転ミラーに反射する第
   １の放物面鏡と、 前記指示空間に対応したＺ軸方向の長さを有し、前記第
   ３の回転ミラーで反射された他方のレーザ光を受けて、
   該レーザ光を前記ＸＹ平面と平行に前記第２の回転ミラ
   ーに反射する第２の放物面鏡と、 前記第１の回転ミラーで反射されたレーザ光が前記位置
   指示器の光反射球体により反射され、該光反射球体への
   入射光と同一光路を通り前記第１の回転ミラーに入射し
   て反射されるレーザ光を検出する第１の光検出部と、 前記第２の回転ミラーで反射されたレーザ光が前記位置
   指示器の光反射球体により反射され、該光反射球体への
   入射光と同一光路を通り前記第２の回転ミラーに入射し
   て反射されるレーザ光を検出する第２の光検出部と、 前記第１の回転ミラーと前記第２の回転ミラーと前記第
   ３の回転ミラーのそれぞれの回転角度を検出する角度検
   出手段と、 前記第１の光検出の結果と前記第２の光検出の結果と前
   記角度検出の結果に基づいて、前記位置指示器による指
   示位置の座標値を算出する座標算出手段とを備えた ことを特徴とする三次元座標入力装置。
5. （５）少なくとも２個の光反射球体を備え、限定された
   指示空間中の位置を指示することを特徴とする位置指示
   器。
6. （６）光反射球体を３個備え、該光反射球体を異なる距
   離を隔てて同一直線状に配置した請求項（５）記載の位
   置指示器。