JPWO2019181118A1 - 3次元位置指示器及び3次元位置検出システム - Google Patents
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Abstract
外部装置とインタラクションして3次元空間の空間座標系における位置と方向とを外部装置に検出させるための空間位置指標部が、棒状部の軸心方向の一端側の先端部に対して、検出される位置及び方向と特定の位置関係及び方向関係となるように設けられている。棒状部内には、先端部による指示位置を、位置検出センサで検出させるために、位置検出センサとインタラクションするためのインタラクション部が設けられている。外部装置において、空間位置指標部とのインタラクションにより検出された位置及び方向と、特定の位置関係及び方向関係とに基づいて、3次元空間における棒状部の軸心方向の一端側の先端部による指示位置を算出可能とする。
Description
棒状部の軸心方向の一端側の先端部により、位置検出センサの入力面における位置指示が可能であると共に、3次元空間における位置指示が可能である3次元位置指示器であって、
外部装置とインタラクションして前記3次元空間の空間座標系における位置と方向とを前記外部装置に検出させるための空間位置指標部が、前記先端部に対して、前記検出される位置及び方向と特定の位置関係及び方向関係となるように設けられていると共に、
前記棒状部内には、前記先端部による指示位置を、前記位置検出センサで検出させるために、前記位置検出センサとインタラクションするためのインタラクション部が設けられており、
前記外部装置において、前記空間位置指標部とのインタラクションにより前記検出された位置及び方向と、前記特定の位置関係及び方向関係とに基づいて、前記3次元空間における前記先端部による指示位置を算出可能とする
ことを特徴とする3次元位置指示器を提供する。
棒状部の軸心方向の一端側の先端部を指示位置とする3次元位置指示器と、位置検出センサと、空間位置検出装置とを備える3次元位置検出システムであって、
前記3次元位置指示器は、
前記空間位置検出装置とインタラクションして前記3次元空間の空間座標系における位置と方向とを前記空間位置検出装置で検出させるためのものであって、前記先端部に対して前記空間位置検出装置で検出される位置及び方向と特定の位置関係及び方向関係となるように設けられている空間位置指標部と、
前記位置検出センサとインタラクションして、前記先端部による指示位置を前記位置検出センサで検出させるために、前記棒状部内に設けられるインタラクション部と、
を備え、
前記空間位置検出装置は、
前記3次元位置指示器の前記空間位置指標部とのインタラクションにより前記検出された位置及び方向と、前記特定の位置関係及び方向関係とに基づいて、前記3次元空間における前記3次元位置指示器の前記先端部による指示位置を算出する
ことを特徴とする3次元位置検出システムを提供する。
この発明による第1の実施形態の空間位置検出システムは、表示部をヘッドマウントディスプレイの構成として、3D描画空間をバーチャルリアリティー(VR(Virtual Reality)、MR(Mixed Reality)、AR(Augmented Reality)などを含む。以下、VRと略称する)の空間とした例である。
ところで、この実施形態においては、デジタイザ20の位置検出領域DTの空間座標系と、空間位置検出用ユニット30の動き検出空間領域MDの空間座標系とは、図3に示したように、独立に設定され得る。
第1の実施形態の空間位置指示システムにおいては、空間位置検出用ユニット30の動き検出空間領域MD内に、デジタイザ20の位置検出領域DTの少なくとも一部を共通領域として有するように構成されている。
次に、以上のことを実現するように構成された図2の入力情報処理部41の構成例について説明する。すなわち、デジタイザ20を構成する位置検出回路23は、3次元位置指示器10の電子ペン11のペン先11aの指示位置の検出出力を、選択回路411にその一方の入力信号として供給すると共に、選択回路412にその一方の入力信号として供給する。なお、この位置検出回路23から選択回路411及び412に供給される情報には、電子ペン11のペン先11aの指示位置の検出出力に加えて、電子ペン11のペン先11aに印加される筆圧情報が含まれている。
描画像生成回路421は、選択回路411からの、電子ペン11のペン先11aの指示位置の検出出力と空間位置検出用ユニット30で検出された電子ペン11の姿勢の情報とに基づいて、精細な線画等を描画するペン描画機能を備える。また、描画像生成回路421は、空間位置検出用ユニット30により検出された電子ペン11の空間位置と電子ペンの姿勢の情報とに基づいて、ジェスチャー検出処理回路423で検出された動き(ジェスチャー)に基づいた描画処理をするジェスチャー処理機能を備える。
次に、この実施形態の3次元位置指示器10の構成例を、図5〜図7を参照して説明する。図5は、この実施形態の3次元位置指示器10の外観を示す斜視図である。また、図6は、この実施形態の3次元位置指示器10の構成部品及びその組み立てを説明するための図である。
第2の実施形態は、上述の第1の実施形態の変形例であり、上述の第1の実施形態の各部と同一部分には、同一の参照符号を付して、その説明は省略する。
上述の実施形態の3次元位置指示器10においては、ホルダー13は、グリップ部131を備える構成とした。しかし、図11(A),(B),(C)に示すように、グリップ部131を備えずに、電子ペン装着部132とトラッカー装着部133とからなるホルダー13Bを備える3次元位置指示器10Bを構成するようにしてもよい。なお、3次元位置指示器10Bは、図11(A),(B),(C)において同一の参照符号を付して示すように、ホルダーの構成を変更するほかは、図5及び図6を用いて説明した3次元位置指示器10と同一の構成とされている。
Claims (20)
- 棒状部の軸心方向の一端側の先端部により、位置検出センサの入力面における位置指示が可能であると共に、3次元空間における位置指示が可能である3次元位置指示器であって、
外部装置とインタラクションして前記3次元空間の空間座標系における位置と方向とを前記外部装置に検出させるための空間位置指標部が、前記先端部に対して、前記検出される位置及び方向と特定の位置関係及び方向関係となるように設けられていると共に、
前記棒状部内には、前記先端部による指示位置を、前記位置検出センサで検出させるために、前記位置検出センサとインタラクションするためのインタラクション部が設けられており、
前記外部装置において、前記空間位置指標部とのインタラクションにより前記検出された位置及び方向と、前記特定の位置関係及び方向関係とに基づいて、前記3次元空間における前記先端部による指示位置を算出可能とする
ことを特徴とする3次元位置指示器。 - 前記空間位置指標部は、前記棒状部を保持するためのホルダーに取り付けられていると共に、前記棒状部は、前記ホルダーとは別体の、前記先端部をペン先とする電子ペンとされており、
前記ホルダーには、前記電子ペンを、前記ペン先と前記空間位置指標部との前記特定の位置関係及び方向関係を維持して装着するための装着部が設けられている
ことを特徴とする請求項1に記載の3次元位置指示器。 - 前記ホルダーの前記装着部は、前記電子ペンを差し込むことで、前記ペン先と前記空間位置指標部との前記特定の位置関係及び方向関係を保持して係止する状態となる凹部を備える
ことを特徴とする請求項2に記載の3次元位置指示器。 - 前記装着部に前記電子ペンが装着されていることを、前記外部装置に通知する手段を備える
ことを特徴とする請求項2に記載の3次元位置指示器。 - 前記空間位置指標部は、使用者の手で隠れないうように前記ホルダーに設けられている
ことを特徴とする請求項1に記載の3次元位置指示器。 - 前記ホルダーの前記装着部に前記電子ペンが装着されたときにも、前記電子ペンに設けられているスイッチ操作部の操作が可能となっている
ことを特徴とする請求項2に記載の3次元位置指示器。 - 前記空間位置指標部は、前記外部装置と光学的にインタラクションするものであって、前記外部装置が備える発光部からの光を受光したときに、その受光を前記外部装置に通知する手段を備える
ことを特徴とする請求項1に記載の3次元位置指示器。 - 前記インタラクション部は、前記位置検出センサと電磁誘導方式で結合することでインタラクションする
ことを特徴とする請求項1に記載の3次元位置指示器。 - 前記インタラクション部は、前記位置検出センサと静電結合方式で結合することでインタラクションする
ことを特徴とする請求項1に記載の3次元位置指示器。 - 前記ホルダーには、使用者が操作する1または複数の操作部が設けられており、
前記操作部の操作情報を、前記外部装置に対して有線または無線で伝達する
ことを特徴とする請求項1に記載の3次元位置指示器。 - 棒状部の軸心方向の一端側の先端部を指示位置とする3次元位置指示器と、位置検出センサと、空間位置検出装置とを備える3次元位置検出システムであって、
前記3次元位置指示器は、
前記空間位置検出装置とインタラクションして前記3次元空間の空間座標系における位置と方向とを前記空間位置検出装置で検出させるためのものであって、前記先端部に対して前記空間位置検出装置で検出される位置及び方向と特定の位置関係及び方向関係となるように設けられている空間位置指標部と、
前記位置検出センサとインタラクションして、前記先端部による指示位置を前記位置検出センサで検出させるために、前記棒状部内に設けられるインタラクション部と、
を備え、
前記空間位置検出装置は、
前記3次元位置指示器の前記空間位置指標部とのインタラクションにより前記検出された位置及び方向と、前記特定の位置関係及び方向関係とに基づいて、前記3次元空間における前記3次元位置指示器の前記先端部による指示位置を算出する
ことを特徴とする3次元位置検出システム。 - 前記空間位置検出装置は、前記検出した前記3次元位置指示器の空間位置指標部の位置及び方向から前記先端部の指示位置を算出するための、前記3次元位置指示器の前記空間位置指標部と前記先端部との特定の位置関係及び方向関係に基づいて生成される補正値を記憶している
ことを特徴とする請求項11に記載の3次元位置検出システム。 - 前記位置検出センサで検出された前記3次元位置指示器の前記先端部の位置と、前記空間位置検出装置で検出された前記3次元位置指示器の前記先端部の位置とのいずれかを選択して出力する選択出力手段を備える
ことを特徴とする請求項11に記載の3次元位置検出システム。 - 前記空間位置検出装置の前記3次元空間内に、前記位置検出センサの入力面が含まれており、
前記前記3次元空間の空間座標系と前記位置検出センサの入力面における座標系との一方を他方に一致させるための座標変換補正手段を、前記選択出力手段の前段に備える
ことを特徴とする請求項13に記載の3次元位置検出システム。 - 前記選択出力手段からの指示位置の軌跡を表示する表示手段を備え、
前記表示手段に表示される前記指示位置の軌跡の画像は、VR(Virtual Reality)画像である
ことを特徴とする請求項13または請求項14に記載の3次元位置検出システム。 - 前記3次元位置指示器の前記空間位置指標部は、前記棒状部を保持するためのホルダーに取り付けられていると共に、前記棒状部は、前記ホルダーとは別体の、前記先端部をペン先とする電子ペンとされており、
前記ホルダーには、前記電子ペンを、前記ペン先と前記空間位置指標部との前記特定の位置関係及び方向関係を維持して装着するための装着部が設けられており、
前記3次元位置指示器には、前記装着部に前記電子ペンが装着されていることを、前記空間位置検出装置に通知する手段が設けられており、
前記空間位置検出装置は、前記3次元位置指示器から前記電子ペンが装着されていることの通知を受けたときに、前記3次元位置指示器の前記空間位置指標部とのインタラクションにより前記検出された位置及び方向と、前記特定の位置関係及び方向関係とに基づいて、前記3次元空間における前記3次元位置指示器の前記先端部による指示位置を算出する
ことを特徴とする請求項11に記載の3次元位置検出システム。 - ホルダーに、空間位置検出装置とインタラクションして3次元空間の空間座標系における位置と方向とを前記空間位置検出装置に検出させる空間位置指標部が設けられている3次元位置指示器と、前記空間位置検出装置とを備える3次元位置検出システムであって、
前記空間位置検出装置は、前記検出した前記3次元位置指示器の位置及び方向に対して特定の位置関係及び方向関係にある前記3次元空間内の位置を前記3次元位置指示器による指示位置として検出する
ことを特徴とする3次元位置検出システム。 - 前記空間位置検出装置は、前記3次元位置指示器の空間位置指標部の位置及び方向から前記指示位置を検出するための、前記3次元位置指示器の前記空間位置指標部と前記指示位置との特定の位置関係及び方向関係に基づいて生成される補正値を記憶している
ことを特徴とする請求項17に記載の3次元位置検出システム。 - 前記空間位置検出装置で検出された指示位置に基づいて、前記3次元空間において仮想的に描画を行う描画装置を備え、
前記描画装置は、前記指示位置を先端部とするスタイラスの画像を仮想的に生成する手段を備える
ことを特徴とする請求項17に記載の3次元位置検出システム。 - 前記3次元位置指示器は、前記ホルダーに、使用者が操作する操作部を備えると共に、前記操作部の操作情報を、前記空間位置検出装置に対して有線または無線で伝達する手段を備え、
前記空間位置検出装置は、前記3次元位置指示器からの前記操作部の操作情報に応じて前記検出した前記3次元位置指示器の位置及び方向に対して特定の位置関係及び方向関係にある前記3次元空間内の位置を前記3次元位置指示器による指示位置として算出するか否かを決定する
ことを特徴とする請求項17に記載の3次元位置検出システム。
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