JPH11183145A

JPH11183145A - ３次元観察装置

Info

Publication number: JPH11183145A
Application number: JP9331160A
Authority: JP
Inventors: Yuusuke Nonomura; 友佑野々村
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-10-15
Filing date: 1997-11-14
Publication date: 1999-07-09

Abstract

(57)【要約】【課題】少なくとも一台のカメラと少なくとも１点以
上の指標で物体の形状をともなった空間的位置、軌跡を
捉える。【解決手段】偏光指標点などの指標点抽出手段と指標
検出としての線収束手段などとを、使用する事により上
記計測を成し得る。３点以上なら指標抽出手段を必ずし
も使用しなくても良い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、３次元物体を空間
的、時間的に捉える事を特徴とし、最低１台のカメラに
て計測、観察ができるので操作上の制約が少ない、また
水滴、霧、蒸気などのくもりの原因を除去することで、
特に口腔内の観察に適している。

【０００２】

【従来の技術】３点の指標を２台以上のカメラで撮影す
る手法での空間位置を検出するステレオカメラがあっ
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のステレオカメラ
では、３点以上の指標を違った方向の複数のカメラで撮
影する必要があった。

【０００４】

【発明の目的】本発明は、上記の事情に鑑みてなされた
もので、その目的は、少なくとも１台のカメラにて、少
なくとも１点以上の点指標を使用し、物体の空間的、時
間的な計測、観察が可能で、また、水滴、霧、蒸気が進
入せず、かつ固体の窓を必要としない、くもり止めが可
能な、３次元観察装置の提供にある。ここで、面で撮影
した場合は、３点以上の指標と考え、１画素近似または
一画素以下の面または球などは、点とする。ここで物理
的な指標の個数は、２点以上となるが、観測側よりの点
は、１点となる。面、球は、点の集合体とした。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の、３次元観察装
置は、次の技術的手段を採用した。〔請求項１の手段〕観察または計測する物体に、少なく
とも１点以上の指標を設置し、それを少なくとも一つの
撮像手段にて計測または観察する事を採用した。

【０００６】〔請求項２の手段〕複数個の情報要素より
なる情報を有する情報配列または、それを支持する支持
配列において、そのいずれかのどちらか、または、その
組み合わせの配列中に、少なくとも１つ以上の情報ブロ
ックを形成し、その情報ブロックにおいて、所定の位置
の指標に情報ブロック、または指標検出ブロックのいず
れか一方、または、その両方を収束させる収束手段を備
える事を採用した。

【０００７】〔請求項３の手段〕請求項２の指標検出装
置または、その方法において、指標などに対して、いず
れかのブロックにおける形、またはブロック内の情報要
素の数、またはブロックの大きさ、または各ブロックの
角度、または位置、または、長さまたは、それらいずれ
かの組み合わせなどの形状変化要素に対して、ブロック
を変化させるブロック変化手段をもつ事を採用した。

【０００８】〔請求項４の手段〕請求項２から３のいず
れかの指標検出装置において、収束手段が情報ブロック
そのもので、各分割ブロックのエネルギー値、またはエ
ネルギー範囲のいずれか一方、または、その両方により
情報ブロックを収束させる収束手段を備える事を特徴と
する事を採用した。

【０００９】〔請求項５の手段〕請求項２から３のいず
れかの指標検出装置において、収束手段が指標検出ブロ
ックにて行われ、そのブロックの検索範囲を情報ブロッ
クが指示する収束手段を備える事を採用した。

【００１０】〔請求項６の手段〕指標検出装置における
検出手段が、請求項２〜５におけるいずれかの情報ブロ
ックにおいて、少なくとも2個以上の情報要素における
所定の指標情報に対応した指標情報配列を検出する指標
検出ブロックを備える事を採用した。

【００１１】〔請求項７の手段〕請求項２から６のいず
れかにおける指標検出装置において、指標を検出する指
標検出ブロックの指標検出手段が、相関関数による収束
手段である事を採用した。

【００１２】〔請求項８の手段〕請求項２から６のいず
れかにおける指標検出装置において、指標を検出する指
標検出ブロックの指標検出手段が、空間周波数解析手段
を備える事を採用した。

【００１３】〔請求項９の手段〕請求項２から６のいず
れかにおける指標検出装置において、指標を検出する指
標検出ブロックの指標検出手段が、幾何学的抽出手段に
よる収束手段である事を採用した。

【００１４】〔請求項１０の手段〕請求項２から９のい
ずれかにおける指標検出装置において、検出された指標
情報配列の座標位置を検出する座標位置検出手段を備え
る事を特徴とする事を採用した。

【００１５】〔請求項１１の手段〕請求項２から１０の
いずれかにおける指標検出装置において、検出された指
標情報配列の座標値より、情報ブロックの座標値を変化
させる情報ブロック移動手段を備える事を採用した。

【００１６】〔請求項１２の手段〕請求項１の３次元観
察装置における指標検出手段が、請求項２から１１の指
標検出装置を備える事を採用した。

【００１７】〔請求項１３の手段〕指標より輻射、また
は反射される特異なる性質を有する電磁波において、全
部または部分情報中、各配列中、または各ブロック中よ
り、指標をマーキング、分離、特定、または抽出する指
標抽出手段を備える事を採用した。

【００１８】〔請求項１４の手段〕気体、または液体な
どの流動体を排出する少なくとも１つの排出手段を、観
察窓とともに備えた事を採用した。

【００１９】〔請求項１５の手段〕請求項１４における
くもり止め装置は、ワンピースまたはトゥーピース形態
にて吸引手段を備える事を採用した。

【００２０】〔請求項１６の手段〕請求項１４または１
５の、くもり止め装置に、中心に回転駆動源をもつ円形
の窓を回転させて、遠心力でくもりを取る窓を備える事
を採用した。

【００２１】〔請求項１７の手段〕請求項１４から１６
のいずれかの、くもり止め装置において、観察部分に位
置または映像を検出する検出手段を備えた事を採用し
た。

【００２２】〔請求項１８の手段〕請求項１〜１３の３
次元観察装置は、請求項１４〜１７のいずれかの観察窓
において、位置または映像における検出手段となる事を
採用した。

【００２３】

【発明の作用および発明の効果】〔請求項１の作用およ
び効果〕観察または計測する物体に、少なくとも１点以
上の指標を設置し、それを少なくとも一つの撮像手段に
て計測または観察する事を採用したので、たった１点の
指標で、かつ、たった１台のカメラでも物体の形状を伴
った空間的位置が検出できる。

【００２４】〔請求項２の作用および効果〕複数個の情
報要素よりなる情報を有する情報配列または、それを支
持する支持配列において、そのいずれかのどちらか、ま
たは、その組み合わせの配列中に、少なくとも１つ以上
の情報ブロックを形成し、その情報ブロックにおいて、
所定の位置の指標に情報ブロック、または指標検出ブロ
ックのいずれか一方、または、その両方を収束させる収
束手段を備える事を採用したので、撮像面に写った指標
を、検出できる。

【００２５】〔請求項３の作用および効果〕請求項２の
指標検出装置または、その方法において、指標などに対
して、いずれかのブロックにおける形、またはブロック
内の情報要素の数、またはブロックの大きさ、または各
ブロックの角度、または位置、または、長さまたは、そ
れらいずれかの組み合わせなどの形状変化要素に対し
て、ブロックを変化させるブロック変化手段をもつ事を
採用したので、指標に対して変化するので、高速処理が
できる。また指標形状の検出ができる。

【００２６】〔請求項４の作用および効果〕請求項２か
ら３のいずれかの指標検出装置において、収束手段が情
報ブロックそのもので、各分割ブロックのエネルギー
値、またはエネルギー範囲のいずれか一方、または、そ
の両方により情報ブロックを収束させる収束手段を備え
る事を特徴とする事を採用したので、エネルギーバラン
スにて指標を検出できる。この検出手段は、外乱に強
い。

【００２７】〔請求項５の作用および効果〕請求項２か
ら３のいずれかの指標検出装置において、収束手段が指
標検出ブロックにて行われ、そのブロックの検索範囲を
情報ブロックが指示する収束手段を備える事を採用した
ので、指標検出を情報ブロック内にて行えるので、拘束
に指標を追従できる。

【００２８】〔請求項６の作用および効果〕指標検出装
置における検出手段が、請求項２〜５におけるいずれか
の情報ブロックにおいて、少なくとも2個以上の情報要
素における所定の指標情報に対応した指標情報配列を検
出する指標検出ブロックを備える事を採用したので、指
標配列に対応した指標のみを検出できる。

【００２９】〔請求項７の作用および効果〕請求項２か
ら６のいずれかにおける指標検出装置において、指標を
検出する指標検出ブロックの指標検出手段が、相関関数
による収束手段である事を採用したので、予めストアさ
れた指標の強度などによる特徴パターンと相関のある指
標のみを検出できるので、非常に複雑な指標を検出でき
る。

【００３０】〔請求項８の作用および効果〕請求項２か
ら６のいずれかにおける指標検出装置において、指標を
検出する指標検出ブロックの指標検出手段が、空間周波
数解析手段を備える事を採用したので、特定の検出した
い指標の空間周波数を検出し、指標を検出するので、複
雑な指標を検出できる。

【００３１】〔請求項９の作用および効果〕請求項２か
ら６のいずれかにおける指標検出装置において、指標を
検出する指標検出ブロックの指標検出手段が、幾何学的
抽出手段による収束手段である事を採用したので、幾何
学指標の検出ができ、指標認識も可能である。

【００３２】〔請求項１０の作用および効果〕請求項２
から９のいずれかにおける指標検出装置において、検出
された指標情報配列の座標位置を検出する座標位置検出
手段を備える事を特徴とする事を採用したので、ブロッ
クを指標に追従させる事ができる。

【００３３】〔請求項１１の作用および効果〕請求項２
から１０のいずれかにおける指標検出装置において、検
出された指標情報配列の座標値より、情報ブロックの座
標値を変化させる情報ブロック移動手段を備える事を採
用したので、ブロック座標が検出できる。

【００３４】〔請求項１２の作用および効果〕請求項１
の３次元観察装置における指標検出手段が、請求項２か
ら１１の指標検出装置を備える事を採用したので、点検
出だけのカメラでない、画像検出用の一般的なカメラが
使用できる。また通常画像を写しながら指標検出も可能
である。

【００３５】〔請求項１３の作用および効果〕指標より
輻射、または反射される特異なる性質を有する電磁波に
おいて、全部または部分情報中、各配列中、または各ブ
ロック中より、指標をマーキング、分離、特定、または
抽出する指標抽出手段を備える事を採用したので、個々
の指標を特定できる。指標同士が多少撮像面で近接、オ
ーバーラップしても抽出ができる。また仮想指標点を示
すので指標が増加し、少ない指標で空間位置の計測を可
能とする。また光点に少なくとも一つの方向が持たせら
れるので、１点でも立体観察が可能となる。特異なる性
質として偏光、位相、波長、周波数、強度、振幅などを
使用するので検出が容易で、精度が高い。

【００３６】〔請求項１４の作用および効果〕気体、ま
たは液体などの流動体を排出する少なくとも１つの排出
手段を、観察窓とともに備えた事を採用したので、くも
りの無い観察ができる。

【００３７】〔請求項１５の作用および効果〕請求項１
４におけるくもり止め装置は、ワンピースまたはトゥー
ピース形態にて吸引手段を備える事を採用したので、く
もりの無い観察ができる。

【００３８】〔請求項１６の作用および効果〕請求項１
４または１５の、くもり止め装置に、中心に回転駆動源
をもつ円形の窓を回転させて、遠心力でくもりを取る窓
を備える事を採用したので、くもりの無い観察ができ
る。

【００３９】〔請求項１７の作用および効果〕請求項１
４から１６のいずれかの、くもり止め装置において、観
察部分に位置または映像を検出する検出手段を備えた事
を採用したので、くもりの無い位置、映像検出ができ
る。

【００４０】〔請求項１８の作用および効果〕請求項１
〜１３の３次元観察装置は、請求項１４〜１７のいずれ
かの観察窓において、位置または映像における検出手段
となる事を採用したので、くもりの無い３次元観察がで
きる。

【００４１】

【発明の実施の形態】次に、本発明の３次元観察装置
を、図１〜図２１に示す実施例または変形例に基づき説
明する。〔実施例の構成〕最初に３次元検出手段の要点である指
標検出手段の各種について開示する。そして、それによ
り点状指標を３点とらえ、その３点より空間位置を検出
する３次元観察装置を開示する。そして、３次元観察装
置または通常映像撮影装置などに対して、くもり止め手
段を開示する。これらにより、口腔内、特にタービン、
３ウエイシリンジを使用していても良好な画像や、位置
検出が可能となる口腔内観察方法となる。

【００４２】〔指標検出〕図１が指標検出のブロック図
である。まず、指標検出は、図２に示される情報配列
３、情報支持配列４、情報ブロック２、指標検出ブロッ
ク１からなる。ただし情報支持配列、指標検出ブロック
は必要の無い場合がある。これらは、図８の情報要素６
よりなる。情報要素は、メモリーの１情報単位、ＣＣＤ
の１画素、伝達機器での最小分解要素などである。

【００４３】１第１実施例の指標検出は、情報ブロックすべてが、指標
検出に携わっている一例で、エネルギー値、エネルギー
範囲による収束である。図３は、複数ブロックによる光
点追跡法にもとづく方法。光点とは、自己発光はもとよ
り反射発光も含むものであるり、特に指標抽出を行えば
輝度の低い反射光源をも自己発光光源なみに捉える事が
できる。情報ブロックと指標検出ブロックが同じ範囲と
なっている。

【００４４】情報要素を撮像機器（ここではＣＣＤ）の
画素または、それに対応したメモリーを情報要素とし、
それを要素としとした情報配列、即ちＣＣＤアレイまた
は、それに対応するメモリーアレイを有し、そしてその
配列中または、その配列を含む情報要素の所定の集合体
である情報ブロックを３つ以上の情報ブロックとして構
成し、その各ブロック毎の基準以上の光強度を演算し光
点を追跡する技術を応用する技術を開示する。この技術
を応用して指標を検出する。

【００４５】即ちまず一例としてここではブロックを4
分割として円形のブロック（図３と図４を参照。）を使
用し、光点を追跡した。このとき本発明においては計測
カメラの全画素を全て含み、それ以上の面積をもつブロ
ックを初期設定して初期画像の基準値以上の光点に関し
て、ｘを各ブロックの強度とし各ブロックへの移動係数
をＸ＝｛（ｂ＋ｄ）―（ａ＋ｃ）｝Ｋ／（ａ＋ｂ＋ｃ＋
ｄ）、Ｙ＝｛（ｃ＋ｄ）―（ａ＋ｂ）｝Ｋ／（ａ＋ｂ
＋ｃ＋ｄ）を用いて光点を追跡する。図３ここでＫは適
当な定数で集束に対して適時増減させても良い。そして
第２画像にて光点に集束しつつ、かつブロックの大きさ
を縮小させる。ここでブロックの大きさは演算対象の全
画素数の０〜数倍程度に設定する。今回は４倍程度とし
た。またブロック中に閾値を設けて、その閾値以上の画
素のみを演算可能とするようにした。これはＣＣＤのタ
イミングコントローラーが発生する画素クロックとスタ
ートパルスまたは基準クロック、水平、垂直信号などの
タイミングパルスを基に閾値以上の画素データのみを、
その画像における座標値とともに演算または記憶または
その双方の処理を実行する。ここでこの操作を完全にソ
フトウエアで実行しても良い。

【００４６】ここで図３のごとくブロックの大きさの変
化率は、光点を追従できればどの様な変化率でも良い
し、その大きさも追従可能なら大きくても小さくても良
い。図３、４の円ブロックはパターンマッチングし楕円
となっても良い。収束点を外部に持ち各ブロックが離散
していても良い。情報要素を直線的にもつ３つの独立ブ
ロックをもち収束点も独立したブロック図５、６でも良
い。また独立ブロックを放射状に３つ以上有しても良
い。図６、７、鋭角展開しても良い。図７ここで集束点
を定義するベクトルＶ１とＶ２は固定でも良いし、動的
に変化しても良い。

【００４７】そして演算に供した強度が基準値以上の情
報ブロックである光ブロック中における情報要素の形や
大きさにより６自由度の空間位置を検出する。ここで星
型や四角型などの形についてもこの基準値以上の光強度
により形成されれいる光ブロック中の情報要素形により
検知しても良い。また最初に四角型または多角型または
星型のブロックを定義して光点追跡しその後に6軸にて
回転整合してその形状を認識しても良い。ここで他のパ
ターンマッチングや解析的手法などの手法を使用しても
良い。またＯＣＲ様の機構によりこの形状を言語として
翻訳しても良い。またＮ次式（Ｎは1以上の整数）やテ
ーラー級数、マクローリン級数、テーラー級数、フーリ
エ級数などの各種式などにて近似、マッチングしても良
い。

【００４８】手の甲またはに円形の指標または生来の特
徴による指標を、円指標については、中央に検出波長に
対して特異的に吸収または反射するインキにて塗られた
指標に対して既知の手法に基づき光点追跡手段が集束す
る。ここで指標が４分割に波長分けされているのでこの
各波長対応指標が３、４分割光ブロックの各波長対応画
素が最大となるように１〜３自由度にて回転し各ブロッ
ク強度の和が最大となる位置で停止する。勿論、手が動
けば、また一連の動作が動き出す。

【００４９】中央に検出波長に対して特異的に吸収また
は反射するインキにて塗られた指標に対して既知の手法
に基づき光点追跡手段が集束する。ここで4分割されて
いる線を中心点より外部に向け走査して交差した線の間
隔や数を計測する。即ち、外周に向け円形の模様が付与
されておりこの数が単に伝達する数（コード）となって
いる。ここでこの模様において走査線にて走査が完了し
“５”が送信された。この５はコンピュータ上のある特
定な制御コードと対応しておりその機能が発現される。
この時収束点を走査開始点としたが、これは独立してい
ても良い。

【００５０】ここでこの線分の間隔が予め設定された基
準間隔に照らし合わせて2進化されるなどの縞の間隔や
本数をコードとして与えればさらに大きな情報を伝達で
きる。もちろんバーコードをこれらの縞同様に円形に印
刷しても良い。一般にバーコードは直線的であり原則と
して平面近似の物のみに有効であるが以下の手法を使用
すれば曲面でも良いし、また本発明では汎用的なコンピ
ュータ入力装置となるのでバーコードリーダーなどのよ
うな特殊な機器がいらない。特に半導体レーザによる走
査機構をバーコードでは大く採用しているが本発明では
不要である。ここで情報伝達因子またはコードの読み取
り方法またはそれらの伝達情報の補正方法を記載する。
これらの線分間隔などの検出には位置による変形を補
正、または利用して情報を抽出する。この抽出、補正な
どの方法として；

【００５１】スパイラル走査法中心に位置している指標を基準値以上の光により形成さ
れた画素の外周形状を得る。この形状をもとに円状また
はスパイラル状に走査してある閾値以上の値のラインと
それ以下の値のラインを2値化コードとしてその周期パ
ターンを検出する。ここで円状に走査する場合中心指標
外形と相似形にし同心円状に、間隔をあけて走査する。
この間隔（それぞれの走査円の半径などの各種図形歪み
など）も中心指標の形状変化より計算しもとめる。スパ
イラル状も円状に準拠し走査してコードを読む。

【００５２】基準格子または縞法搬送波に値する縞を指標とする変調波形にて搬送波を既
知のものとしておくことで、指標付与物体の位置の変化
による指標形状の変化を、キャンセルし指標である変調
波の変調波長に対応する情報をえても良い。基準波長の
サイン波と指標波長のサイン波を描画して、基準波の撮
像波をもとに指標縞の波長を検出して位置の変化による
波長変化を補正して指標の情報を得手も良い。ここで基
準縞または計測縞は指標に対してどの位置においても良
いし、その形状は格子状、放射状などどのような幾何学
的模様でもよい。また2値化していても良いし、多値化
していても良い。そして計測縞はビートをとりあらたな
縞を発生させてそれを計測しても良い。この時対向する
２つずつの線上での走査により指標が傾いていても補正
できるようにしても良い。ここで縞走査法を併用してバ
ックグラウンドノイズを除去しても良いし、縞を９０度
ずらして描画してもよいなど、指標間での位相を変えそ
の位相量を情報伝達に使用しても良い。これらの縞を基
準格子を通して観察しても良い。

【００５３】半径様直線による方法円の中心点から円周に対して描画された円の半径に値す
る直線または直線群の長さの撮影像では、その変形に対
する回転軸を基準にしてＣＯＳ，ＳＩＮ成分に分けて変
化するのでその変化成分を分離して、情報伝達因子とし
ての指標としても良い。またこの場合円の位置による変
形を補正、修正するためにこの因子を使用してもよい。
この操作の後スパイラル走査を併用しても良いなど他の
方法との併用を行っても良い。

【００５４】円の変形具合による方法撮像して円（楕円の場合がほとんどである）外周の形状
を少なくとも3点以上の点について計測しその変形具合
を見る。これによりコードの間隔補正を行う。またはそ
の大きさ、変形具合により情報を伝達する。また円（楕
円）の中心点をもとに長軸と短軸（円の場合はどこでも
良い）を求めて、その長さと基準座標系における各軸に
対する角度を求めて、空間位置を求めても良いし、円の
変形具合をもとに整合し空間位置を求めても良い。

【００５５】多重円法中心を同じくする２つ以上の円の模様にて、その重心を
光点追跡にて検出する。その後放射状に多数の円の間隔
を測定する。この間隔によって情報の伝達をおこなった
り、この間隔の変形具合で、この円を補正しても良い。
この間隔をＩＤＮｏなどに使用しても良い。ここで中心
を同じでない円や、波長を変えた円、波長を変えて多重
に配置された円などを使用しても良いし、その組み合わ
せでも良い。その場合ここの幾何学的位置、寸法は既知
でも未知でも良いし円はグラデーションを付与してよ良
いし、多段階に階調を付与してさらに情報量をおおくし
ても良い。

【００５６】ここでディスプレイ上にタッチパネルに使
用されるボタンなどの表示を行い非接触にて操作をおこ
なっても良い。

【００５７】〔実施例の効果〕ＩＤナンバーやパスワー
ドの伝達としての使用がさらに容易となり、かつ多くの
情報を少ない面積に多重に描画できかつ非常に単純な機
構にて実現可能なの特徴を有しているので複雑な情報の
伝達が容易に可能となる。また手術用のグローブまたは
皮膚に指標を記しその指標を使用することにより、診
断、治療、修復機器などの機器に非接触にて情報を伝達
可能となるので従来のマウス、キーボード、タッチパネ
ルなどの接触式情報伝達機器を介しての院内感染を防止
できる。そして指標の奥行き左右上下の位置にて直交３
軸における移動または位置の３自由度、それら３軸回り
の回転による３自由度が容易に伝達できるので従来の三
次元マウスより低価格で操作性が良くかつ小型、軽量で
ある。よって特に断層撮影機よりの三次元診断画像の位
置決めまたはバーチャルリアリティなどに有用である。
またコンピュータを介しての手話を形成するなど手話の
コンピュータへの伝達にも可能であるし、これらの伝達
方法に対し発声機能をコンピュータなどの制御機器に付
加すればさらに良い。従来この様な機器は複雑で高価か
つ使いずらかったがこのシステムを用いることにより近
い将来汎用的なコンピュータでも各種情報の入力が従来
のキーボード、２Ｄまたは３Ｄマウス、ジョイステック
などの情報入力機器を使用せず可能となるし、それに伴
いパソコンがよりいっそうコンパクトになる。また縞な
どを利用したものなどは、走査法に比べて並列処理に有
利で高速に処理ができる。

【００５８】２情報ブロック以内の情報要素が、指標
検出手段として指標検出に携わっている一例。図８に指
標検出ブロックの一例を示す。１が指標検出ブロック
で、この図では直線ブロックとなっている。図２におい
ては、四角形のブロックとなっている。この形、大きさ
は、計測環境や、場合により指標により変化するなど形
の指定は特に無い。

【００５９】２―１指標配列による指標情報配列第２実施例の指標検出は、図８は、指標配列検出法によ
る方法の情報ブロックと、指標検出ブロック周辺を示し
たものである。

【００６０】図８において、指標の画像情報５は、自己
発光型の光点をＣＣＤカメラで撮影し、その画像情報に
おいて、１画素を情報要素６、全画面を情報配列３、情
報ブロックを２として、撮像画像は存在しないが画像要
素を有する能力をもつ範囲を指標検出ブロックである情
報支持配列１とした。ここで反射型の非発光型の指標を
使用しても良い。この時指標分離手段を使用すると好適
である。これらは、ＣＣＤアレイと／またはメモリーア
レイによって実現される。図８は、指標周辺を拡大した
図で、ここで情報ブロックは情報支持配列にオーバーラ
ップしていても良いし、また、そうでなくとも良い。ま
た情報支持配列は必ずしも必要ではない。

【００６１】ここで初期の情報配列を、情報配列生成手
段にてＣＣＤ画面と同じ大きさに情報ブロック２を生成
する。ここで図２、図３、図８では１例を示しているに
すぎず、情報ブロックの大きさ位置は一例で、ここでの
初期設定をあらわしてはいない。そして順次左上の情報
要素より走査を開始してゆく。ここで指標情報配列検出
手段にて、予め計測しておいた指標における情報値（閾
値）より大きい連続して５個以上の情報要素が検出され
る。この図８の１が指標情報配列となり指標が検出され
た事になる。

【００６２】ここで指標は円形を用いたが空間的に自由
に運動するので画像は楕円となっている。また予め計測
しておいた指標における情報値（閾値）より大きい連続
して５個以上の情報要素を検出値としているが、その個
数は少なくとも２個以上であればよい。そして画面を見
ながら操作者が閾値を決定しても良い。

【００６３】〔実施例の効果１〕本実施例の指標（光
点）追跡装置は、容易に指標の検出ができる。また点検
出に見られる背景ノイズによる検出の誤り、点光源分布
の空間位置におけるピーク点の変化による位置のばらつ
きがない。また指標形状の検出ができる。

【００６４】ここで終了すれば検出のみとなる。そして
検出された指標情報配列の座標値を、座標位置検出手段
が配列の中心座標とし、この座標値を基に情報ブロック
移動手段が、次の情報ブロックの中心座標とし、ブロッ
クを移動させる。この検出座標値は、指標情報配列の
外、中、その組み合わせなど、どのように取るか操作者
の自由であるし、情報ブロックの中心以外の座標値とリ
ンクしても良い。さらに、この位置関係、位置は自由に
変化させても良いし、固定関係、値でもよい。

【００６５】〔実施例の効果２〕本実施例の指標（光
点）追跡装置は、容易に、かつ高速に指標の追跡ができ
る。

【００６６】ここで情報ブロックを指標情報配列の外形
などより情報ブロック変化手段がｘ方向に±Ｘｎ個、ｙ
方向に±Ｙｍ個とる。ここでＸｎ個とＹｎ個は操作者が
自由にきめておく事で、走査範囲が小さくなり高速に追
従できる。この場合Ｘｎ、Ｙｍは８画素とした。この数
は速度、加速度係数により重みを付けても良い。

【００６７】〔実施例の効果３〕本実施例の指標（光
点）追跡装置は、効果２までよりさらに高速に指標の追
跡ができる。

【００６８】２―２相関関数による指標情報配列第３実施例の指標検出は、図３、８の指標検出ブロック
に相関関数による指標検出手段を使用する。その他の動
作仕様は、指標検出ブロックの基本的動作を採用する。
まず検出指標を円形の縞または、多重円とする場合につ
いて開示する。多重円を指標として爪や、手指などの物
体にはったり、インキしたりする。そして、これと同じ
形のデータをメモリなどに挿入し、これを指標検出ブロ
ックとする。この時７で示した２値コードを設定しても
良いし、８の部分に値を挿入したアナログ的な縞のよう
なコードでも良い。また目、瞼、皺、手相、血管、歯な
どの様な物でも良い。そして情報ブロックを生成する情
報ブロック生成手段と、指標を検出する指標検出ブロッ
クとからなる。もちろん、これらは、情報配列または、
情報支持配列中に生成されても良いし、また結果的に情
報配列または、情報支持配列中に発生したと等価な回路
を構成しても良い。

【００６９】撮像画面と平行近似の場合指標検出ブロックを指標とカメラ倍率を加味して情報配
列中に上記指標検出ブロックを生成する。この時走査範
囲を決定する情報ブロックを画像データすべてに設定す
る。そして指標検出ブロックを情報ブロック中にて動か
して、指標検出ブロック中の画像データと指標検出ブロ
ックの登録データを掛け合わせる。この時、適当な重み
をあたえても良いし、除しても良いなど、相関に準ずる
演算仕様ならどのような演算でも良い。そして指標検出
ブロックなどの各ブロックの数、大きさなどは、どのよ
うなものでも良いし、指標検出ブロックの登録データ
は、固定でも、可変させても良い。また円状を指標に
し、直線状のコードを指標検出ブロックに設定するなど
指標の相関が得られれば、どのような組み合わせでも良
い。

【００７０】ここで指標の位置に指標検出ブロックが合
致、（完全に合致する場合もあれば、指標の空間的ずれ
により不完全一致の場合もある。）すると、指標検出ブ
ロックの上記演算結果が最高値をもたらす。この最高値
をもって指標の座標を検出したとする。

【００７１】この時、指標検出ブロックの大きさは、指
標検出ブロック変化手段にて適時変化させても良いし、
また情報ブロックの大きさ、形状のどちらか一方または
双方を情報ブロック変化手段にて変化させても良い。こ
れらを初期の時に大きく設定して指標を発見した時点に
て小さくすると、高速になる場合がある。

【００７２】空間的に移動している場合かなりの場合上記平面近似として背景より分離が可能で
ある。ここで指標検出ブロックにて、指標を上記手段に
て検出する。そして指標検出ブロックを指標検出ブロッ
ク変化手段にて６軸推移と倍率変化を行い指標検出ブロ
ックの出力値を最大とする。この時の変化パターンは、
所望の検出ができれば、どのような設定でも良い。そし
て収束した時の指標検出ブロックデータが指標の画像中
または仮想空間上での位置、形状を表現し、その時の６
軸データと倍率データが実空間での空間的位置を計算す
るデータとなる。このデータを使用して、指標の位置、
軌跡を計測しても良い。位置や軌跡を情報として各種制
御を行っても良い。

【００７３】また指標検出ブロック変化手段は、直交
動、回転軸、倍率などにおいて、その単独要素または、
複合要素のいずれからなっても良い。ここで相関は、相
関関数の一般式を用いても良いし範囲ａ〜ｂでのＲ
（ｔ）＝∫Ｉ（ｓ）Ｘ（Ｓ＋ｔ）ｄｓを使用して、この
値が最大となる点を指標検出点としても良いし、ａ〜ｂ
までの個数、差分などで除しても良いし、範囲を無限大
までに拡張しても良いなど、相関または相関近似で、本
発明の主旨に沿う式ならいずれの式を使用しても良い。
ｔ、ｓ、は、情報要素がもつ座標値、Ｒ（ｔ）は、相関
値、Ｉ（）は、指標を現す強度、振幅関数、Ｘは、あら
かじめ計測、設定した指標検出ブロックでの指標関数。
ａ、ｂは、指標相関に対して十分な演算範囲で、術者が
設定したり、測定環境により設定される。

【００７４】ここで指標は、爪、皺などから、幾何学的
模様などの識別可能な固有パターン（画面上で唯一のパ
ターンであれば良いし、またパターンが同じでも色など
の識別信号が重畳されていれば良い。）を有する指標が
あれば良い。

【００７５】〔実施例の効果〕複雑な指標でも容易に検
出が可能である。対ノイズ性が高い。また瞼、口、ひ
げ、かみ、手指、皺、爪、手相、血管、歯、舌などの形
状、その動きなどに対応可能であるので、伝達する情報
が多く出来る。

【００７６】２―３空間周波数による指標情報配列第４実施例の指標検出は、図３、８の指標検出ブロック
に周波数解析手段を装備する。その他の動作仕様は、指
標検出ブロックの基本的動作を採用する。まず一例とし
て皺または、線分指標を抽出する方法を開示する。まず
２値化画面にて皺または、線分を抽出する。この時２値
画面の閾値は、手動で調整しても良いし、また高調波が
最も多いようにフィードバック手段を介して調整されて
も良い。この画像データがストアされているメモリーの
データを、ＦＦＴ実行手段にて２次元または１次元ＦＦ
Ｔを実行する。この時、２値画像に線分が存在する時
は、高調波が多く、また特定のスペクトラムを呈してい
る場合が多い。ここで適当な閾値を設定して逆フーリエ
変換して画面走査にて線分の位置を求めても良いし、ま
た初期の２値化画像を走査して位置を求めても良い。

【００７７】高調波成分の多い、少ないまたは、特定周
波数、スペクトラム、または、それらの組み合わせを検
出しても良い。これらの特異的な情報がリモコン情報と
なる。この時、使用できれば、多値化画像でも良い。

【００７８】〔実施例の効果〕手指などの指標を空間に
自由に位置させても情報が入手できる。また光点追跡の
ような動的で機械への負荷を要する追跡手段を使用しな
い。

【００７９】２―４幾何学的抽出法による指標情報配
列第５実施例の指標検出は、幾何学的抽出法を指標検出ブ
ロックに適用する。その他の動作仕様は、指標検出ブロ
ックの基本的動作を採用する。Ａ線分法。関節の皺を線分として検出して、その数、形、
長さ、大きさ、角度などを指標とする。線を描画して、
それを使用しても良い。一例として爪に貼った指標また
は爪自身を指標として、爪の位置を検出する。これは、
上記のいずれかの検出手段を使用するのが好適である。
その後、その指標から皺のある方向に走査を行い、皺の
本数を数えるなどである。また、２値画像にて検出して
も良い。

【００８０】Ｂキー＆キーウエイ（鍵と鍵穴）による指標検出手段にも
とづく指標検出ブロックを採用した一例を開示する。図
９に示す形の指標を鍵（左側）として、それに対応する
指標検出ブロック（右側）を用意する。この時、グレー
スケールや明度、彩度などで階調が図９のごとく存在し
ている。この時指標検出ブロックに搭載された快調パタ
ーンが２値化の場合を説明する。もちろん階調は、多値
化でも良い。もし右の指標と左の指標検出ブロックが合
致したら全ての指標検出ブロックが１の値となる。この
座標点が指標検出点となる。

【００８１】そして、この鍵指標を空間的に移動し鍵穴
に適合させる。この場合撮像側を移動させても良いし、
指標側を移動させても良い。前者は、鍵、ＩＤ、パスワ
ードなどの手段として使用できるし、後者は、指標検
出、追跡として使用できる。これらの機構は、前述の指
標検出ブロックと指標認識が異なるのみで同様の操作を
行う。ただし、後者の撮像手段が動く物に関しては、指
標検出ブロックから撮像移動手段に収束信号がおくられ
て撮像手段が移動し、鍵と鍵穴を合致させる。この収束
操作は、後述の３次元観察装置の操作と同様に行い、移
動パラメータを移動手段への信号とすれば良い。

【００８２】〔実施例の効果〕生来の特徴を生かせるの
で簡単に、皺即ち線を出したり、消したりなどの、その
数、形、長さ、大きさ、角度を変化させられるのでリモ
コン本体が不要となる。また、その情報量も多い。これ
を蛇腹のような人工的な物を使用して実現しても良い。
この場合、正確な情報を規格化して伝達できる。任意の
指標により鍵、ＩＤ、パスワードができる。また、個々
人に適当な支持体を容易し、鍵が鍵穴に合致する空間位
置を決めてやれば、その位置もＩＤ，パスワードなどの
鍵情報とできる。

【００８３】〔指標抽出装置〕第６実施例は、全く同じ
形の複数の指標が存在していても、個々の指標の抽出を
可能とする手段について開示する。

【００８４】〔指標抽出―１〕波長情報が他と少しでも
違う指標は、波長の違いによる背景または他の指標から
の指標分離手段を使用すると良い場合がある。

【００８５】図１０の左より各波長に分離された情報が
入力される。ここではＣＣＤカメラからのＲｅｄ、Ｇｒ
ｅｅｎ，Ｂｌｕｅの各波長情報である。この波長域は、
特にＲ，Ｇ，Ｂで無くとも良く、使用に際して使用者が
自由に設定すれば良い。

【００８６】ここで四角にＲは、一時保持手段で左が入
力で、右が出力、出力は単数でも複数でも良い。丸に＋
は左が入力で、右が出力になっている加算手段。入力は
３つ以上でも良い。三角に／は除算手段で、頂点の入力
が分子、底辺の入力が分母となっている。ここは、時に
減算となる事もある。右の辺が出力である。四角に＾ｎ
はｎ乗または階乗手段で一般に｜ｎ｜＞０で、左が入
力、右が出力である。時にｎに０を使用して校正などの
基準配列とするなどしても良い。またすべての演算手段
の出力は分岐させる事が可能である。

【００８７】まず入力波長別情報の振幅、強度、大きさ
などがＲで示されたレジスターなどの一時保持手段に入
力される。今一番上の段の流れに注目して、ある特定波
長、波長域の情報要素が最上段のＲに入力された。そし
て、この情報要素以外の波長情報の振幅、強度、大きさ
を加算手段が加算する。この加算情報と、この情報要素
の情報が三角に／の除算手段にて除される。そして、こ
の出力が階乗される。

【００８８】ここで、波長情報がｍ個あれば入力もｍ個
で、加算もｍ―１としても良いし、指標の波長特性か
ら、適時、最適な加算組み合わせを選んでも良い。ま
た、これらの各段にて適当な増幅手段（×Ｋ）などを行
っても良い。Ｋは、すべての実数の範囲内で選択すれば
良い。

【００８９】ここで、言うまでも無いが第１実施例と組
み合わせて、非発光指標を検出しても良いし、またこの
時、情報ブロックを使用しても良いし、使用しなくても
良いが、使用すれば高速に、かつ必要な部分のみの指標
抽出が可能となるは、言うまでも無い。

【００９０】Ｒ，Ｇ，Ｂ分離などの波長分離のみなら
ず、各波長毎に演算を施して指標の位置検出を容易にし
ても良い。一例として各波長における2次元画像の強度
配列をＲＤ、ＧＤ，ＢＤとすれば、ＲＤ／ＧＤ＋ＢＤ
（他波長も同様に）またはＲＤ−（ＲＧ＋ＲＢ）（他波
長も同様に）などである。ここで各変数に適当な定数を
乗算しても良い。さらに、ここで情報配列の演算前や、
演算後、または、その途中において、配列要素をｎ乗し
てＳ／Ｎ比などを上昇させても良い。一例として；１ W1 - W2 ２ W1/W2 ３ (W1*K1)/(W2*K2 + W3*K3), 4 (W1*K11) - (W2*K22 + W3*K33) 5 D^ｎＷは、強度などをあらわす。（電圧、電流値、ビット、
数など）Ｄは１〜４の演算結果、強度などをあらわす。｜ｎ｜
＞０これらは、自由に組み合わせても良い。 {(R * Kr) - (B * Kb + G * Kg)}^ｎ {(G * Kg) - (R * Kr + B * Kb)}^ｎ {(B * Kb) - (G * Kg + R * Kr)}^ｎ {(R * Kr) / (B * Kb + G * Kg)}^ｎ {(G * Kg) / (R * Kr + B * Kb)}^ｎ {(B * Kb) / (G * Kg + R * Kr)}^ｎなどである。

【００９１】これらの指標検出を容易にする手段は一例
であり求める指標が明確に検出されれば、どのような手
法でも良い。即ち４波長以上のフィルターを設けたり、
またフィルターも狭帯域のものや広帯域のもを複数用い
たり、その重みを付与したりしても良い。その場合その
すべての帯域のコントラスト強調または、指標分離、指
標検出を容易とする全ての演算を列挙はしないが、指標
検出を容易とすればどのような演算でも良い。つまり指
標によっては、一例として；｛（Ｒ−Ｇ）×（Ｒ−Ｂ）×Ｋ１−Ｋ２＊Ｒ｝＾ｎ｛（Ｇ−Ｒ）×Ｋ３―（Ｂ−Ｒ）×Ｋ４｝＾ｎ（Ｂ−Ｒ＊Ｋ５）＾ｎなどにより角波長域の指標が求められる場合もあるな
ど、指標の波長特性、背景などを加味して、それぞれ設
定されるので分離方式のすべてを記述するのは不可能で
ある。Ｒ，Ｇ，Ｂは、赤、緑、青などの所定の波長域に
おける情報配列。｜ｎ｜＞０Ｋ１〜Ｋ５は、任意の定数。機器ごとに設定する。不要
な場合も多い。ここで以上等の指標分離手段が所定の波
長帯域の一部または全部における情報配列から、少なく
とも一つ以上の他の情報配列の一部または全部における
情報を、所定の減算または除算またはその両方の演算を
行い、かつ、その結果の値をｎ乗（｜ｎ｜＞０）する
事により所定の指標を抽出を採用しても良い。ｎ乗は、
階乗でもよい。

【００９２】〔実施例の効果〕本実施例の指標抽出装置
は、通常では追跡も検出もできない指標を簡単に検出、
追跡できる。また自己発光型光点と同様な高Ｓ／Ｎ、高
コントラストな指標として扱う事ができる。よって自己
発光光源、ファイバー光源、レフレクターなどの特別な
装置が無くとも物体の特徴を簡単に追跡、検出できる。

【００９３】ここで、ｎ乗、ｎの階乗などを併用しても
良いなど、情報要素の強度、振幅、エネルギー値を基に
し、自己の情報要素パラメータを利用した加減乗除を初
めとする全ての演算を使用した自己増幅手段を使用して
も良い。これらの自己増幅手段は、Ｓ／Ｎ比を改善でき
る。もちろんＮ／Ｓ比として比較しても良い。自己増幅
手段によれば、通常、分離抽出できないような指標を分
離できる。

【００９４】〔実施例の効果〕Ｓ／Ｎ比が改善されるの
で、通常は、機械にて分離不可能であった指標を使用で
きる。

【００９５】〔指標抽出―２〕図１１に偏光による指標
抽出を開示する。偏光制御手段が光源からの電磁波に偏
光を与える。ここでは、直線偏光とした。そして、指標
点よりその電磁波を輻射する。ここで指標点が反射型な
ら、反射型偏光板を採用しても良い。そして、直線偏光
点指標を、下記の偏光フィルターなどを採用した偏光角
検出手段で観察する。もし、偏光角が０°（平行）なら
最大強度がえられ、９０°なら最小強度となる。これに
より偏光角が判明する。

【００９６】一例として、図１１―２に示した偏光角制
御手段を使用しても良い。この場合は、ファイバーの断
端などを光源として使用し、その端面に偏光フィルター
を設置する。ここで、ファイバーには無偏光の物を使用
したが、偏波面保存ファイバーにて偏光処理を行った光
を光源として使用しても良い。また、この場合ＬＥＤや
ランプなどでも良いし、直線偏光などの偏光レーザ光源
などでも良い。そして、この光源を図１１―２に示した
通りのセンサで観察する。このセンサーは、フォトダイ
オードの上に偏光フィルターを設置したものである。こ
こで受光素子には、光源または電磁源の波長を受信でき
れば、どのような物でも良い。そして、このセンサが互
いに直交方向の偏光になるように位置させる。もちろん
使用目的にあわせて、センサーの相互位置、角度は自由
に設置して良い。

【００９７】この直交方向に１対のセンサを使用して、
光源を観察する。そして、このセンサの出力を適当な値
に増幅またはバッファーリングして、それを割り算手段
（Ｄｉｖ）に導く、どちらを分子、分母にするかは、自
由である。そして、この出力値を、角度算出手段にて角
度に対応させる。もしリニアーであると簡単な１次式の
変換が角度算出手段となる。ここで非線形な応答なら多
項式、級数式または近似式などにて変換しても良いし、
配列により対応するテーブルをプログラムしても良い。
またハードウエアにて角度算出手段を構成しても良い。
すると、光点としてしか検出不可能な点の向きが検出で
きる。ここで、偏光を機械的、電気的、または光学的に
変化させ様々な向きを表現しても良い。この様に１点で
偏光角を切り替える偏向角、または偏光面切り替え手段
を使用すれば１点でも空間的な３次元物体の検出が可能
となる。

【００９８】また、一例として、図１１―３ａ，ｂ，ｅ
に示す種々な光点を使用し、かつ一点の多きさの光点内
に少なくとも３つの光点Ｐ１，Ｐ２、Ｐ３を設け、それ
ぞれの光点に向きを、上述の操作により偏光により記録
する。そして、それぞれが示す方向により生成される面
を、Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３とする。ここでＨ１とＨ２、Ｈ３
とＨ１により形成される線分Ｌ１とＬ２を検出する。そ
して、このＬ１とＬ２にそれぞれ、Ｄ１とＤ２というＰ
２光点とＰ３光点よりのＬ１ないし、Ｌ２線分上の距離
を与えておく。そして、各々の距離の点Ｐ２２とＰ３３
により規定される線分をＬｍとする。このＬｍを切削子
の主軸として規定し、かつＰ２２とＰ３３を切削子の上
端と下端とすると、この切削子の空間的位置が検出でき
る事となる。また、一例として、この３点の各々の向き
により仮想３角を生成し、それを使用しても良い。等な
ど使用の仕方は、様々である。そして、これらの手法、
装置により既知のプレピアリングデジタイザ手法によ
り、インレーなどの修復物の形状が計測できるし、切削
子の軌跡などの空間的または時間的な位置計測もでき
る。

【００９９】ここで、ａ、ｂは、ファイバーを角度を付
け設置したもので、断端に偏光素子を有するか、偏光光
源を偏ぱ面保存ファイバーなどで伝播させたもの。ｃ、
ｄは、球面の光学素子に偏光を持たせたもの。ｅは、立
方体様の構造物に偏光素子を設置したもの。いずれもフ
ァイバーや内蔵光源により電磁波を複写する。これらａ
〜ｅは、ファイバーや電力供給ラインを使用したものを
図示したが、もちろん、反射型の偏光素子を使用しても
良いし、電源内蔵の発光体を搭載しても良いし、また
ｃ，ｅなどには、適当な範囲を設定して偏光方向を変え
ても良い。また偏光方向もアプリケーションにより変化
させても良いし、その形状、偏光方向、偏光パターン、
偏光素子数は、主旨に沿えばどのようなものでも良い。

【０１００】この技術の応用一例として、２点以上の指
標を使用し、空間の２点以上の点と予め設定しておいた
仮想点を含んで形成されるｎ角形またはｎ角形と重心な
どの幾何学点を、各光点の偏光方向が指し示す角度要素
を使用して、それらの仮想点や仮想形状を検出する事も
できる。これらの計測方法により、空間の物体などをよ
り少ない点にて検出が可能となる。この場合、一点の光
点を図１１―３ａにおけるいずれか２つのような関係と
して設定しておくと、上記ｎ角形の回転を決定するのに
役に立つ場合がある。即ち角度によって光量の違いを生
じさせて、それにより光点の向き、つまりｎ角形の向き
を、互いの強度分布により特定しても良い。勿論他の計
測用途にも使用できるのは言うまでも無い。

【０１０１】この場合１対であったが、複数対使用して
画面を形成しても良い。一例として、図１１―４のごと
くＣＣＤ画素などのアレイ検出素子を４個１画素とし、
その中をＲＧＢなどの波長分離検出と偏光検出Ｐｒに割
り当てても良い。その場合偏光画素Ｐｒを隣あわせで１
対としてもよいし、断続的に１対として良いなど、その
数、位置、相互関係は、使用目的にあわせ設定すれば良
い。またＲ，Ｇ，Ｂに偏光を設け波長別の検出を実現し
ても良い。

【０１０２】ここで、偏光フィルターを偏光角検出手段
の一部としてカメラ側に設置して、指標に偏光板などの
偏光光源（反射でも自己発光でも良い）を偏光制御手段
として設置すれば、偏光角依存で強度変化が生じるの
で、各点を分離抽出できるし、また指標とカメラなどの
撮像手段の偏光フィルターとの偏光角による強度変化に
より各点（実空間においては、点は面として存在するの
で）の方向などの情報を得る事ができる。

【０１０３】上記の抽出手段を単独または、併用しても
良い。この場合画素１つに近い面または、それ以下の面
では、点と近似でき、さらに偏光角により、この点の輝
度が変化する。この時２点の指標が存在すれば、その２
つの角度より残りの１点が演算できるので３角指標を使
用したのと等価となる。これは、次の実施例である３次
元観察装置に応用でき、その場合２点の指標でも同等の
装置が構築できる。

【０１０４】ここで、この指標光源に複数の周波数、波
長の光源を採用しても良いし、ヘテロダイン検出や位相
共役補正を行っても良い。この場合、指標と撮像手段と
の間だに、霧などの外乱、指標が反射面である場合の反
射角によるノイズを除去出来るので、精度が上昇する。
即ち、波長依存の偏光点光源を少なくとも２種類同一点
光源より輻射して、その２つの偏光角の差をもとめる。
この時、なるべく波長が近い光を使用するほうが外乱に
強い。

【０１０５】また、撮像側の偏光フィルターをモーター
なで光軸を中心に回転させて、偏光角を０〜９０°等に
連続的に回転させても良い。この時の回転角は、測定範
囲によって決定しても良い。

【０１０６】また光軸以外の軸を回転軸としても良いな
ど、指標点光源の偏光角が分かれば良い。さらに機械的
な回転をあたえず、ファラディー素子などの電気、磁気
的な偏光制御素子を使用して同様の効果、即ち指標点光
源の偏光角を検出しても良い。この場合機械的な振動、
誤差を伴わない。

【０１０７】勿論、指標の方に可変偏光光源を使用した
り、偏光フィルター、偏光制御素子を使用し、撮像側
は、固定としても良いし、両者に使用しても良い。

【０１０８】〔実施例の効果〕Ｓ／Ｎ比が改善されるの
で、通常は、機械にて分離不可能であった指標を使用で
きる。また角度、方向、または位置が、より少ない指標
点にて求める事ができる。一例として２点と、１台のカ
メラで位置が判明する。対ノイズ性の向上がある。また
２点の実指標から、３点目の仮想指標が生成できるの
で、仮想指標をいかなる場所にも設置が可能となる。こ
れにより注水している部分の計測困難な部位に指標を設
置した事と同等になるし、また設置が事実上不可能な大
型の指標を設置する事ができる。大型の指標は空間にお
ける回転に対する精度が良い。偏光角検出は、外乱に強
いので、水滴、霧、飛沫などに乱されない計測が可能で
もある。

【０１０９】〔３次元観察装置〕第７実施例は、３次元
観察装置としての使用を開示する。

【０１１０】上記指標検出手段にてＣＣＤカメラなどの
撮像面または、メモリーなどの情報配列中から抽出され
た指標点３点を基に物体の空間的位置、または、その軌
跡を検出する。図１２の点線部分である。ここの部分
は、既知の位置検出装置を使用しても良いが、上記指標
検出装置が好適である。この点線部分より指標の撮像面
座標が各種の指標空間座標検出システムに渡される。

【０１１１】基本原理図１２撮像手段において物体に設置した、指標とＣＣＤ
カメラなどの撮像素子面を、画角を有しているレンズに
て結像させる。この時、図１３の様な関係となってい
る。Ｚｃは、像面で、ここで、実空間上の指標点Ｐ１、
Ｐ２、Ｐ３と撮像面Ｚｃ面に、投影された点Ｐ１１、Ｐ
２２、Ｐ３３が、画角による投影点である仮想点Ｚｐを
中心として投影関係にある。このＰ１１，Ｐ２２，Ｐ３
３は、図１２の指標検出から座標値をもらう。ここで、
Ｚｐを原点としても良いし、またＺｃ面内の任意の点を
原点としても良い。またＺｃ面はＺ一定であっても良い
し、傾いていても良いが、Ｚ一定のほうが容易である。

【０１１２】指標の位置のみだけでは無く、指標の付属
している物体の位置を検出したければ、３次元形状値と
指標の位置を整合手段にて整合しておいて、指標検出を
行うとよい。この計測された指標の値より物体の空間的
位置を検出できる。この時３次元形状計測器を使用して
も良いし、設計データを利用しても良いし、加工時に同
時に製造しても良い。

【０１１３】線分収束法（図１２、１３）まず図１２の初期条件設定手段に、指標を正３角形の頂
点を指標点として使用し設定し、その距離をｄｒとす
る。この場合指標は、同様な検出ができれば、直角三角
形や、その他の３角形を使用しても良い。そして、図１
２の初期条件設定手段にて、投影された３点とＺｐ点を
結んだ直線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を生成し、それにおいて、
Ｌ１とＬ２にまず、初期条件としてＺｃ面に平行で距離
がｄｒの線分ｄ１２を、図１２の線分生成手段が、Ｌ１
とＬ２に設置する。そして、線分生成手段が、Ｌ２側を
点Ｐｖ２としてＰｖ２よりＬ３に、ｄｒの線分ｄ２３を
引く。さらに、線分生成手段が、Ｌ３の点Ｐｖ３からＬ
１の点Ｐｖ１に線分ｄ３１を引く。この時、図１２の判
定手段が線分Ｐｖ３―Ｐｖ１（ｄ３１）の長さをｄｒよ
り大きいか、小さいか、同じかを判定する。

【０１１４】小さければ、Ｚｐと反対側にＰｖ１を図１
２の位置変更手段により移動させ、同様に線分生成手段
が、ｄ１２、ｄ２３をｄｒの長さで設定しｄ３１の長さ
を、図１２の判定手段が判定する。また大きければ、Ｚ
ｐ側にＰｖ１を位置変更手段により移動させる。そして
判定手段がｄ３１の距離を判定する。この時の移動量
は、変化量決定手段にて１μｍなどと言うように操作者
が任意に決定しても良いし、変化量決定手段の演算機能
にて操作環境より算出しても良い。また、その符号は、
ここでは＋を使用したが、―でも良い。変化量は、固定
でも良いが、収束に近いほど小さくなどの動的設定にし
た方が精度が良い。

【０１１５】これらの判定手段、位置変更手段、線分生
成手段が繰り返し行われている時、判定手段での線分ｄ
３１がｄｒに最も近づいた点を収束とする。ここでは、
高速性を重視したため誤差範囲を収束手段に設定して判
定を収束させた。

【０１１６】ｄ３１が最初＋に大きく、そして、判定手
段と位置変更手段とｄ３１算出手段の後に、―になった
ら、反転手段が位置変更手段の位置変更方向を変化さ
せ、さらに変化量を、その直前の変化量より、例えば１
／ｎ（ｎ＞０）などに変化させても良い。これを繰り返
して最も少ない誤差量で判定手段が終了する。この時の
Ｐｖ１，Ｐｖ２，Ｐｖ３の各座標値が指標の空間値とな
る。

【０１１７】そして指標Ｐｖ１，Ｐｖ２，Ｐｖ３の一例
として（ｘ、ｙ、ｚ）値より物体の空間的位置が判明す
る。

【０１１８】ｄ３１が小さいので、Ｐｖ１のＺ値をＺｐ
と反対方向に進行させたが、この操作でｄ３１が小さく
なる事があれば、反転手段が位置変更手段の方向を反転
させても良い。

【０１１９】また距離の解析には、２個の解が往々にし
て存在する事がある。その場合は、判定手段中に拘束手
段が生じ、拘束手段として仮想空間または実空間での拘
束（位置判定）を行い、矛盾の無い線分ｄ１２、ｄ２
３、ｄ３１を求める。

【０１２０】ここで初期値としてｄ１２をＺｃ面に平行
に設定したが、この初期値は、操作者により任意に設定
しても良いし、環境値により設定しておいても良い。ま
た、収束方法も一方向性または、振動収束のいずれを採
用しても良い。また一方向性収束の場合は、Ｐｖ１の変
化量を減じて収束させても良いし、行き過ぎたら前の点
に戻り減算しＰｖ１を進行させても良い。

【０１２１】〔３次元観察装置応用一例〕第８実施例
は、第８実施例は、従来のキーボード、２Ｄまたは３Ｄ
マウス、ジョイステックなどに変わる情報入力機器とし
ての使用を示す。

【０１２２】３辺が等しい三角形を指標とする。この指
標の各頂点を点状（円状）に各色、即ちＲ，Ｇ，Ｂにて
グローブにインキする。（この図は白黒なので明確では
無い。）これが間接的に照明により照らされて光点とな
る。これを上記、３次元観察装置にて計測する。上記の
指標検出手段の実施例に従い座標値を求める。ここでこ
の各色の点は円でも良いし、指標自身が円状であっても
良いし、また計測点は２点以上でも良い。

【０１２３】ここで各指にシールなどを記して独立して
動かして指標を捉えても良いが、手の甲などに個々の指
標の描画された物体上での相対位置が不変とし複数個記
しても良い。また３角形以上の多角形を記しても良い
が、ここでは正三角形の頂点にＲ，Ｇ，Ｂ各色の指標を
記しこれを光点追跡法にて座標値をもとめ、以下の説明
のためなどに線分を図示する。それらの線分は光点以外
に図示した様に３角形の線を記したり、また重心を記し
てこれらのどの線分またはその組み合わせを検出しても
良いし、この時この三角形の角ブロックをＲ、Ｇ、Ｂな
どの各色に色分けして指標として使用しても良いし、重
心を加えて4点としても良い。また内部の重心などの点
をとおる３直線を色わけしたり、外部の３角形を色分け
したりまたはその組み合わせなどにしても良い。また一
枚の円のシールの変形具合を検出しても良い。この時こ
れら指標の長さ、面積、重心などの点の位置などの幾何
学的特徴をとれえてそれを機器への情報とする。また２
点として、偏光角により３点目を求めても良い。

【０１２４】そしてこの三点または、二点を広角レンズ
などの画角が０度でないレンズを用いて少なくとも一台
以上のカメラを用いて撮影する。ここでは一台のカメラ
を用い広角レンズを使用した。ここでこの各Ｒ、Ｇ、Ｂ
の各光点における画像座標上での座標検出を、上記の光
点追跡法にて行う。この画像座標上の６つの座標データ
によりこの三角形の空間的位置が予測できる。これによ
りコンピュータなどの２Ｄまたは３Ｄ画面上に描画され
たオブジェクトを三次元的に移動させることができる。

【０１２５】この位置は術者やカメラなどのレンズ性能
などにより適時決める。ここで画像面において、カメラ
より遠方に動くと相似形に小さくなる。向かって左回転
そして向かって上に回転を行うと３角形がひずんでく
る、さらに回転すれば歪みが大きくなる。この時各頂点
の光点がコンピュータなどの解析手段（図１２、１３参
照）にてその画面上での座標値を検出、計算する。この
ような動作により３点などの指標による空間位置が検出
される。この６自由度を使用し各種機器を制御したりオ
ブジェクトを位置決めしたりなどの各種情報を機器に伝
達できる。

【０１２６】またこの６自由度のデータを使用してテキ
ストなどを入力しキーボードとすることができる。この
場合はこの指標の位置、角度を第３実施例様にあてがっ
て所定の文字を伝達する。例えば手を肘または手首にて
回転させることで「あ」行〜「わ」行へ対応させ、こぶ
しの前後動により角行に対応する。例えば「あ」行なら
こぶしがカメラに近いとき、そして徐々に遠くなると
「お」行へと移行してゆくなどである。

【０１２７】〔実施例の効果〕手術用のグローブまたは
皮膚に指標を記しその指標を使用することにより、診
断、治療、修復機器などの機器に非接触にて情報を伝達
可能となるので従来のマウス、キーボードなどの接触式
情報伝達機器を介しての院内感染を防止できる。また指
標の奥行き左右上下の位置にて直交３軸における移動ま
たは位置の３自由度、それら３軸回りの回転による３自
由度が容易に伝達できるので従来の三次元マウスより低
価格で操作性が良くかつ小型、軽量である。よって特に
断層撮影機よりの三次元診断画像の位置決めまたはバー
チャルリアリティなどに有用である。またコンピュータ
を介しての手話を形成するなど手話のコンピュータへの
伝達にも可能であるし、これらの伝達方法に対し発声機
能をコンピュータなどの制御機器に付加すればさらに良
い。従来この様な機器は複雑で高価かつ使いずらかった
がこのシステムを用いることにより近い将来汎用的なコ
ンピュータでも各種情報の入力が従来のキーボード、２
Ｄまたは３Ｄマウス、ジョイステックなどの情報入力機
器を使用せず可能となるし、それに伴いパソコンがより
いっそうコンパクトになる。

【０１２８】〔実施例の効果〕少なくともカメラ１台
で、少なくとも２点（仮想点を入れれば３点）以上の指
標にて物体の空間的位置が検出できる。

【０１２９】〔くもり止め装置〕第９実施例は、口腔内
カメラなどとしての使用を提示する。図１４は、観察窓
に排気口装備の、くもり止め装置。ホーン型（解放端）
の一例。図１５は、観察窓に排気口装備の、くもり止め
装置。閉鎖様放出手段型の一例図１６は、観察窓に吸排
気口装備の、くもり止め装置。局所循環型の一例。これ
らは、吸気と対に用いても良いし、また単独にて用いて
も良い。そして、吸気手段、複数この装置を使用した場
合、または、プレピアリングデジタイザなどの作用機と
併用したりした場合、根幹にて結合固定させたり、光点
追跡、電磁源追跡、共鳴指標、多関節アーム、パラレル
アームなどの位置検出可能なデバイスで機械的、電気
的、または光学的に結合させ連携を計っても良い。

【０１３０】第１０実施例は、口腔内カメラなどを複数
同一くもり止めプレーンに装備しての使用を提示する。
以下は、複数の観察窓を容易に保持できる型の一例。図
１７は、観察窓に排気口装備の、くもり止め装置。曲面
流動型の一例。図１８は、観察窓に排気口装備の、くも
り止め装置。直線的な窓保持プレート型の一例。図１９
は、観察窓に吸排気口装備の、くもり止め装置。局所循
環型の一例。図２０は、顎提模型に対して装備した、く
もり止め装置。図２１は、観察窓に回転手段装備の、く
もり止め装置。これらは、適時併用して使用しても良
い。また、観察窓は、中空でも良いし、ガラス、レンズ
などをはめ込んでも良い。

【０１３１】図１４は、観察窓に排気口装備の、くもり
止め装置。ホーン型（解放端）の一例。排出手段より排
出された空気は、排出口を通過した観察窓の上にエアー
シールドを形成する。

【０１３２】図１５は、観察窓に排気口装備の、くもり
止め装置。閉鎖放出手段型の一例。ここでは、閉鎖流路
としてリング型の流路を使用している。これは、空気な
どの媒体供給路に対して閉鎖循環型としても良いし、ま
た一端を閉鎖または分離して開放端としても良い。また
ｎ角形状の閉鎖型でも良い。

【０１３３】ここで空気、水などの媒体供給路から空
気がはいり順次排気口から排気される。この実施例の
場合は、供給路に近いところほで排気口の幅を狭くし、
遠くなるほど、大きくした。この排気口形状により適切
なエアーシールドが実現する。もっとも適当に孔をあけ
ても、ある程度の効果は、得られるが、対外乱性をより
高めるには、このような工夫が必要である。

【０１３４】図１６は、観察窓に吸排気口装備の、くも
り止め装置。局所循環型の一例。図において排出手段に
て作成された圧縮空気は、排出口より排出されて、吸引
口より吸引手段にて吸引される。この時、この２つの口
の間だに気体の流路が形成される。この流路により、外
部から発せられた水滴、霧、蒸気などが遮断されて、観
察窓以後に影響を与えない。

【０１３５】図１７は、観察窓に排気口装備の、くもり
止め装置。曲面流動型の一例。曲面状の保持板の中心付
近に排気口を設けエアーシールドを施す物である。これ
は、円形部分を少し適切に切断して口蓋、口腔底にあて
はめれば、口腔内で使用できる。その場合咬合面保持手
段を使用すれば仮固定ができ安定に使用できる。

【０１３６】図１８は、観察窓に排気口装備の、くもり
止め装置。直線的な窓保持プレート型の一例。周囲より
中心に向かいエアーシールドを行う物である。中心にデ
フューザーを使用した。この形状は、流路にあわせて製
作しても良い。

【０１３７】図１９は、観察窓に吸排気口装備の、くも
り止め装置。局所循環型の一例。図１９は、中心―周囲
または周囲―中心方向に対して吸引、排気を行う装置
で、図において排出手段にて作成された圧縮空気は、排
出口より排出されて、吸引口より吸引手段にて吸引され
る。この時、この２つの口の間だに気体の流路が形成さ
れる。この流路により、外部から発せられた水滴、霧、
蒸気などが遮断されて、観察窓以後に影響を与えない。

【０１３８】図２０は、顎提模型に以上の、くもり止め
を採用した。この模型を使用すれば用意に切削状況が観
察できるので、実習に最適である。

【０１３９】図２１は、観察窓に回転窓装備の、くもり
止め装置。図においてが回転軸となっておいり、この
軸の先に回転手段が設置されており、窓が回転する事に
より、水滴などを振り払う

【０１４０】これらは、すべて独立した吸気口を有する
吸気手段にて吸引しても良い。その場合相互の位置を決
定する機構、手段を設置して最適エアー流路を確保して
も良い。また、媒体に液体、流動体などを使用しても良
い。

【０１４１】〔実施例の効果〕本実施例の、くもり止め
装置は、エアータービン型のハンドピースより噴霧され
て形成された水滴、霧がＣＣＤカメラにつかず良好な画
像を捉える事ができる。よって、本実施例のくもり止め
装置は、口腔内などの、レンズなどが曇り易い場所でも
撮影や位置検出ができる。

【０１４２】〔変形例〕１台のカメラでも位置計測が可
能だが、複数台用いても良い。この時ステレオカメラ法
との併用を行っても良い。また指標点は、３点以上でも
良い。また、その位置は情報を受ける機器の中でも外で
も、近くとも、遠くに設定しても良いなど、設置位置に
限定は、無い。偏光を利用して実指標点の２点を、仮想
点を含めて３点としたが、これを４点以上の指標点に利
用しても良い。また、偏光の他に、位相、周波数、時間
差、輻射パターンの偏り、などにより少ない指標点か
ら、多い指標点を導き出しても良い。さらにまた精度を
上げるために指標点や撮像手段などの検出機を増やして
も良いし、光源の形、数、位置は、本発明の主旨に沿え
ばどのようなものでも良い。

【０１４３】情報配列、情報支持配列すべてが情報ブロ
ックであっても良いし、その１個であっても良い、ま
た、情報ブロックの大きさ、形、角度などの全ての要素
は、動的に変動させても良いし、静的に固定して使用し
ても良い。

【０１４４】Ｐ１１、Ｐ２２，Ｐ３３とＺｐにより生成
された三角錐を、平面で切断し、その平面を移動させ
て、その切り口を指標形状にあわせ込む面収束法、指標
形状を三角錘にガイドさせて接合した所を空間位置とす
る落とし込み法、Ｚｐ回転、Ｚｍ回転、平行移動などよ
り算出した関数、マトリックスによる解析法を使用して
も良い。また、それら種々な空間位置検出手段の一部ま
たは全部をどのように使用、併用しても良いし、個々の
要素を単独使用しても良い。また三角形の底辺の中点
や、重心を使用して回転角度を求めても良い。等等空間
位置検出演算方法は、目的を同じくすれば、どの手法で
も良い。また、拘束手段も、線分Ｐ１１―Ｐ２２、Ｐ２
２−Ｐ３３，Ｐ３３−Ｐ１１などの長さによるＺ方向の
相対位置、重心点、各線分の中心点、各線分の相対的大
きさ、初期値としての角度、線分の長狭など、様々な物
が存在するが、全てを列挙はしないが、いずれの拘束手
段を使用しても良い。

【０１４５】実施例、変形例の各装置は、テンプレート
やバイトプレートに取り付けて口腔内、特に咬合面に装
着して使用しても良い。この場合安定した位置が確保で
きる。また、マネキンに取り付ける場合は、人体に取り
付ける場合より自由度が大きくなるのは、言うまでも無
い。

【０１４６】排気口を、エクスポネンシャルホーンとし
たが、ストレートホーン、や他の関数ホーン形態ホーン
などを採用しても良い。また観察窓に単排気口を設けた
が、複数排気でも良いし、フィン、デフューザーなどの
流体制御手段も付けても良いし、付けなくとも良い。ま
た吸気を独立させて対向吸気としても良い、この場合吸
気口の形状も排気と同じように種々なホーン、フィンタ
イプを採用しても良い。これらの組み合わせは、操作者
が適時変更しても良い。

【０１４７】輪郭抽出による方法。既知のエッジファインドであるラプラシアン、デルフィ
ルターなどの微分フィルターを使用して輪郭を抽出す
る。一例としては、フレームメモリーに投影されたＣＣ
Ｄカメラ映像を、ＣＰＵにより上記フィルター関数マト
リックスを実行する。この時、エッジファイン度された
画像データを、さらに他の検出手段を使用すると、指標
の正確な位置と形状が判明する。等を使用、または併用
しても良い。

【０１４８】手話、手技を初めとする動的物体を検出す
るように手指、器具などの各種物体に指標を設けるか、
または、本検出手段の指標に適合する特徴を持っていれ
ば、それを指標とし、それらの空間的位置、軌跡を検出
できる。

【０１４９】人間の手指によるパターンを指標として使
用しても良いし、単なる棒や、草などを指標として用い
ても良い。また、動物の手指ひれなどを利用して同様の
効果を得てもよい。また時系列的に処理をしても良い。

【０１５０】認識する機械をコンピュータとても良い
し、ＮＣマシン、医療機器など認識させる機械をどのよ
うな物にするかは、操作者の自由で特に限定されるもの
ではない。

【０１５１】手指だけではなく瞼、腕、足、または、口
などの開閉、ぺけ印、三角〜多角印などの特徴を単独ま
たは、どのような組み合わせで使用し情報を入力させて
も良い。

【０１５２】フォースフィードバックを適用しても良
い。

【０１５３】ｎ乗または階乗手段によるＳ／Ｎ比改善手
段は、信号系のどこに使用しても良い。また、ｎ乗、ｎ
の階乗などの変形演算手段を採用しても良い、即ち、自
己の情報要素の強度、振幅、エネルギー値を基にし、自
己の情報要素パラメータを利用した加減乗除を初めとす
る全ての演算を使用した自己増幅手段を使用しても良
い。これらの自己増幅手段は、Ｓ／Ｎ比を改善できる。
もちろんＮ／Ｓ比として比較しても良い。自己増幅手段
によれば、通常、分離抽出できないような指標を分離で
きる。

【０１５４】一般的にはＣＣＤカメラなどの撮像素子の
振幅における量子化は、８ｂｉｔ以下だが、これを８ｂ
ｉｔ以上にしてコントラストを増強しても良いし、指標
とカメラとで直線偏光を付与して指標検出を容易にして
も良いし、回折格子を設置してその回折パターンを検出
することにより、より容易に指標を捉えても良い。

【０１５５】爪にシールを貼りそれを指標としても良
い。また爪の形状、あるいは爪における小爪の形状を指
標としてカーソル、文字入力のための情報入力手段とし
て用いても良い。またコーティング材を塗布して同様の
効果を得てもよい。また爪に印刷を施しても良い。さら
にここでいうシールとはシートに粘着剤を付与したもの
また付け爪などから、指輪のように機械的に仮止めでき
るもの、またはインプラントのように人体内などに埋め
込むものなどまで、その材質や固定方法、仮止め方法な
どはどの様なものでも良い。また単に皮膚やグローブな
どにインキで書いた物から指輪などの機械的な仮止めの
ようなものでも良い。さらにそれらの指標を紫外、可
視、赤外、ラジオ波などの電磁波に対して検出可能な範
囲にて波長別に指標を多重描画、印刷、付与して情報量
を増大させても良い。この時ここの爪に５つのコードを
入れて、その階層を他方の手、指にて指定するなどすれ
ば５０音を伝達できる。アルファベットなどの他のコー
ドも同様であるし、機会の操作など他の情報に対応して
も良い。これらのコードにて個人認識をしても良い。

【０１５６】右の人指し指を位置の指標とし、また左の
人指し指または爪などの見え隠れを、マウスの左ボタン
とし、さらに左の中指をマウスの右ボタンとしてマウス
操作としても良い。また、どの指に対して情報を伝達す
る機器のどの機能または画面上または表示なし等どのよ
うに操作するかは、操作者の自由であり特に限定される
ものではない。また多ボタンマウスならボタンの数だけ
使用する指を増やしても良いし、文字を入力するために
すべての指を指標として使用しても良い。またマウスボ
タンのみを従来どうりのスイッチとしカーソル移動を本
方法とするなど従来の方法との併用をしてもよい。

【０１５７】ここで個々の指標を色分けせず指上の線の
数と円の数を変えた手指認識指標を使用し同様に文字を
伝達してもよい。またひらがな、カタカナを伝達しても
よく、それぞれの指標を何の機能と対応させるかにはと
らわれないさらに左手、右手を全て使用しても良いし片
方のみを使用するなど全ての指標を使用しても良いしま
た部分的に使用しても良い。また着衣に指標を設けても
よい、この場合この指標をシールとして患者ごとに廃棄
すれば院内感染を防止できる。

【０１５８】手指の見えかくれというスイッチ状態に対
応しても良い、形状の撮像素子上にたいする投影面積ま
たは形状の変化を連続的に変化するスクロールバーなど
に対応してもよい。その場合、画像イメージを各種微分
応用フィルター、ＦＦＴ、ウエーブレット変換などを用
いて特徴を抽出し、その変化を制御信号としても良い。
この場合スペクトラムの変化を指標としても良い、たと
えば結像面で直線の場合その直交する方向を基準軸とし
てその軸への投影部分以外を０などの値（ＤＣまたはオ
フセット値）とする波形を規定する。ここでこの皮膚上
に記した直線が回転すると周波数空間で高調波が減少す
るのでこの度合いを観察すれば角度が判明する。また左
回りと右回りでは位相の変化や時系列上での予測を行う
と良い。また２次元フーリエ変換を行い所定の少なくと
も１つ以上で点または直線または３角形以上の多角形で
の演算ウインドウを設定しそれらの高調波の増減を観察
しても良いし、そのウインドウを変化させたり座標値を
変化させて対応しても良い。

【０１５９】各指における指標の位置または形状の変化
あるいはその双方を用いて、所定の文字コードなどに対
応させ文字などを入力してもよい。また仮想キーボード
を空間に定義しその位置への対応を計ってもよい。その
場合上記実施例では、１台のカメラを使用したが２台以
上のカメラをステレオカメラとして使用し、指標の空間
的位置を捕らえ所定の空間位置に対応した仮想キーに対
応した文字コードを入力しても良い。この場合従来のキ
ーボードにおけるキー負荷に起因する関節炎などの不具
合が生じにくい。空間認識では近似値、予測値または制
限条件を設けてより高速により単純に式を設定しても良
いし、厳密解をもとめて正確な空間位置を求めても良い
し、手指の動作特性にあわせて補正を与えても良いな
ど、使用目的にあわせて適時選択すれば良い。

【０１６０】上記実施例の場合撮影されたイメージを２
次元のメモリイメージとして記憶しそのイメージを位置
検出手段に与えたが、処理系が高速あるいは並列処理が
可能など特にメモリを必要としないのなら省略してもよ
い。もしメモリを用いるならメモリイメージは時事刻々
と更新されるてもよいし、適時フリーズしても良い。ま
た光点追跡法は既知のブロック形成法や閾値付きのカウ
ンタによる方法でも良い。カウンタ法の場合はアナログ
で処理しても良いし、デジタルで処理しても良い。また
光点追跡ブロックはどのような形でも良いし、また動的
にブロック数、形をかえて集束しても良いし、ソフトウ
エアでもハードウエアでまたはその両者にて実現しても
良い。さらにｎ角形（ｎ＞＝３）の各頂点に指標を設定
して、空間的なデータをえても良いし、三角形の重心と
各頂点を結ぶ直線を波長別にしてその長さを3つの直線
ブロックにて整合、追跡することにより、直線ブロック
長、各直線ブロック角度の変化が検出し空間伝達因子と
しても良い。またブロックの大きさ、角度、形の変化率
は光点を追従できればどの様な変化率でも良いしその大
きさ、角度、形も追従可能なら大きくても小さくても良
いどのような値でも良いし、物体に対して整合し変化さ
せても良い。

【０１６１】検出コードなどの情報は、２値化の周期パ
ターンでも良いし、多値化でもよい。また周期を読んで
も良いし、強度を読んでもよいし、電磁波に対する吸
収、反射、透過、共鳴などの特異的な波長またはそれら
の組み合わせでも良い。

【０１６２】ＲＧＢなどの少なくとも分離可能な１色以
上の面積による情報の伝達においては閾値付きの色（波
長）別カウンタによりその画素をカウントしてその絶対
個数または相対個数により情報を伝達しても良い。例え
ば４方向へのジョイステックにたいしてＣＣＤのカラー
画素４組のそれぞれ１つを対応させて図４のように４分
割色ブロックを設定する。ここで４色をａエリアをＡ
（λ１波長にて反射または吸収または透過），同じくＢ
（λ２波長にて反射または吸収または透過），Ｃ（λ３
波長にて反射または吸収または透過），Ｄ（λ４波長に
て反射または吸収または透過）色とする。ここで色とは
可視色だけではない。そして所定の閾値を設けノイズに
影響されずかつ各色のカウントが可能な値に設定してお
く。そしてこれらの各色のカウントを行いその比率によ
り４方向のジョイステック情報とする。即ち最も多い色
または総振幅量の多いのがＡ色ならＡの対応するジョイ
ステック情報とする。一方ベクトル合成指示型のジョイ
ステックなら４色の比率の合成によりその伝達情報とす
る。これらの情報の表現は操作者の自由である。一例と
してＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ色の情報要素数または、その振幅値
をＣＡ，ＣＢ，ＣＣ，ＣＤとし、ＣＸのＸをＡ、Ｂ、
Ｃ、Ｄとすると各比率はＣＸ／（ＣＡ＋ＣＢ＋ＣＣ＋Ｃ
Ｄ）などであらわされ、これをジョイステック情報とす
れば良い。この式はあくまでも一例であり重みをつけた
り速度、加速度により変化係数をもうけたり、ゲーム内
容などの各種データよりフィードバック係数をもうけて
も良い。これらによりジョイステック様の入力機器を上
回る操作性が非接触にてかつ手軽に行える。

【０１６３】画像検出し易くするために指標は、補助光
などの照明を使用してよりコントラストを持たせてもよ
いし、指標の背景に対して補助色、反対色、同系色など
の背景色または背景照明を制御し、指標をより検出しや
すくしても良い。この場合、背景色は、手やグローブと
同系色にしても良いし、指標取り付け部分と同系色にし
ても良い。この場合指標と背景という単純な構図になる
ので、簡単な操作にて指標のみを捉えやすい。また指標
と同系色、反対色、黒、白などの色を用いても良い。こ
の場合は指標、生体の指標の取り付け場所と背景で大き
なコントラストが生じるので、これを指標の位置検出に
対して補助的に使用できる。この場合指標と指標種辺、
さらには背景でコントラストが大きく違うのでパターン
認識しやすい。また画像を反転しネガとし、指標を検出
しやすくしても良い。

【０１６４】画像検出し易くするためあるいは空間的な
位置および特徴変化を検出するために指標の形状は、球
状、円状、Ｎ角形様など特徴的な幾何学形状あるいは模
様であっても良いし、１本以上の鋭い線状のデザインを
指標上に成してもよいし、適当なアイコン様な模様を施
しても良い。またコードを解読する時には、検出コード
は２値化の周期パターンでも良いし、多値化でもよい。
また周期を読んでも良いし、強度を読んでもよいしまた
はその両者の組み合わせでも良い。また各種微分フィル
ターなどの特徴検出手段を使用して指標を抽出しても良
い。

【０１６５】指標は、ＬＥＤなどの発光体または蛍光あ
るいは燐光などの自己発光物質など指標自身が発光する
ものを用いても良い。また照明と伴に使用してもよい。
さらに仮想キーボードを空間に規定した例において、キ
ーコードのキーの位置区別を可視光線での線状投影など
による仮想キーボードのイメージを空間に投射してキー
操作の介助としてもよいし、これをコンピュータの蓋や
机に投影してキーボードを明確に示しても良い。この投
影にはレーザー、自然光などの各種光源をスライド、ス
クリーン、回折格子、ホログラムに照射し生成しても良
い。

【０１６６】手術用のグローブ、シール、ペイントなど
を用いても良い、指輪状の機械的保持具、ペン状の物、
指や爪などの生態を三次元計測し製作したシェル状の被
覆物などの生体に付与するものならどの様な物でも良
く、また手術などの医療用途に限定される物でもない。
またグローブに記した指標は直線、曲線、円、四角、三
角、多角などどのような幾何学模様であっても良く、ま
たその色または照射電磁波への反射特性もどのような波
長に対応しても良い。

【０１６７】シェルの場合、爪または指などの生体を印
象採得して模型を制作しその模型上でワックス、レジン
などでシェルを製作し、それをもとに型を作り金属、レ
ジン、陶材などを原料として鋳造、重合、焼成処理を施
してシェルを作成し、それを指標としても良い。また爪
のうえでレジンを重合させてそれを指標としても良い。
これらの場合その行程中に特定波長の電磁波に反応する
ように色などの波長選択性を与えたり、線状、円状、多
角状、またはそれらの組み合わせにての幾何学的模様に
より特定情報に対応するように製作しても良い。

【０１６８】使用する照明は、指標が撮像手段にて認識
できればどの様な物でも良く、長波帯などの数Ｈｚのラ
ジオ波からＸ−線などどの様な波長の電磁波または音波
などの媒体波などを使用してもよい。

【０１６９】小型のＬＣチップを貼付し複数のアンテナ
で位置を検出してもよい。

【０１７０】磁気共鳴物質を貼付しＭＲＩなどで位置を
検出してもよい。

【０１７１】各々の情報ブロックは離れていても良い
し、接していても良いし、オーバーラップしていても良
い。また収束点や走査を開始する走査点は各要素、各ブ
ロックから適時位置ベクトルを設定すれば良いし、時々
刻々と変化させても良い。各波長の収束点と使用情報ブ
ロックは同じでも良いし、独立していても良いし、一部
兼用でも良い。

【０１７２】指標の空間位置検出には、パターンマッチ
ングによる整合例を使用しても良いし、また解析的な手
法を用いても良い。パターンマッチングによる整合例と
して、まずｎ角形（ｎ＞２）の指標の各辺と各角度の値
を基準空間に設定して指標の撮像値からの空間的位置の
ずれを頂点、各辺などの2等分線の交点、重心点などの
点、各辺の長さ、それらの角度などの適当な組み合わせ
などより整合が可能であるし、直線、直線群、曲線、曲
線群などまたはそれらすべての組み合わせなど無限に整
合手法は存在するのでここでは一つ一つすべてにわたり
記載はしないがどの手法を用いても同様の効果がえられ
れば良い。また同様に解析的手法として撮像指標のｎ角
形の辺、重心などの特徴点への長さ、またはそれらの線
分が成す角度などを検出すれば空間位置が判明するし、
パターンマッチング同様各種幾何学による検出も可能で
あり、こちらも同様にそれらすべての組み合わせなどは
無限に存在するのでここでは一つ一つすべてにわたり記
載はしないがどの手法を用いても同様の効果がえられれ
ば良い。そしてこれらの計算手法に上述補正、予測、近
似、制限条件を付加すればさらに自由度は増加するが、
同様に効果がえられればどのような操作でも良い。

【０１７３】指標は、円、丸、楕円、多角形などのどの
ような形にするかは、操作者の自由で特に限定されるも
のではない。また指標は何に貼る、書くかなどは、操作
者の自由で、また本来有している特徴を検出、追跡して
も良い。

【０１７４】情報ブロックなどのブロックは、丸、楕
円、多角形など、どのような形でも良い。また、その大
きさは光点などの指標に応じて変形させても良いし、定
型でも良い。また変形させる時は指標形態と相似に変形
させても良い。この場合ブロックの外形が指標形状を示
唆するので、この情報を用いて多くの指標から特定の指
標を分離しても良い。また各ブロックの相対位置や形状
は、本発明の主旨に沿えば、どのようなものでも良い。
また座標を現す点は、情報ブロック、指標検出ブロック
のどこにとっても良いし、動的に移動させても良い。

【０１７５】情報ブロックなどのブロックは、複数用い
ても良い。また2画素以上を用い１情報要素としても良
いし、また複数または１／ｎ（ｎ＞０）の情報要素を1
画素にあてるなど画素と情報要素数は、どのような組み
合わせでも良い。また情報要素の座標は、画素のどの部
分としても良いし、エンベロープより推測してピーク座
標を求めても良い。

【０１７６】情報ブロックなどのブロックの初期設定
は、指標スタート位置が判明していれば情報配列全体で
なくとも良い。大きな情報ブロックを使用しているなど
の収束に大きな時間を費やす場合、初期収束を成したか
否かを表示しても良い。一例としてマウスカーソルに使
用した場合、カーソルの色を、収束時と非収束時にて変
えるなどである。また情報ブロックを表示したり、非表
示、または半透明にしたりするのは、操作者の自由であ
る。

【０１７７】走査パターンはラスター型を用いても良い
し、スパイラル、斜走査、円走査、ランダム走査、ポリ
ゴン走査など、どのような走査パターンでも良いし、そ
の走査開始点は情報ブロックのどこからでも良いし、開
始点は複数あっても良い。

【０１７８】上記の実施例では、指標情報配列は、直線
的としたが、自由曲線または、その組み合わせとして用
いても良い。また指標情報配列は連続でも断続でも、＊
型、＋型、離散幾何学型などの、指標が検出されればど
の様な形でも良い。この時指標形態を、この指標情報配
列の形により検出しても良い。一例として円の変形具合
を＋型の指標情報配列の縦軸と横軸とで検出するなどで
ある。また＋指標情報配列を長軸と短軸の比率が最大に
成るように回転させて指標にあわせて指標の空間的な回
転を検出しても良い。このようにして多くの指標から特
定の指標を抽出したり、指標の動きにあわせて三次元オ
ブジェクトを動かしても良い。この指標追跡装置により
２Ｄ，３Ｄマウス、キーボード、タッチパネル、ジョイ
ステック、ポインタとしても良い。また他の指標検出ブ
ロックに採用しても良い。

【０１７９】指標の所定の特徴の位置またはその形、
数、大きさ、角度、長さの変化または見え隠れによる特
徴変化、またはそれらの組み合わせを本発明により検出
することによって、情報を伝達する情報入力装置または
その方法を成しても良い。

【０１８０】ここで指標の周囲にＩＤコードや、パスワ
ード情報などを少なくとも1つ以上の円形、楕円形、三
角、四角、多角形、ポリゴンなどの幾何学的コードとし
て登録して、これを指標より走査して検出しても良い。

【０１８１】指標情報配列検出手段は、指標検出のため
の指標情報配列の情報振幅、強度、大きさなどの情報値
において、その各値を加算、平均、または２値化（それ
らの組み合わせ）し、その値を検出しても良い。この時
予め最小値、最大値、平均値などを計測して記憶させて
おけば、より指標検出が容易となる。また他の指標検出
ブロックに採用しても良い。

【０１８２】また指標情報配列は、２個でも良いなど少
なくとも２個以上あれば良い。個数がすくなければ高速
であるし、個数が多ければノイズに強く、かつ指標の検
出誤差が低く、指標形状や指標の空間的位置に対する認
識率が非常に高くなる。ここで指標情報配列はＮ個一定
でも良いし、その数や形を可変しても良い。一例として
７個一定で、ある閾値以上の連続製を満たす事が集束条
件でも良いし、指標情報配列の加算値または平均値など
が操作者の設定値または情報配列の平均値以上が集束条
件でも良い。一方指標情報配列の数、形が変化する場合
は、閾値を超える配列の個数、長さを集束条件としても
良いし、閾値以上の値になる長さ、個数を集束条件とし
て個数、長さが変化してもよい。また他の指標検出ブロ
ックに採用しても良い。

【０１８３】光点などの可視光領域の電磁波を用いた
が、同様の処理が可能なら、どの様な波長の電磁波でも
良い。またセンサーにＣＣＤを使用したがコイルアレ
イ、アンテナアレイなどでも良い。またこれらセンサを
複数用いるか、または画角が０でないレンズの1台のカ
メラなどを用い指標の空間位置を検出したり、その形状
を検出しても良い。形状を検出する場合は、指標を計測
物体に描画したり、貼り付けたりしても良いし、光原よ
りの縞や点を投影しても良い。

【０１８４】またハンドピースなどの治療機器に指標を
取り付けて、その動きを見ても良い。これらの情報を基
に補填物やインプラントをＣＡＭ技術により製作しても
良い。

【０１８５】各手段は、アナログ回路で実現しても良い
し、デジタル回路で実現しても良い。またはＤＳＰ、Ｃ
ＰＵ、コプロセッサなどによる仮想空間での回路でも良
い。またフレームメモリを用いる時は、複数のプレーン
を確保して処理を時分割にて高速に処理しても良い。Ｃ
ＣＤカメラを始めとするセンサも複数台用いても良い
し、また波長別に複数台用いても良い。

【０１８６】光点とは、単に自己発光する物のみでは無
く、照明が無いと見えない様な通常の物質も光点となる
ものである様に、通常の物質などからの反射光も含まれ
る。この事は光学分野における点光源分布を基にする各
種演算から見ても明らかである。簡単な例が黒地に白い
指標を置いた画像と暗い部屋に発光体をおいた画像で
は、ほぼ同じ効果をもつなどである。

【０１８７】指標抽出手段に用いる電磁波は、紫外線、
赤外線、可視光線、ラジオ波など、どのような波長、波
長域または、その組み合わせでも良い。また指標抽出手
段における偏光は、同様な効果が得られれば直線偏光を
複数しようしたり、円または楕円偏光を使用しても良
い。

【０１８８】指標抽出または分離手段の使用回路網は、Ｉｘ／（ΣＩｎ−Ｉｘ）ｎ＝１〜ｋＩは振幅、強度などの情報値ｎは分離波長数Ｉｘは分離したい指標の振幅、強度などの情報値。（こ
こでは同一部位のみの１情報要素部分を示し、適当な係
数を乗しても良い。）でも良いし、また；｛（Ｒ−Ｇ）×（Ｒ−Ｂ）×Ｋ１−Ｋ２＊Ｒ｝！｛（Ｇ−Ｒ）×Ｋ３―（Ｂ−Ｒ）×Ｋ４｝！（Ｂ−Ｒ＊Ｋ５）！Ｒ，Ｇ，Ｂはそれぞれの強度Ｋ１〜Ｋ５は、任意
の係数ｎはＳ／Ｎ比、コントラスト改善数で、｜ｎ｜＞０のような場合もあるので、指標のスペクトラム分布にあ
わせて調整しても良いなど、抽出式は、無限に存在する
のですべてを列挙しない。特にこの要因としてスペクト
ラムの特徴を明確に検知できる数だけ分離波長数を設け
ても良いが、そうでない場合がおおいので、すべての式
の列挙はしない。ここで指標のスペクトラムの調整をし
ても良い。もちろんＫなどで現された定数は、固定でも
可変でも良い。

【０１８９】階乗手段は、Ｓ／Ｎ、コントラストなどを
指標として変化させても良い。また階乗では無く、ｎ乗
を採用しても良いし、前述の自己増幅手段のいずれかを
使用しても良い。また階乗の各要素に重みを付けても良
いし、ｘ！／ｙ！の場合、ｘ―ｙ＞０ならｙ以下の演算
を省略しても良いなど、同様な効果が得られれば、いか
なる演算方法を採用しても良い。これらの演算は、ハー
ドウエアで行っても良いし、またソフトウエアで行って
も良い。一例としてフレームメモリを情報配列として２
プレーン設定して、画素を情報要素とし、同一座標画素
どうしにて、まず撮影画像を１プレーンに保持（図１０
Ｒに相当）する。そしてＣＰＵのメモリー演算機能によ
り他のプレーンに（図１０の＋機構）所定の加算を行
う。この後に２個のプレーン情報をＣＰＵが（図１０の
／または−）所定の演算を行い、その結果をいずれかの
プレーンにストアする。この結果を基に指標抽出また
は、画面表示などを行うなどする。この時情報ブロック
を使用すれば、高速に処理ができるのは、言うまでも無
い。

【０１９０】これらの情報を使用して、２Ｄ，３Ｄマウ
スを実現しても良いし、ヴァーチャルリアリティのオブ
ジェクトを自由に仮想空間でうごかしても良いし、ジョ
イステック、タッチパネル、キーボードとして使用して
も良い。

【０１９１】上記の実施例では、気体に空気を使用した
が他の気体を使用して、くもり止めに用いても良い。ま
た液体、流動体などを使用して同様の効果を得てもよ
い。

【０１９２】上記の実施例では、ＣＣＤカメラのレンズ
は、観察者の目と同じとすれば観察窓は、無しとした
が、ガラスなどの窓をはめたりするかは、操作者の自由
で特に限定されるものではないが、通常、上記実施例の
ごとく無しの方が良い場合がおおい。

【０１９３】上記実施例では、観察部位にＣＣＤカメラ
を使用したが、ＣＩＤカメラ、Ｃ−ＭＯＳカメラ、ビジ
コン、サチコンなどの各種撮像管、ダイオードアレイ、
ＰＳＤ等の撮像または、位置検出素子カメラを使用して
も良い。実施例では、１台のカメラを使用したが、２台
以上使用しても良い。また光点は、３つ以上でも良い。
また３板カメラのような、複数の撮像素子を一つのカメ
ラに収めたカメラでも良い。この場合、それぞれの撮像
素子の光軸に対する角度が異なっている場合，とくに視
差を利用している場合は、ステレオ以上のカメラとす
る。

【０１９４】中心に回転駆動源をもつ円形の窓を回転さ
せて、遠心力でくもりを取る窓を併用しても良い。

【０１９５】観察窓は、吸排気口に対して、どの位置に
設置するかは、適時、目的にあわせて製作すれば良い。

【０１９６】口腔内観察用に、くもり止め装置を使用し
たが、他の分野のあらゆる窓に使用しても良い。

【０１９７】３次元形状計測の他に通常撮影を行っても
良い。

【０１９８】撮像データは、閾値を設け２値化しても良
いし、３値以上の多値化でも良い。また閾値以上のデー
タを採用したり、ローパスフィルター、ハイパスフィル
ター、バンドパスフィルターを使用しても良い。また、
撮影時の倍率補正を行っても良い、また指標検出ブロッ
クなどで指標に対応する情報の倍率を変えて対応しても
良いし、倍率を振動させて整合しても良い。さらに、レ
ンズにズームレンズを採用して、対応したり、逆にズー
ムレンズに対応して倍率補正を行っても良い。

【０１９９】周波数解析して、特定の周波数を抽出し使
用したり、逆変換して使用したりしても良い。この時デ
コンボリューションを使用しても良い。適時ＦＦＴ，Ｗ
ａｖｅｌｅｔ解析を使用しても良い。

【０２００】自然光やコヒーレント光の光源を取り付け
照明としたり、また、それらの光を指標として、併用し
ても良い。

【０２０１】以上の３次元観察装置は、ハンドピース、
スケーラーなどに、これらの指標を取り付ければ、その
形状の空間的位置、軌跡が検出できるなど、どのゆな物
体を対象としても良い。また、カメラなどの撮像手段を
診療用などのチェアー、ヘッドレスト、ゴーグル、バイ
トプレート、テンプレート、デンチャーなどの体と一体
に近似可能な器具に取り付けても良い。

【０２０２】以上の例は、口腔内に限定する事は無く、
バーチャルリアリティ、リモコン、２Ｄ，３Ｄマウス、
タッチパネル、ジョイステック、手話、手技、手術、各
種実習などに応用しても良いのは、言うまでも無い。さ
らに使用用途は、歯科に限定される事も無く、自動車、
航空機、昆虫、演劇、ゲームなどの動体観察に使用して
も良い。テレビなど家電製品のリモコンとしても良い。

【０２０３】すべての手段、デバイス、機器は、複合的
に併用しても良いし、また単独にて用いても良い。例え
ば、吸気手段、排気手段、観察窓、３次元観察装置など
を、プレピアリングデジタイザ、などの作用機と併用し
たりした場合、根幹にて結合固定させたり、光点追跡、
電磁源追跡、共鳴指標、多関節アーム、パラレルアーム
などの位置検出可能なデバイスで機械的、電気的、また
は光学的に結合させ連携を計っても良い。またＭＲＩな
どと併用もかのうである。

【０２０４】上記実施例または変形例は単独で実施して
も良いし、また組み合わせて実施しても良い。また３次
元観察装置は、形状を伴った物体はもとより、点状、線
状の物体の空間的位置、方向も検出するものである事
は、言うまでも無い。

【０２０５】

【図面の簡単な説明】

【図１】情報検出、指標検出のブロック図である。

【図２】各種ブロックと情報（支持）配列の図。

【図３】各種ブロックと情報（支持）配列の図。情報ブ
ロックが指標検出を行う物の一例。

【図４】情報ブロックが指標検出を行う型の情報ブロッ
クの図。指標検出ブロックが無い場合。

【図５】情報ブロックが指標検出を行う型の一例。

【図６】情報ブロックが指標検出を行う型の一例。

【図７】情報ブロックが指標検出を行う型の一例。

【図８】指標検出ブロックの一例。

【図９】幾何学的抽出手段の一例。

【図１０】指標抽出ブロック図の一例。

【図１１】１偏光による指標抽出のブロック図。２偏光角検出の一例。３光源の一例ａ３光点が互いに違う向きをもち、互いに違うか、ま
たは同じ偏光方向を有する例。ｂ３光点が直交関係の例。ｃ球型の光点の例。偏光が電力または電磁波供給ライ
ンに対して垂直な例。ｄ球型の光点の例。偏光が電力または電磁波供給ライ
ンに対して平行な例。ｅ立方体様な形状の適当な面に光点を設置した例。偏
光方向は、適時決定する。４ＣＣＤカメラなどのアレイ素子に対する偏光素子設
置例。

【図１２】線分収束による指標実座標検出のブロック
図。

【図１３】線分収束による、空間的説明図。

【図１４】くもり止め手段の一例。排気型。

【図１５】くもり止め手段の一例。排気型。

【図１６】くもり止め手段の一例。吸排気型。

【図１７】くもり止め手段の一例。排気型。

【図１８】くもり止め手段の一例。排気型。

【図１９】くもり止め手段の一例。吸排気型。

【図２０】くもり止め手段の一例。顎提模型に組み込む
場合の一例。

【図２１】くもり止め手段の一例。回転窓型。

【符号の説明】

１指標検出ブロック２情報ブロック３情報配列４情報支持配列５指標６情報要素７観察窓８排出口本体９排出路１０ヘッド１１把持部１２フィンまたは流路補正板１３デフユーザーまたは流路補正板（フローガイド）１４口（排出または吸気用）１５吸気口本体１６吸気路１７観察路（ファイバーなどの導波路、カメラ、光路
など）１８顎提１９回転軸２０回転窓

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１０年２月３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】情報検出、指標検出のブロック図である。

【図２】各種ブロックと情報（支持）配列の図。

【図５】情報ブロックが指標検出を行う型の一例。

【図６】情報ブロックが指標検出を行う型の一例。

【図７】情報ブロックが指標検出を行う型の一例。

【図８】指標検出ブロックの一例。

【図９】幾何学的抽出手段の一例。

【図１０】指標抽出ブロック図の一例。

【図１１】偏光による指標抽出のブロック図。

【図１２】偏光角検出の一例。

【図１３】光源の一例ａ３光点が互いに違う向きをもち、互いに違うか、ま
たは同じ偏光方向を有する例。ｂ３光点が直交関係の例。ｃ球型の光点の例。偏光が電力または電磁波供給ライ
ンに対して垂直な例。ｄ球型の光点の例。偏光が電力または電磁波供給ライ
ンに対して平行な例。ｅ立方体様な形状の適当な面に光点を設置した例。偏
光方向は、適時決定する。

【図１４】ＣＣＤカメラなどのアレイ素子に対する偏光
素子設置例。

【図１５】線分収束による指標実座標検出のブロック
図。

【図１６】線分収束による、空間的説明図。

【図１７】くもり止め手段の一例。排気型。

【図１８】くもり止め手段の一例。排気型。

【図１９】くもり止め手段の一例。吸排気型。

【図２０】くもり止め手段の一例。排気型。

【図２１】くもり止め手段の一例。排気型。

【図２２】くもり止め手段の一例。吸排気型。

【図２３】くもり止め手段の一例。顎提模型に組み込む
場合の一例。

【図２４】くもり止め手段の一例。回転窓型。 ─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１０年２月３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

【図８】

【図９】

【図１０】

【図１１】

【図１２】

【図２０】

【図１３】

【図１４】

【図１５】

【図１７】

【図１８】

【図１６】

【図１９】

【図２１】

【図２３】

【図２４】

【図２２】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】観察または計測する物体に、少なくとも１
点以上の指標を設置し、それを少なくとも一つの撮像手
段にて計測または観察する３次元観察装置。
【請求項２】複数個の情報要素よりなる情報を有する情
報配列または、それを支持する支持配列において、その
いずれかのどちらか、または、その組み合わせの配列中
に、少なくとも１つ以上の情報ブロックを形成し、その
情報ブロックにおいて、所定の位置の指標に情報ブロッ
ク、または指標検出ブロックのいずれか一方、または、
その両方を収束させる収束手段を備える指標検出装置。
【請求項３】請求項２の指標検出装置または、その方法
において、指標などに対して、いずれかのブロックにお
ける形、またはブロック内の情報要素の数、またはブロ
ックの大きさ、または各ブロックの角度、または位置、
または、長さまたは、それらいずれかの組み合わせなど
の形状変化要素に対して、ブロックを変化させるブロッ
ク変化手段をもつ指標検出装置。
【請求項４】請求項２から３のいずれかの指標検出装置
において、収束手段が情報ブロックそのもので、各分割
ブロックのエネルギー値、またはエネルギー範囲のいず
れか一方、または、その両方により情報ブロックを収束
させる収束手段を備える事を特徴とする指標検出装置。
【請求項５】請求項２から３のいずれかの指標検出装置
において、収束手段が指標検出ブロックにて行われ、そ
のブロックの検索範囲を情報ブロックが指示する収束手
段を備える事を特徴とする指標検出装置。
【請求項６】指標検出装置における検出手段が、請求項
２〜５におけるいずれかの情報ブロックにおいて、少な
くとも2個以上の情報要素における所定の指標情報に対
応した指標情報配列を検出する指標検出ブロックを備え
る指標検出装置。
【請求項７】請求項２から６のいずれかにおける指標検
出装置において、指標を検出する指標検出ブロックの指
標検出手段が、相関関数による収束手段である事を特徴
とした指標検出装置。
【請求項８】請求項２から６のいずれかにおける指標検
出装置において、指標を検出する指標検出ブロックの指
標検出手段が、空間周波数解析手段を備えた指標検出装
置。
【請求項９】請求項２から６のいずれかにおける指標検
出装置において、指標を検出する指標検出ブロックの指
標検出手段が、幾何学的抽出手段による収束手段である
事を特徴とした指標検出装置。
【請求項１０】請求項２から９のいずれかにおける指標
検出装置において、検出された指標情報配列の座標位置
を検出する座標位置検出手段を備える事を特徴とする指
標検出装置。
【請求項１１】請求項２から１０のいずれかにおける指
標検出装置において、検出された指標情報配列の座標値
より、情報ブロックの座標値を変化させる情報ブロック
移動手段を備える事を特徴とする指標検出装置。
【請求項１２】請求項１の３次元観察装置における指標
検出手段が、請求項２から１１の指標検出装置を備える
３次元観察装置。
【請求項１３】指標より輻射、または反射される特異な
る性質を有する電磁波において、全部または部分情報
中、各配列中、または各ブロック中より、指標をマーキ
ング、分離、特定、または抽出する指標抽出手段を備え
る事を特徴とする指標抽出装置。
【請求項１４】気体、または液体などの流動体を排出す
る少なくとも１つの排出手段を、観察窓とともに備えた
くもり止め装置。
【請求項１５】請求項１４におけるくもり止め装置は、
ワンピースまたはトゥーピース形態にて吸引手段を備え
る事を特徴とする
【請求項１６】請求項１４または１５の、くもり止め装
置に、中心に回転駆動源をもつ円形の窓を回転させて、
遠心力でくもりを取る窓を備える事を特徴とする、くも
り止め装置。
【請求項１７】請求項１４から１６のいずれかの、くも
り止め装置において、観察部分に位置または映像を検出
する検出手段を備えた、くもり止め装置。
【請求項１８】請求項１〜１３の３次元観察装置は、請
求項１４〜１７のいずれかの観察窓において、位置また
は映像における検出手段となる事を特徴とした３次元観
察装置。