JPH0863278A - 位置入力装置 - Google Patents
位置入力装置Info
- Publication number
- JPH0863278A JPH0863278A JP19927494A JP19927494A JPH0863278A JP H0863278 A JPH0863278 A JP H0863278A JP 19927494 A JP19927494 A JP 19927494A JP 19927494 A JP19927494 A JP 19927494A JP H0863278 A JPH0863278 A JP H0863278A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reflector
- angle
- origin
- marker
- position measuring
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- Withdrawn
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
- G06F2203/033—Indexing scheme relating to G06F3/033
- G06F2203/0331—Finger worn pointing device
Abstract
(57)【要約】
【目的】 指を差すだけで位置データを入力でき、曲線
の描画も容易に行なうことができる位置入力装置を提供
する。 【構成】 第１ないし第３の位置計測装置１〜３は、光
学的にマーカの位置計測を行なうもので、各センサ部が
ｘ，ｙ，ｚの座標軸上において、原点０よりそれぞれ一
定距離Ｌ0 離れたｙ軸及びｚ軸に配置される。上記位置
計測装置１〜３は、操作者の指先にマーカとして装着さ
れた反射器４に対する角度θ1 ，θ2 ，θ3 を計測し、
演算装置に出力する。この演算装置は、位置計測装置１
により計測された反射器４に対する角度θ1 ，θ2 ，θ
3 に基づいて連立方程式を解き、原点０から反射器４ま
での距離Ｒ、原点０から反射器４に対する垂直面からの
角度φ及び水平面からの角度ψを計算し、反射器４の位
置をコンピュータ画面の座標データに変換してコンピュ
ータに入力する。
の描画も容易に行なうことができる位置入力装置を提供
する。 【構成】 第１ないし第３の位置計測装置１〜３は、光
学的にマーカの位置計測を行なうもので、各センサ部が
ｘ，ｙ，ｚの座標軸上において、原点０よりそれぞれ一
定距離Ｌ0 離れたｙ軸及びｚ軸に配置される。上記位置
計測装置１〜３は、操作者の指先にマーカとして装着さ
れた反射器４に対する角度θ1 ，θ2 ，θ3 を計測し、
演算装置に出力する。この演算装置は、位置計測装置１
により計測された反射器４に対する角度θ1 ，θ2 ，θ
3 に基づいて連立方程式を解き、原点０から反射器４ま
での距離Ｒ、原点０から反射器４に対する垂直面からの
角度φ及び水平面からの角度ψを計算し、反射器４の位
置をコンピュータ画面の座標データに変換してコンピュ
ータに入力する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータ等の位置
入力に使用される指差による位置入力装置に関する。
入力に使用される指差による位置入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】コンピュータに表示画面上の位置を入力
する場合、従来では、マウスあるいはトラックボールに
よる方法が一般に用いられている。
する場合、従来では、マウスあるいはトラックボールに
よる方法が一般に用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のようにマウ
スあるいはトラックボールを用いて位置データを入力す
る方法では、マウスを握る・移動させる、トラックボー
ルを指で回転させるといった行為が必要となり、操作を
行なう場合、不自然さが残るという問題がある。従っ
て、例えば図形を入力する場合において、スムーズな曲
線の描画は非常に困難である。
スあるいはトラックボールを用いて位置データを入力す
る方法では、マウスを握る・移動させる、トラックボー
ルを指で回転させるといった行為が必要となり、操作を
行なう場合、不自然さが残るという問題がある。従っ
て、例えば図形を入力する場合において、スムーズな曲
線の描画は非常に困難である。
【０００４】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、指を差すだけで位置データを入力することができ、
曲線の描画も容易に行なうことができる位置入力装置を
提供することを目的とする。
で、指を差すだけで位置データを入力することができ、
曲線の描画も容易に行なうことができる位置入力装置を
提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係る位置入力装
置は、指先に装着可能に形成されたマーカと、原点を中
心として水平方向及び垂直方向の等距離の位置にセンサ
部が配置され、上記マーカに対する角度を光学的に計測
する第１ないし第３の位置計測手段と、この第１ないし
第３の位置計測手段により計測された上記マーカに対す
る角度に基づいて上記原点からマーカまでの距離、上記
原点からマーカに対する垂直面からの角度及び水平面か
らの角度を計算する演算手段とを具備したことを特徴と
する。
置は、指先に装着可能に形成されたマーカと、原点を中
心として水平方向及び垂直方向の等距離の位置にセンサ
部が配置され、上記マーカに対する角度を光学的に計測
する第１ないし第３の位置計測手段と、この第１ないし
第３の位置計測手段により計測された上記マーカに対す
る角度に基づいて上記原点からマーカまでの距離、上記
原点からマーカに対する垂直面からの角度及び水平面か
らの角度を計算する演算手段とを具備したことを特徴と
する。
【０００６】
【作用】第１〜第３の位置計測手段によりそれぞれマー
カに対する角度が計測され、演算手段に送られる。この
演算手段は、上記計測された角度及び位置計測手段のセ
ンサ部から原点までの距離についての連立方程式を解く
ことにより、原点からマーカまでの距離、垂直面からの
角度、及び水平面からの角度を計算し、コンピュータ画
面の座標データとしてコンピュータに入力する。
カに対する角度が計測され、演算手段に送られる。この
演算手段は、上記計測された角度及び位置計測手段のセ
ンサ部から原点までの距離についての連立方程式を解く
ことにより、原点からマーカまでの距離、垂直面からの
角度、及び水平面からの角度を計算し、コンピュータ画
面の座標データとしてコンピュータに入力する。
【０００７】従って、マーカを装着した指先を任意の方
向に動かすだけでその軌跡を入力することができ、図形
を入力する場合においても、スムーズな曲線を描画する
ことが可能となる。
向に動かすだけでその軌跡を入力することができ、図形
を入力する場合においても、スムーズな曲線を描画する
ことが可能となる。
【０００８】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。図１は、本発明の一実施例に係る位置入力装置
の全体的な配置構成を示したものである。
明する。図１は、本発明の一実施例に係る位置入力装置
の全体的な配置構成を示したものである。
【０００９】図１において、１〜３は第１ないし第３の
位置計測装置である。これらの位置計測装置１〜３は、
詳細を後述するように光学的にマーカ（指標）の位置計
測を行なうもので、各センサ部がｘ，ｙ，ｚの座標軸上
において、原点０よりそれぞれ一定距離Ｌ0 の同一平面
内の位置に配置される。すなわち、ｙ軸においては原点
０を中心として反対方向に一定距離Ｌ0 離れた位置に第
１及び第２の位置計測装置１，２のセンサ部が配置さ
れ、ｚ軸においては原点０より上方に一定距離Ｌ0 離れ
た位置に第３の位置計測装置３のセンサ部が配置され
る。
位置計測装置である。これらの位置計測装置１〜３は、
詳細を後述するように光学的にマーカ（指標）の位置計
測を行なうもので、各センサ部がｘ，ｙ，ｚの座標軸上
において、原点０よりそれぞれ一定距離Ｌ0 の同一平面
内の位置に配置される。すなわち、ｙ軸においては原点
０を中心として反対方向に一定距離Ｌ0 離れた位置に第
１及び第２の位置計測装置１，２のセンサ部が配置さ
れ、ｚ軸においては原点０より上方に一定距離Ｌ0 離れ
た位置に第３の位置計測装置３のセンサ部が配置され
る。
【００１０】上記第１ないし第３の位置計測装置１〜３
は、操作者の指先にマーカとして装着された反射器４と
ｙ軸、ｚ軸との角度θ1 ，θ2 ，θ3 を計測する。上記
反射器４としては、例えば小さなプリスムを数多くつな
ぎ合わせたプリズムシート、あるいは小さな鏡を異なる
角度で数多くつなぎ合わせたもの等を使用する。
は、操作者の指先にマーカとして装着された反射器４と
ｙ軸、ｚ軸との角度θ1 ，θ2 ，θ3 を計測する。上記
反射器４としては、例えば小さなプリスムを数多くつな
ぎ合わせたプリズムシート、あるいは小さな鏡を異なる
角度で数多くつなぎ合わせたもの等を使用する。
【００１１】上記位置計測装置１〜３により計測された
反射器４に対する角度θ1 ，θ2 ，θ3 は、図４に示す
ように演算装置５に送られる。この演算装置５は、上記
反射器４に対する角度θ1 ，θ2 ，θ3 に基づいて、原
点０から反射器４までの距離Ｒ、原点０から反射器４に
対する垂直面からの角度φ及び水平面からの角度ψを計
算し、つまり、反射器４の位置をコンピュータ画面の座
標データに変換してコンピュータ（図示せず）に入力す
る。
反射器４に対する角度θ1 ，θ2 ，θ3 は、図４に示す
ように演算装置５に送られる。この演算装置５は、上記
反射器４に対する角度θ1 ，θ2 ，θ3 に基づいて、原
点０から反射器４までの距離Ｒ、原点０から反射器４に
対する垂直面からの角度φ及び水平面からの角度ψを計
算し、つまり、反射器４の位置をコンピュータ画面の座
標データに変換してコンピュータ（図示せず）に入力す
る。
【００１２】次に上記第１ないし第３の位置計測装置１
〜３の詳細について説明する。各位置計測装置１〜３
は、同様の構成を有するもので、例えば図５に示すよう
に構成される。
〜３の詳細について説明する。各位置計測装置１〜３
は、同様の構成を有するもので、例えば図５に示すよう
に構成される。
【００１３】即ち、反射器４に光を照射する発光素子１
０及び反射器４より反射した光を受ける二つの受光素子
１１，１２を有する。この受光素子１１，１２は、同一
の受光特性を有するもので、それぞれ異なる方向に向け
て配置される。すなわち、二つの受光素子１１，１２間
の中央を通る方向（センタ方向）２２に対して受光素子
１１と受光素子１２との各中心方向（指向方向）２０，
２１が同一角度で互いに逆向きになるよう設けられてい
る。
０及び反射器４より反射した光を受ける二つの受光素子
１１，１２を有する。この受光素子１１，１２は、同一
の受光特性を有するもので、それぞれ異なる方向に向け
て配置される。すなわち、二つの受光素子１１，１２間
の中央を通る方向（センタ方向）２２に対して受光素子
１１と受光素子１２との各中心方向（指向方向）２０，
２１が同一角度で互いに逆向きになるよう設けられてい
る。
【００１４】この場合、受光素子１１，１２の受光特性
は、図６に示すように中心方向（指向方向）である０°
からの光の電気信号への変換効率が最も高く、受光強度
が１となっている。例えば図６のパス１９での角度での
入射光では、受光強度が０．７５となっている。従っ
て、受光素子１１または受光素子１２の受光特性から光
のパス１８や１９による受光強度が決まり、この受光感
度はセンタ方向２２に対して反射器４からの入射方向の
なす角の関数として表される。
は、図６に示すように中心方向（指向方向）である０°
からの光の電気信号への変換効率が最も高く、受光強度
が１となっている。例えば図６のパス１９での角度での
入射光では、受光強度が０．７５となっている。従っ
て、受光素子１１または受光素子１２の受光特性から光
のパス１８や１９による受光強度が決まり、この受光感
度はセンタ方向２２に対して反射器４からの入射方向の
なす角の関数として表される。
【００１５】そして、受光素子１１，１２にそれぞれ接
続される受光強度計算回路１３では、受光素子１１，１
２が検出した光の受光強度が計算される。また、上記二
つの受光強度計算回路１３は、角度計算回路１４に接続
されている。この角度計算回路１４は、図７に示すよう
に受光素子１１による受光特性に基づく受光レベル（一
点鎖線）との和Ａ（破線）と差Ｂ（実線）とを求め、こ
の和と差の比Ｂ／Ａにより角度を求めるものである。
続される受光強度計算回路１３では、受光素子１１，１
２が検出した光の受光強度が計算される。また、上記二
つの受光強度計算回路１３は、角度計算回路１４に接続
されている。この角度計算回路１４は、図７に示すよう
に受光素子１１による受光特性に基づく受光レベル（一
点鎖線）との和Ａ（破線）と差Ｂ（実線）とを求め、こ
の和と差の比Ｂ／Ａにより角度を求めるものである。
【００１６】すなわち、受光素子１１，１２の向きの違
いに基づく図７に示す受光レベルの位相差の和と差とを
とるものであり、この差によって直線特性となる角度検
出可能範囲内にてそのレベルによりセンタ方向からの角
度が求められる。この場合、左右の受光感度の和Ａと差
Ｂとの比Ｂ／Ａが入射角と１対１に対応する範囲である
角度検出可能範囲を所望のものにするため、一点鎖線で
示す受光レベルの位相差を図６に示す受光特性の形状か
ら調整すべく、受光素子１１，１２の傾き角を決めるこ
とが必要である。
いに基づく図７に示す受光レベルの位相差の和と差とを
とるものであり、この差によって直線特性となる角度検
出可能範囲内にてそのレベルによりセンタ方向からの角
度が求められる。この場合、左右の受光感度の和Ａと差
Ｂとの比Ｂ／Ａが入射角と１対１に対応する範囲である
角度検出可能範囲を所望のものにするため、一点鎖線で
示す受光レベルの位相差を図６に示す受光特性の形状か
ら調整すべく、受光素子１１，１２の傾き角を決めるこ
とが必要である。
【００１７】図８、図９は、反射器４と受光素子との間
が近い場合と遠い場合の図７のレベルの差を示してい
る。つまり、ケース（ｃａｓｅ）１は近く、ケース２は
遠くなっており、受光素子のレベルは近くでは高く、遠
くでは低くなっている。従って、図８のようにそのレベ
ルの差ＢＢ′もケース１とケース２とでは実線と一点鎖
線のように特性の傾きが変ってくる。また、この場合の
レベルの和ＡＡ′も図９のように近くでは高く（一点鎖
線）、遠くでは低く（二点鎖線）なっており、この結
果、反射器４の遠近を加味することにより図９のように
比であるＢ／Ａ（Ｂ′／Ａ′）を採ることによって反射
器４の距離の影響を無くすことができる。こうして、予
め比Ｂ／Ａと角度との関係を記憶しておき、この値と比
較を行なうことで反射器４からの入射光の角度θを算出
することができる。
が近い場合と遠い場合の図７のレベルの差を示してい
る。つまり、ケース（ｃａｓｅ）１は近く、ケース２は
遠くなっており、受光素子のレベルは近くでは高く、遠
くでは低くなっている。従って、図８のようにそのレベ
ルの差ＢＢ′もケース１とケース２とでは実線と一点鎖
線のように特性の傾きが変ってくる。また、この場合の
レベルの和ＡＡ′も図９のように近くでは高く（一点鎖
線）、遠くでは低く（二点鎖線）なっており、この結
果、反射器４の遠近を加味することにより図９のように
比であるＢ／Ａ（Ｂ′／Ａ′）を採ることによって反射
器４の距離の影響を無くすことができる。こうして、予
め比Ｂ／Ａと角度との関係を記憶しておき、この値と比
較を行なうことで反射器４からの入射光の角度θを算出
することができる。
【００１８】次に上記第１〜第３の位置計測装置１〜３
により計測された反射器４に対する角度θ1 〜θ3 を用
いて、原点０から反射器４までの距離Ｒ、垂直面からの
角度φ、水平面からの角度ψを計算する演算装置５の処
理動作について説明する。
により計測された反射器４に対する角度θ1 〜θ3 を用
いて、原点０から反射器４までの距離Ｒ、垂直面からの
角度φ、水平面からの角度ψを計算する演算装置５の処
理動作について説明する。
【００１９】図２（ａ）は、図１における位置計測装置
１，２及び反射器４を含む平面を示し、同図（ｂ）は位
置計測装置３、反射器４及び原点０を含む平面を示して
いる。
１，２及び反射器４を含む平面を示し、同図（ｂ）は位
置計測装置３、反射器４及び原点０を含む平面を示して
いる。
【００２０】位置計測装置１〜３のセンサ部から原点０
までの距離をＬ0 、位置計測装置１〜３のセンサ部から
反射器４までの距離をＬ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 とすると、距離
Ｌ0及び角度θ1 ，θ2 ，θ3 について、次に示す連立
方程式が成立する。
までの距離をＬ0 、位置計測装置１〜３のセンサ部から
反射器４までの距離をＬ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 とすると、距離
Ｌ0及び角度θ1 ，θ2 ，θ3 について、次に示す連立
方程式が成立する。
【００２１】すなわち、図２（ａ）から Ｌ1 ＝２Ｌ0 ｃｏｓθ1 ＋Ｌ2 ｃｏｓ（９０°−θ1 −
θ2 ） Ｌ2 ＝２Ｌ0 ｃｏｓθ2 ＋Ｌ1 ｃｏｓ（９０°−θ1 −
θ2 ） Ｒ2 ＝Ｌ1 2 ＋Ｌ0 2 −２Ｌ1 Ｌ0 ｃｏｓθ1 Ｌ1 2 ＝Ｒ2 ＋Ｌ0 2 −２ＲＬ0 ｃｏｓ（φ＋９０°） が成立し、図２（ｂ）から Ｒ2 ＝Ｌ0 2 ＋Ｌ3 2 −２Ｌ0 Ｌ3 ｃｏｓθ3 Ｌ3 2 ＝Ｒ2 ＋Ｌ0 2 −２ＲＬ0 ｃｏｓ（９０°−ψ） が成立する。
θ2 ） Ｌ2 ＝２Ｌ0 ｃｏｓθ2 ＋Ｌ1 ｃｏｓ（９０°−θ1 −
θ2 ） Ｒ2 ＝Ｌ1 2 ＋Ｌ0 2 −２Ｌ1 Ｌ0 ｃｏｓθ1 Ｌ1 2 ＝Ｒ2 ＋Ｌ0 2 −２ＲＬ0 ｃｏｓ（φ＋９０°） が成立し、図２（ｂ）から Ｒ2 ＝Ｌ0 2 ＋Ｌ3 2 −２Ｌ0 Ｌ3 ｃｏｓθ3 Ｌ3 2 ＝Ｒ2 ＋Ｌ0 2 −２ＲＬ0 ｃｏｓ（９０°−ψ） が成立する。
【００２２】上記連立方程式を解くことにより、原点０
から反射器４までの距離Ｒ、原点０から反射器４に対す
る垂直面からの角度φ、及び水平面からの角度ψを求め
ることができる。
から反射器４までの距離Ｒ、原点０から反射器４に対す
る垂直面からの角度φ、及び水平面からの角度ψを求め
ることができる。
【００２３】上記実施例では、マーカとして反射器４を
用いた場合について示したが、図３に示すように発光体
４ａを指先に装着して用いてもよい。この場合、位置計
測装置１〜３は、発光体４ａからの光を受けて角度θ1
〜θ3 を計測できるので、発光素子１０は不要である。
このようにマーカとして発光体４ａを用いた場合におい
ても、上記反射器４を用いた場合と同様にして原点０か
ら反射器４までの距離Ｒ、原点０から反射器４に対する
垂直面からの角度φ、及び水平面からの角度ψを求める
ことができる。
用いた場合について示したが、図３に示すように発光体
４ａを指先に装着して用いてもよい。この場合、位置計
測装置１〜３は、発光体４ａからの光を受けて角度θ1
〜θ3 を計測できるので、発光素子１０は不要である。
このようにマーカとして発光体４ａを用いた場合におい
ても、上記反射器４を用いた場合と同様にして原点０か
ら反射器４までの距離Ｒ、原点０から反射器４に対する
垂直面からの角度φ、及び水平面からの角度ψを求める
ことができる。
【００２４】上記のように指先に装着したマーカ（反射
器４、発光体４ａ）の位置を位置計測装置１〜３で計測
できるので、指先を任意の方向に動かすだけで、その軌
跡を入力することができる。
器４、発光体４ａ）の位置を位置計測装置１〜３で計測
できるので、指先を任意の方向に動かすだけで、その軌
跡を入力することができる。
【００２５】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、指
先に装着したマーカの位置を原点から等距離の３点に配
置した位置計測装置により計測するようにしたので、指
先を任意の方向に動かすだけでその軌跡を入力すること
ができ、図形を入力する場合においても、スムーズな曲
線を描画することができる。
先に装着したマーカの位置を原点から等距離の３点に配
置した位置計測装置により計測するようにしたので、指
先を任意の方向に動かすだけでその軌跡を入力すること
ができ、図形を入力する場合においても、スムーズな曲
線を描画することができる。
【図１】本発明の一実施例に係る位置入力装置の構成を
示す図。
示す図。
【図２】同実施例における位置計算方法を説明するため
の図。
の図。
【図３】本発明の他の実施例の構成を示す図。
【図４】本発明における信号処理装置の構成を示すブロ
ック図。
ック図。
【図５】本発明における位置計測装置の構成を示すブロ
ック図。
ック図。
【図６】受光素子の受光特性図。
【図７】受光レベルと角度との特性線図。
【図８】目標が近い場合と遠い場合の特性線図。
【図９】目標が近い場合と遠い場合の特性線図。
１〜３ 位置計測装置 ４ 反射器 ４ａ 発光体 ５ 演算装置 １０ 発光素子 １１，１２ 受光素子 １３ 受光強度計算回路 １４ 角度計算回路
Claims (1)
- 【請求項１】 指先に装着可能に形成されたマーカと、
原点を中心として水平方向及び垂直方向の等距離の位置
にセンサ部が配置され、上記マーカに対する角度を光学
的に計測する第１ないし第３の位置計測手段と、この第
１ないし第３の位置計測手段により計測された上記マー
カに対する角度に基づいて上記原点からマーカまでの距
離、上記原点からマーカに対する垂直面からの角度及び
水平面からの角度を計算する演算手段とを具備したこと
を特徴とする位置入力装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19927494A JPH0863278A (ja) | 1994-08-24 | 1994-08-24 | 位置入力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19927494A JPH0863278A (ja) | 1994-08-24 | 1994-08-24 | 位置入力装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0863278A true JPH0863278A (ja) | 1996-03-08 |
Family
ID=16405066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19927494A Withdrawn JPH0863278A (ja) | 1994-08-24 | 1994-08-24 | 位置入力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0863278A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009085799A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Stanley Electric Co Ltd | 二次元位置検出装置 |
| KR100948771B1 (ko) * | 2007-12-11 | 2010-03-24 | 팅크웨어(주) | 터치 스크린 패널의 측위 방법 및 상기 방법을 수행하기위한 측위 장치 |
-
1994
- 1994-08-24 JP JP19927494A patent/JPH0863278A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009085799A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Stanley Electric Co Ltd | 二次元位置検出装置 |
| KR100948771B1 (ko) * | 2007-12-11 | 2010-03-24 | 팅크웨어(주) | 터치 스크린 패널의 측위 방법 및 상기 방법을 수행하기위한 측위 장치 |
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