JPH07271508A - 方位・傾斜センサによる入力装置 - Google Patents
方位・傾斜センサによる入力装置Info
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- JPH07271508A JPH07271508A JP8252694A JP8252694A JPH07271508A JP H07271508 A JPH07271508 A JP H07271508A JP 8252694 A JP8252694 A JP 8252694A JP 8252694 A JP8252694 A JP 8252694A JP H07271508 A JPH07271508 A JP H07271508A
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- sensor
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 空間の一点にて、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の
３方向に傾斜動作させることで、３方向の位置変化を容
易に作れる。 【構成】 地磁気の３方向の成分を検知する３方向に立
体的に構成した磁気センサと、地磁気に直角な方向に傾
斜センサを構成し、各センサのアナログ信号をディジタ
ル信号に変換し、コンピュータで演算処理をすること
で、３方向の位置変化をコンピュータ、あるいはバーチ
ャルリアリティ等の装置に入力する装置。
３方向に傾斜動作させることで、３方向の位置変化を容
易に作れる。 【構成】 地磁気の３方向の成分を検知する３方向に立
体的に構成した磁気センサと、地磁気に直角な方向に傾
斜センサを構成し、各センサのアナログ信号をディジタ
ル信号に変換し、コンピュータで演算処理をすること
で、３方向の位置変化をコンピュータ、あるいはバーチ
ャルリアリティ等の装置に入力する装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、パーソナルコンピュー
タ、テレビゲーム、バーチャルリアリティ等の入力装置
として使用される方位・傾斜センサによる入力装置に関
する。
タ、テレビゲーム、バーチャルリアリティ等の入力装置
として使用される方位・傾斜センサによる入力装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】パーソナルコンピュータ、テレビゲー
ム、あるいはバーチャルリアリティ等の位置、あるいは
方位角情報の入力装置として、例えば、マウスあるいは
傾斜センサを使用した入力装置が使われている。広く使
用されているマウスは、卓上に接して回転するボールに
Ｘ軸、Ｙ軸の直交する２つのエンコーダを付属させたも
のである。平面座標の位置情報は容易に得られるが、ボ
ールの回転を引き起こす媒体が必要であり、塵の巻き込
み、回転部の摩耗等により信頼性が低い。又、平面座標
のＸ軸、Ｙ軸方向の平面的位置が入力できるだけであ
る。一方、空間的に使用し、位置情報が得られる入力装
置としては、例えば、２軸方向の傾斜センサから構成さ
れたものがある。この傾斜センサは重力を感知する重錘
が使用されており、重錘による垂直線との傾斜角度をエ
ンコーダ、又は可変抵抗等の手段により、電気信号に変
換するものである。
ム、あるいはバーチャルリアリティ等の位置、あるいは
方位角情報の入力装置として、例えば、マウスあるいは
傾斜センサを使用した入力装置が使われている。広く使
用されているマウスは、卓上に接して回転するボールに
Ｘ軸、Ｙ軸の直交する２つのエンコーダを付属させたも
のである。平面座標の位置情報は容易に得られるが、ボ
ールの回転を引き起こす媒体が必要であり、塵の巻き込
み、回転部の摩耗等により信頼性が低い。又、平面座標
のＸ軸、Ｙ軸方向の平面的位置が入力できるだけであ
る。一方、空間的に使用し、位置情報が得られる入力装
置としては、例えば、２軸方向の傾斜センサから構成さ
れたものがある。この傾斜センサは重力を感知する重錘
が使用されており、重錘による垂直線との傾斜角度をエ
ンコーダ、又は可変抵抗等の手段により、電気信号に変
換するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の入力装置として
汎用的に使用されている、マウスは、Ｘ軸、Ｙ軸の平面
的位置情報だけである。そして、マウス内部のボールを
回転させるための接触媒体として、卓上の広いスペース
が必要であり。又、ボールを回転させる時、塵の巻き込
み、回転部の摩耗等により信頼性が低い。又、空間的に
使用でき、立体的位置情報を得るための、例えば２軸方
向の傾斜センサを組み込んだ入力装置は、水平方位角を
検知し入力できない欠点がある。上記した問題点を解決
し、空間的な一点にて、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の位置変
化を容易に入力できる入力装置を提供することにある。
汎用的に使用されている、マウスは、Ｘ軸、Ｙ軸の平面
的位置情報だけである。そして、マウス内部のボールを
回転させるための接触媒体として、卓上の広いスペース
が必要であり。又、ボールを回転させる時、塵の巻き込
み、回転部の摩耗等により信頼性が低い。又、空間的に
使用でき、立体的位置情報を得るための、例えば２軸方
向の傾斜センサを組み込んだ入力装置は、水平方位角を
検知し入力できない欠点がある。上記した問題点を解決
し、空間的な一点にて、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の位置変
化を容易に入力できる入力装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の問題点
を解決するため、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の位置変化を方
位角と傾斜角により検出し、その位置信号を入力する入
力装置において、地磁気の各々直交する３成分を検出す
る磁気センサと、前記各々直交する３成分のうちの１方
向に対する傾斜角を検出する傾斜センサと、方位角及び
前記各々直交する３成分のうちの一方向に対する傾斜角
を示す値をデータ信号に変換する手段と、上記各センサ
の値をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の位置変化として演算する
手段を備えた小形で信頼性の高いＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸３方
向の入力装置を提供する。
を解決するため、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の位置変化を方
位角と傾斜角により検出し、その位置信号を入力する入
力装置において、地磁気の各々直交する３成分を検出す
る磁気センサと、前記各々直交する３成分のうちの１方
向に対する傾斜角を検出する傾斜センサと、方位角及び
前記各々直交する３成分のうちの一方向に対する傾斜角
を示す値をデータ信号に変換する手段と、上記各センサ
の値をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の位置変化として演算する
手段を備えた小形で信頼性の高いＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸３方
向の入力装置を提供する。
【０００５】
【作用】本発明は、上記した構成により、地磁気のＸ，
Ｙ，Ｚ軸方向の３成分を測定する磁気センサと、地磁気
と直交する方向の傾斜センサを組み合わすことにより、
空間的な点でのＸ，Ｙ，Ｚ軸方向の位置変化情報を容易
に入力が可能となる。又、方位角変化を地磁気を検出し
て行うので、座標基準が容易に決定できる。従来のマウ
スのような回転部がないので、信頼性の優れた入力装置
を構成することが可能である。
Ｙ，Ｚ軸方向の３成分を測定する磁気センサと、地磁気
と直交する方向の傾斜センサを組み合わすことにより、
空間的な点でのＸ，Ｙ，Ｚ軸方向の位置変化情報を容易
に入力が可能となる。又、方位角変化を地磁気を検出し
て行うので、座標基準が容易に決定できる。従来のマウ
スのような回転部がないので、信頼性の優れた入力装置
を構成することが可能である。
【０００６】
【実施例】本発明の実施例について、図面を参照して説
明する。
明する。
【０００７】Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸３方向の位置情報とらえ
るために、先ず、磁気センサにより方位角を検出する原
理、その方位角に傾斜センサによる傾斜角を用いて３軸
方向の方位角度を検出する理論を、図１から図５の図面
を用いて説明する。原点Ｏで直交する３軸をＸ，Ｙ，Ｚ
とし、Ｘ軸を中心として回転する角度をφ、Ｙ軸を中心
として回転する角度をθ、Ｚ軸を中心として回転する角
度をψとする。ここで、図１に示すように、磁気センサ
によって初期時の地磁気の成分が（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が得ら
れ、図２に示すように、磁気センサが回転及び傾斜する
ことによって得られた地磁気の成分が（Ｘ’，Ｙ’，
Ｚ’）とすると、（Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’）を−φ回転する
と、図３の状態となり、次に、−θ回転すると、図４の
状態となり、次に、−ψ回転させると、図５の状態とな
り、図１の（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に一致する。従って、
（Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’）から（Ｘ，Ｙ，Ｚ）への座標変換
は数１、数２、数３に示すようになる。
るために、先ず、磁気センサにより方位角を検出する原
理、その方位角に傾斜センサによる傾斜角を用いて３軸
方向の方位角度を検出する理論を、図１から図５の図面
を用いて説明する。原点Ｏで直交する３軸をＸ，Ｙ，Ｚ
とし、Ｘ軸を中心として回転する角度をφ、Ｙ軸を中心
として回転する角度をθ、Ｚ軸を中心として回転する角
度をψとする。ここで、図１に示すように、磁気センサ
によって初期時の地磁気の成分が（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が得ら
れ、図２に示すように、磁気センサが回転及び傾斜する
ことによって得られた地磁気の成分が（Ｘ’，Ｙ’，
Ｚ’）とすると、（Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’）を−φ回転する
と、図３の状態となり、次に、−θ回転すると、図４の
状態となり、次に、−ψ回転させると、図５の状態とな
り、図１の（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に一致する。従って、
（Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’）から（Ｘ，Ｙ，Ｚ）への座標変換
は数１、数２、数３に示すようになる。
【０００８】
【数１】
【０００９】
【数２】
【００１０】
【数３】
【００１１】従って、地磁気の各々直交する３成分と一
方の傾斜角度φが既知であれば、他方の傾斜角度θ及び
方位角度ψを求めることができる。
方の傾斜角度φが既知であれば、他方の傾斜角度θ及び
方位角度ψを求めることができる。
【００１２】図６は、本発明の一実施例の方位・傾斜セ
ンサによる入力装置の外観斜視図である。図７は、本発
明の一実施例のブロック図を示す。磁気センサ８は、Ｘ
軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３方向を検出する磁気センサ素子３組
から構成されており、非磁性材料からなる、ほぼ正方形
のケースに格納されている。磁気センサ８の出力信号
２，３，４は、出力ケーブル９にて導出され、出力信号
はアナログ信号であるので、マイクロコンピュータ５の
Ａ／Ｄコンバータにてディジタル信号に変換される。傾
斜センサは重錘による垂直線との傾斜角度を、例えば抵
抗値に変換し、アナログ信号に変換、その出力１を同じ
くマイクロコンピュータ５のＡ／Ｄコンバータにディジ
タル信号に変換する。コンピュータ５内に前記した原理
の算式をプログラムしてあり、上記の各センサのＡ／Ｄ
コンバータしたディジタル信号を演算する。その結果を
出力ケーブル６にて出力する。なお、上記の一実施例
は、傾斜センサ７、磁気センサ８とマイクロコンピュー
タ５とは別構成で分かれているが、入力装置が若干大形
になるが、一体の装置に組み込むことも可能である。
ンサによる入力装置の外観斜視図である。図７は、本発
明の一実施例のブロック図を示す。磁気センサ８は、Ｘ
軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３方向を検出する磁気センサ素子３組
から構成されており、非磁性材料からなる、ほぼ正方形
のケースに格納されている。磁気センサ８の出力信号
２，３，４は、出力ケーブル９にて導出され、出力信号
はアナログ信号であるので、マイクロコンピュータ５の
Ａ／Ｄコンバータにてディジタル信号に変換される。傾
斜センサは重錘による垂直線との傾斜角度を、例えば抵
抗値に変換し、アナログ信号に変換、その出力１を同じ
くマイクロコンピュータ５のＡ／Ｄコンバータにディジ
タル信号に変換する。コンピュータ５内に前記した原理
の算式をプログラムしてあり、上記の各センサのＡ／Ｄ
コンバータしたディジタル信号を演算する。その結果を
出力ケーブル６にて出力する。なお、上記の一実施例
は、傾斜センサ７、磁気センサ８とマイクロコンピュー
タ５とは別構成で分かれているが、入力装置が若干大形
になるが、一体の装置に組み込むことも可能である。
【００１３】
【発明の効果】以上、説明したように、空間の位置にお
いて、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３方向に傾斜させることで、
容易にＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３方向の位置変化信号を作る
ことができ、安価で小形の信頼性の高い入力装置の提供
が可能となる。
いて、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３方向に傾斜させることで、
容易にＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３方向の位置変化信号を作る
ことができ、安価で小形の信頼性の高い入力装置の提供
が可能となる。
【図１】初期状態での地磁気センサの座標系を示す図。
【図２】初期状態より回転・傾斜した時の座標系を示す
図。
図。
【図３】図２を−φ角回転した時の座標系を示す図。
【図４】図３を−θ角回転した時の座標系を示す図。
【図５】図４を−ψ角回転した時の座標系を示す図。
【図６】本発明の一実施例によるによる入力装置の斜視
図。
図。
【図７】本発明の一実施例のブロック図。
１ φ角傾斜検出センサ出力 ２ Ｘ軸磁気センサ出力 ３ Ｙ軸磁気センサ出力 ４ Ｚ軸磁気センサ出力 ５ Ａ／Ｄコンバータ内蔵マイクロコンピュータ ６ データ出力用信号ケーブル ７ 傾斜センサ ８ 磁気センサ ９ 出力ケーブル
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の位置変化を方位
角と傾斜角により検出し、その位置信号を入力する入力
装置において、地磁気の各々直交する３成分を検出する
磁気センサと、前記各々直交する３成分のうちの一方向
に対する傾斜角を検出する傾斜センサと、方位角及び前
記各々直交する３成分のうちの一方向に対する傾斜角を
示す値をデータ信号に変換する手段と、上記各センサの
値をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の位置変化として演算する手
段を備えたことを特徴とする方位・傾斜センサによる入
力装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8252694A JP3544387B2 (ja) | 1994-03-28 | 1994-03-28 | 方位・傾斜センサによる入力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8252694A JP3544387B2 (ja) | 1994-03-28 | 1994-03-28 | 方位・傾斜センサによる入力装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07271508A true JPH07271508A (ja) | 1995-10-20 |
| JP3544387B2 JP3544387B2 (ja) | 2004-07-21 |
Family
ID=13776970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8252694A Expired - Fee Related JP3544387B2 (ja) | 1994-03-28 | 1994-03-28 | 方位・傾斜センサによる入力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3544387B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7444095B2 (en) | 2005-03-15 | 2008-10-28 | Kyocera Mita Corporation | Image forming apparatus and printing control method therefor |
| US8723803B2 (en) | 2004-05-28 | 2014-05-13 | Ultimatepointer, Llc | Easily deployable interactive direct-pointing system and presentation control system and calibration method therefor |
| US9285897B2 (en) | 2005-07-13 | 2016-03-15 | Ultimate Pointer, L.L.C. | Easily deployable interactive direct-pointing system and calibration method therefor |
-
1994
- 1994-03-28 JP JP8252694A patent/JP3544387B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9785255B2 (en) | 2004-05-28 | 2017-10-10 | UltimatePointer, L.L.C. | Apparatus for controlling contents of a computer-generated image using three dimensional measurements |
| US11073919B2 (en) | 2004-05-28 | 2021-07-27 | UltimatePointer, L.L.C. | Multi-sensor device with an accelerometer for enabling user interaction through sound or image |
| US8866742B2 (en) | 2004-05-28 | 2014-10-21 | Ultimatepointer, Llc | Easily deployable interactive direct-pointing system and presentation control system and calibration method therefor |
| US9063586B2 (en) | 2004-05-28 | 2015-06-23 | Ultimatepointer, Llc | Easily deployable interactive direct-pointing system and presentation control system and calibration method therefor |
| US11755127B2 (en) | 2004-05-28 | 2023-09-12 | UltimatePointer, L.L.C. | Multi-sensor device with an accelerometer for enabling user interaction through sound or image |
| US9411437B2 (en) | 2004-05-28 | 2016-08-09 | UltimatePointer, L.L.C. | Easily deployable interactive direct-pointing system and presentation control system and calibration method therefor |
| US8723803B2 (en) | 2004-05-28 | 2014-05-13 | Ultimatepointer, Llc | Easily deployable interactive direct-pointing system and presentation control system and calibration method therefor |
| US11416084B2 (en) | 2004-05-28 | 2022-08-16 | UltimatePointer, L.L.C. | Multi-sensor device with an accelerometer for enabling user interaction through sound or image |
| US11409376B2 (en) | 2004-05-28 | 2022-08-09 | UltimatePointer, L.L.C. | Multi-sensor device with an accelerometer for enabling user interaction through sound or image |
| US11402927B2 (en) | 2004-05-28 | 2022-08-02 | UltimatePointer, L.L.C. | Pointing device |
| US7444095B2 (en) | 2005-03-15 | 2008-10-28 | Kyocera Mita Corporation | Image forming apparatus and printing control method therefor |
| US10372237B2 (en) | 2005-07-13 | 2019-08-06 | UltimatePointer, L.L.C. | Apparatus for controlling contents of a computer-generated image using 3D measurements |
| US9285897B2 (en) | 2005-07-13 | 2016-03-15 | Ultimate Pointer, L.L.C. | Easily deployable interactive direct-pointing system and calibration method therefor |
| US11841997B2 (en) | 2005-07-13 | 2023-12-12 | UltimatePointer, L.L.C. | Apparatus for controlling contents of a computer-generated image using 3D measurements |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3544387B2 (ja) | 2004-07-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040330 |
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