JP3426073B2 - Data input device - Google Patents
Data input deviceInfo
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- JP3426073B2 JP3426073B2 JP01909596A JP1909596A JP3426073B2 JP 3426073 B2 JP3426073 B2 JP 3426073B2 JP 01909596 A JP01909596 A JP 01909596A JP 1909596 A JP1909596 A JP 1909596A JP 3426073 B2 JP3426073 B2 JP 3426073B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、パーソナルコンピ
ュータ、電子手帳、および携帯端末などのプロセッサシ
ステムへの指示位置のデータを入力するためのデータ入
力装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来からパーソナルコンピュータ、電子
手帳、および携帯端末などにおいて、2次元の位置情報
を入力してそのデータを基にして画面上に文字や図形を
展開する場合には、2次元位置データ入力が可能なマウ
スやタブレットが一般に用いられている。
【0003】一方、空間的な位置座標を必要とする3次
元グラフィックスや音楽の演奏をする上で必要な指揮者
の指揮棒の動きの認識などを行う場合には、3次元位置
データ入力を行う必要がある。特開平3−210622
号公報には、指揮棒などの3次元位置を認識するために
光と超音波とを用いた3次元位置データ入力方式が開示
されている。
【0004】上記3次元位置データ入力方式における入
力装置としての指揮棒は、その一端に点滅する発光素子
が設けられ、この発光素子に隣接して発光素子の点滅と
同期して間欠的に超音波を発生する超音波発生器とが設
けられた構成である。また、検出装置は、3つの超音波
センサおよび1つの受光素子が設けられた構成である。
【0005】この構成では、発光素子からの光を受光し
たした時刻と、3つの超音波センサが超音波を受信した
時刻との時間差によって、指揮棒と3つの超音波センサ
までの距離をそれぞれ算出することができる。したがっ
て、3つの距離をそれぞれ半径とする3つの球面の交点
の座標を求めることによって、指揮棒の先端位置を得る
ことができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記3
次元位置データ入力方式で入力されたデータを2次元位
置データ入力方式が用いられる装置にそのまま使用した
場合、入力装置と検出装置との距離を情報として表示す
ることができないという問題を有している。すなわち、
入力装置と検出装置との距離を3次元の位置関係から測
定することは可能であるが、それを2次元の画面上で情
報として表示することができないため、操作者は装置間
の距離を判断することができない。
【0007】本発明は、上記従来の問題点を解決するた
めになされたもので、その目的は、3次元位置データ入
力方式によって入力されたデータを、2次元の座標情報
および高さ情報に変換することによって、入力装置と検
出装置との距離を確認することができるデータ入力装置
を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の請求項1に記載のデータ入力装置は、任
意の空間位置を指し示す入力装置と、該入力装置の3次
元位置情報を検出する検出装置と、上記3次元位置情報
を、上記入力装置と上記検出装置との距離に変換する演
算部と、上記演算部で変換された上記距離を記憶する記
憶部と、上記記憶部から取り出された上記入力装置と上
記検出装置との距離の大きさに対応して表示が変化する
ように表示用情報を出力する入出力部とを有する処理装
置と、該処理装置からの表示用情報に基づいて表示を行
う出力装置とを備え、上記入出力部は、連続した形状パ
ターンを、上記入力装置と上記検出装置との距離に対応
した時間間隔で変更して出力することにより指示図形の
形状を変化させるための表示用情報を出力することを特
徴としている。
【0009】上記構成によれば、まず、検出装置によっ
て入力装置の3次元位置情報が検出される。この3次元
位置情報は処理装置の演算部にて入力装置と検出装置と
の距離に変換され、記憶部に記憶される。そして、入出
力部で表示処理が行われた後、出力装置にて表示が行わ
れる。
【0010】このとき、上記入力装置と上記検出装置と
の距離の大きさに対応して表示が変化するので、入力装
置と検出装置との距離を視覚的に判断することができ
る。すなわち、パーソナルコンピュータ、電子手帳、お
よび携帯端末などの2次元位置データ入力方式が用いら
れる装置の画面上で、入力装置の位置を容易に確認でき
る。また、入力装置の位置が確認できるため、入力装置
の紛失を防ぐことが可能となる。なお、超音波や電波を
用いて3次元位置情報を検出する場合には入力可能範囲
に限界があるため、この入力可能範囲を視覚的に検出す
ることも可能となる。
【0011】さらに、上記構成によれば、表示画面上で
の指示図形の形状を変化させるので、入力装置と検出装
置との距離に対応して指示図形の大きさ、向き、あるい
は図案などが変化することになる。例えば、似顔絵など
の図案を変化させた場合には、おもしろさや知的好奇心
を向上させることができる。
【0012】さらに、上記構成によれば、例えば、似顔
絵などの図案を連続した動きとして変化させることがで
きるので、おもしろさや知的好奇心をさらに向上させる
ことができる。また、連続したパターンの変更に関して
時間間隔を設けることによって、2つの装置間の距離を
時間軸に対して判断することが可能となる。
【0013】
【発明の実施の形態】〔実施の形態1〕本
発明の第1の実施の形態について図1ないし図4に基
づいて説明すれば、以下の通りである。本実施の形態に
かかるデータ入力装置は、パーソナルコンピュータに適
用した場合について説明する。
【0014】上記パーソナルコンピュータは、図2に示
すように、入力装置11、検出装置12、処理装置1
3、および出力装置14を有する。
【0015】入力装置11は、例えばペン型のポインテ
ィングデバイスであり、任意の空間位置(3次元位置)
を指し示すものである。検出装置12は、入力装置11
によって指し示された任意の空間位置を位置情報として
検出するとともに、検出した空間位置情報を記憶する。
処理装置13は、上記空間位置情報を特定の平面とそれ
に直交する軸方向との位置情報へ変換し、それらの情報
を基づいて出力表示するための処理を行う。また、処理
装置13は変換後の位置情報やストロークデータなども
記憶する。出力装置14は、処理装置13によって出力
表示処理が施された表示用情報に基づいて表示を行う。
【0016】なお、図2において、入力装置11と検出
装置12とを結ぶ3本の点線は超音波や電波などの通信
手段を示しており、空間上の任意の点の座標は少なくと
も任意の3点(正・負の区別を行うときは4点)からの
距離によって表現されることを示している。
【0017】次に、図1に示すブロック図に基づいて、
上記データ入力装置の構成を説明する。
【0018】上記入力装置11であるペン型のポインテ
ィングデバイスは、ペンの先端に超音波や電波などを送
信することができる送信部21を有する。操作者が入力
操作を行うと、送信部21は超音波や電波などによって
送信を行う。
【0019】検出装置12は受信部22および検出部2
3より構成される。受信部22は上記送信部21から送
信された超音波や電波などを受信する。この受信部22
で受信された情報に基づいて、検出部23内の位置検出
部23aが任意の空間位置情報の検出を行い、検出部2
3内の記憶部23bがその空間位置情報を記憶する。
【0020】処理装置13は、CPU24、4つの記憶
部25ないし28、および電源部31により構成され
る。CPU24の内部にある演算部24aは、上記記憶
部23bに記憶された任意の空間位置情報を取り出し
て、特定の平面における座標情報とその平面に直交する
軸方向の高さ情報とに変換する。記憶部25は変換され
たこれらの平面位置および高さ情報を記憶する。つま
り、上記入力装置11を任意に移動させて空間にパター
ンを描いた場合には、そのパターンは特定の平面上のパ
ターンに変換された後、記憶部25に記憶される。な
お、上記CPU24内部での演算処理の際には記憶部2
4bを利用する。
【0021】ここで、ストロークデータ認識が必要な場
合は、演算部24aが記憶部25に記憶されたパターン
をストロークデータとして認識し、記憶部26に記憶さ
れているストロークデータ26aと比較する。この比較
の結果によってフォントデータが必要な場合は、記憶部
27に記憶されているフォントデータ27aを用いる。
【0022】また、このとき表示画面上の指示位置を示
す指示図形は、記憶部28に記憶されている指示図形デ
ータ28aを用いる。ここで、指示図形データ28a
は、指示図形の色(色相・彩度・明度)のデータを有し
ている。
【0023】CPU24の内部にある入出力部24c
は、記憶部25ないし28から得られるデータに対して
出力表示するための処理を行い、表示用情報を出力す
る。このとき、記憶部25に記憶された高さ情報に基づ
いて指示図形データ28aを変更して出力する。
【0024】電源部31は電源回路31aおよび駆動用
電池31bより構成され、装置全体の電源を供給する。
【0025】出力装置14は、LCD(liquid crystal
disply)ドライバなどの表示制御部29と、LCDなど
の表示部30により構成される。上記入出力部24cに
より得られた表示用情報をもとに、表示制御部29は表
示部30へ表示を行うための制御を行い、表示部30で
表示を行う。
【0026】上記構成によるデータ入力装置の動作を、
図3に示すフローチャートに従って説明する。
【0027】まず、ステップ(以下、Sと略称する)1
では、入力装置11と検出装置12によって空間位置情
報が入力される。この空間位置情報は、検出装置12内
の記憶部23bに保存される(S2)。そして、上記空
間位置情報は、特定の基準平面上の座標と高さとに変換
される(S3)。変換された座標と高さとは処理装置1
3上の記憶部25に保存される(S4)。S4で保存さ
れた高さ情報に基づいて、指示図形の色(色相・彩度・
明度)の変更が行われる(S5)。S5で処理されたデ
ータをもとに出力表示が行われる(S6)。
【0028】例えば、基準平面に対する検出装置12の
高さが高い場合は、指示図形の濃度 を濃く表示する。一
方、基準平面に対する検出装置12の高さが低い場合
は、指示図形の濃度を薄く表示する。つまり、この場合
は、基準平面に対する検出装置12の高さを色の濃淡に
よって示している。
【0029】次に、上記S3における空間位置情報の変
換について説明を行う。
【0030】例えば、図4(a)に示すように、任意の
空間位置情報である点P1(xl,yl,z1)が入力
されたとする。このとき、特定の平面が図4(b)に示
すように、平面α:ax+by+cz=0であるとする
と、点Plと平面αとの距離Lは、
L=|axl+byl+czl|/(a2 +b2 +c2 )1/2
で表される。
【0031】また、特定の平面の法線ベクトルは(a,
b,c)で表されるので、点P1より平面αに対して垂
直に引いた直線は点Plと点(xl−a,y1−b,z
1−c)との2点を通ることから決定される。よって、
点Plを平面α上に変換した点は、点P1より平面αに
引いた垂線と平面αとの交点Mとして求めることができ
る。
【0032】この結果、空間位置情報(点P1)を、特
定の平面上の座標(交点M)とその平面に直交する軸方
向の高さ(距離L)とに変換することができる。なお、
S3において必要となる特定の基準平面は、データ入力
を行う前に初期設定として少なくとも空間中の3点の座
標からあらかじめ設定しておいてもよい。
【0033】以上のように、本実施の形態のデータ入力
装置は、空間位置情報を任意の平面座標情報と高さ情報
とに変換し、この高さ情報に基づいて指示図形データの
変更を行って表示を行う構成である。したがって、検出
装置と入力装置の距離を視覚的に判断することが可能と
なり、パーソナルコンピュータ、電子手帳、および携帯
端末などの2次元位置データ入力方式が用いられる装置
の画面上で入力装置の位置を容易に確認できる。また、
入力装置の位置が確認できるため、入力装置の紛失を防
ぐことが可能である。なお、検出装置に超音波や電波を
用いた場合には入力可能範囲に限界があるため、この入
力可能範囲を視覚的に検出することができるという効果
もある。
【0034】また、コンピュータゲーム等に利用した場
合、入力装置と検出手段の位置情報による制御が可能と
なるので、より高度かつ臨場感のあるゲームやよりおも
しろさや分かりやすさを有するゲームの製作を行うこと
ができる。
【0035】さらに、出力装置上での指示図形の色を変
化させるので、高さ情報に対応して画面上の指示図形の
色相、彩度、あるいは明度が変化することになる。例え
ば、明度を変化させた場合には、操作者が色盲であって
も、検出装置から入力装置までの距離を容易に判別する
ことができる。
【0036】〔実施の形態2〕
本発明の第2の実施の形態について図5および図6に基
づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便
宜上、前記の実施の形態の図面に示した部材と同一の部
材には同一の符号を付記し、その説明を省略する。
【0037】本実施の形態にかかるデータ入力装置は、
前記記憶部28における指示図形データ28aを、指示
図形の色(色相・彩度・明度)のデータから指示図形の
形状(大きさ・向き・図案など)のデータに変更した構
成である。
【0038】上記構成によるデータ入力装置の動作を、
図5に示すフローチャートに従って説明する。
【0039】まず、実施の形態1で説明したS1〜S4
の空間位置情報の高さ変換に代えて、距離変換処理を行
う(S21)。保存された高さ情報に基づいて、指示図
形の大きさ・向き・図案などの形状の変更が行われる
(S22)。S22で処理されたデータをもとに出力表
示が行われる(S23)。
【0040】例えば、図6(a)に示すように、検出装
置12と入力装置11とが近距離の位置関係にある場合
は、図形Cのように指示図形の形状を大きく表示する。
一方、図6(b)に示すように、検出装置12と入力装
置11とが遠距離の位置関係にある場合は、図形Dのよ
うに指示図形の形状を小さく表示する。すなわち、この
場合では、2つの装置間の距離を指示図形の大小によっ
て示している。
【0041】以上のように、本データ入力装置は、出力
装置上での指示図形の形状を変化させるので、入力装置
と検出装置との距離に対応して画面上の指示図形の大き
さ、向き、あるいは図案などが変化することになる。こ
れにより、例えば、似顔絵などの図案を変化させた場合
には、おもしろさや知的好奇心を向上させることができ
る。
【0042】〔実施の形態3〕
本発明の第3の実施の形態について図7および図8に基
づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便
宜上、前記の実施の形態の図面に示した部材と同一の部
材には同一の符号を付記し、その説明を省略する。
【0043】本実施の形態にかかるデータ入力装置は、
前記記憶部28における指示図形データ28aを、指示
図形の色(色相・彩度・明度)のデータから指示図形の
形状(大きさ・向き・図案など)のデータに変更した構
成である。このとき、指示図形の形状のデータは、あら
かじめ複数の指示図形パターンとして記憶されている。
CPU24はこの複数の指示図形パターンを順次切り替
えて表示するための処理を行い、表示部3にて指示図形
の形状を連続したパターンとして表示する。
【0044】上記構成によるデータ入力装置の動作を、
図7に示すフローチャートに従って説明する。
【0045】まず、実施の形態1で説明したS1〜S4
の空間位置情報の高さ変換に代えて、距離変換処理を行
う(S31)。入力装置11と検出装置12との距離に
基づいて、指示図形の大きさ・向き・図案などの形状の
変更を連続したパターンとして処理する(S32)。S
32で処理されたデータをもとに出力表示が行われる
(S33)。
【0046】例えば、図8(a)に示すように、検出装
置12と入力装置11とが近距離の位置関係にある場合
は、図形Eのように指示図形には人間が走っている様子
を連続した絵として表示する。一方、図8(b)に示す
ように、検出装置12と入力装置11とが遠距離の位置
関係にある場合は、図形Fのように指示図形には人間が
歩いている様子を連続した絵として表示する。
【0047】以上のように、本データ入力装置は、例え
ば、似顔絵などの図案を連続した動きとして変化させる
ことができるので、おもしろさや知的好奇心をさらに向
上させることができる。また、例えば、入力装置が近く
にある場合には図案の動きを速くするなど、連続したパ
ターンを変更する時間間隔を入力装置と検出装置との距
離に応じて変えることによって、装置間の距離を時間軸
に対して判断することが可能となる。
【0048】〔実施の形態4〕
本発明の第4の実施の形態について図9および図10に
基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の
便宜上、前記の実施の形態の図面に示した部材と同一の
部材には同一の符号を付記し、その説明を省略する。
【0049】本実施の形態にかかるデータ入力装置は、
前記CPU24における入出力部24cを、入力装置1
1と検出装置12との距離の大きさに対応して音声が変
化するように表示用情報を出力する構成に変更してい
る。また、出力装置14には、音声を出力するスピーカ
ーが付加されている。
【0050】上記構成によるデータ入力装置の動作を、
図9に示すフローチャートに従って説明する。
【0051】まず、実施の形態1で説明したS1〜S4
の空間位置情報の変換処理を行う(S41)。入力装置
11と検出装置12との距離に基づいて、音の周波数、
音量、和音、あるいは音の間隔などの音声の変更が行わ
れる(S42)。S42で処理されたデータをもとにス
ピーカーから音声が出力され(S43)、出力表示が行
われる(S44)。
【0052】例えば、図10(a)に示すように、検出
装置12と入力装置11とが近距離の位置関係にある場
合は、図形Gのように指示図形を表示するとともに、3
つの音を鳴らす。一方、図10(b)に示すように、検
出装置12と入力装置11とが遠距離の位置関係にある
場合は、図形Hのように指示図形を表示するとともに、
1つの音を鳴らす。
【0053】以上のように、本データ入力装置は、入力
装置と検出装置との距離の大きさに対応して音声が変化
するので、入力装置と検出装置との距離を聴覚的に判断
することができる。したがって、出力装置における画面
を見ていなくても入力装置の位置を容易に確認できる。
なお、検出装置に超音波や電波を用いた場合には入力可
能範囲に限界があるため、この入力可能範囲を聴覚的に
検出することの可能である。また、出力する音のデータ
を複数用意することによって、おもしろさや分かりやす
さや知的好奇心を向上させることもできる。
【0054】なお、上記実施の形態1ないし4では、指
示図形の色、形状、形状の連続変化、および音声をそれ
ぞれ変更していたが、これらを任意に組み合わせる構成
としてもよい。例えば、入力装置と出力装置との距離ま
たは高さ情報に応じて、指示図形の形状を変化させると
ともに音声も変化させることができる。
【0055】なお、上記構成のデータ入力装置は、上記
入出力部が、高さ情報の大きさに対応して、表示画面上
での位置を指示する指示図形の色が変化するように表示
用情報を出力する構成であってもよい。
【0056】上記構成によれば、表示画面上での指示図
形の色を変化させるので、入力装置と検出装置との距離
に対応して指示図形の色相、彩度、あるいは明度が変化
することになる。例えば、明度を変化させた場合には、
操作者が色盲であっても、検出装置から入力装置までの
距離を容易に判別することができる。
【0057】また、上記構成のデータ入力装置は、任意
の空間位置を指し示す入力装置と、該入力装置の3次元
位置情報を検出する検出装置と、上記3次元位置情報
を、特定の平面における座標とその平面に直交する軸方
向の高さとで表される位置情報に変換する演算部と、該
演算部で変換された位置情報を記憶する記憶部と、該記
憶部から取り出された高さ情報の大きさに対応して音声
が変化するように表示用情報を出力する入出力部とを有
する処理装置と、該処理装置からの表示用情報に基づい
て表示および音声を出力する出力装置とを備える構成で
あってもよい。
【0058】上記構成によれば、高さ情報の大きさに対
応して音声が変化するので、入力装置と検出装置との距
離を聴覚的に判断することができる。したがって、出力
装置の画面を見ていなくても入力装置の位置を容易に確
認できる。また、入力装置の位置が確認できるため、入
力装置の紛失を防ぐことが可能となる。なお、超音波や
電波を用いて3次元位置情報を検出する場合には入力可
能範囲に限界があるため、この入力可能範囲を聴覚的に
検出することも可能となる。
【0059】
【発明の効果】以上のように、本発明の請求項1に記載
のデータ入力装置は、任意の空間位置を指し示す入力装
置と、該入力装置の3次元位置情報を検出する検出装置
と、上記3次元位置情報を、上記入力装置と上記検出装
置との距離に変換する演算部と、上記演算部で変換され
た上記距離を記憶する記憶部と、上記記憶部から取り出
された上記入力装置と上記検出装置との距離の大きさに
対応して表示が変化するように表示用情報を出力する入
出力部とを有する処理装置と、該処理装置からの表示用
情報に基づいて表示を行う出力装置とを備え、上記入出
力部は、連続した形状パターンを、上記入力装置と上記
検出装置との距離に対応した時間間隔で変更して出力す
ることにより指示図形の形状を変化させるための表示用
情報を出力する構成である。
【0060】これにより、上記入力装置と上記検出装置
との距離の大きさに対応して表示が変化するので、入力
装置と検出装置との距離を視覚的に判断することがで
き、入力装置の位置を容易に確認できる。また、入力装
置の位置が確認できるため、入力装置の紛失を防ぐこと
が可能であるという効果を奏する。
【0061】さらに、表示画面上での指示図形の形状
(大きさ・向き・図案など)を変化させるので、例え
ば、似顔絵などの図案を変化させた場合にはおもしろさ
や知的好奇心を向上させることができるという効果を奏
する。
【0062】また、例えば、似顔絵などの図案を連続し
た動きとして変化させることができるので、おもしろさ
や知的好奇心をさらに向上させることができる。また、
連続したパターンの変更に関して時間間隔を設けること
によって、2つの装置間の距離を時間軸に対して判断す
ることが可能となるという効果を奏する。 Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a data input device for inputting data of a designated position to a processor system such as a personal computer, an electronic organizer, and a portable terminal. It is. 2. Description of the Related Art Conventionally, in a personal computer, an electronic organizer, a portable terminal, or the like, when two-dimensional position information is input and characters and figures are developed on a screen based on the data, A mouse or tablet capable of inputting two-dimensional position data is generally used. On the other hand, when performing recognition of three-dimensional graphics that require spatial position coordinates or movements of a conductor by a conductor necessary for performing music, etc., input of three-dimensional position data is performed. There is a need to do. JP-A-3-210622
Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H11-139,086 discloses a three-dimensional position data input method using light and ultrasonic waves to recognize a three-dimensional position of a baton or the like. A baton as an input device in the three-dimensional position data input system has a flashing light emitting element at one end thereof, and an ultrasonic wave intermittently adjacent to the light emitting element in synchronism with the flashing of the light emitting element. And an ultrasonic generator for generating the above. The detection device has a configuration in which three ultrasonic sensors and one light receiving element are provided. In this configuration, the distance between the command rod and the three ultrasonic sensors is calculated based on the time difference between the time when the light from the light emitting element is received and the time when the three ultrasonic sensors receive the ultrasonic waves. can do. Therefore, the tip position of the baton can be obtained by obtaining the coordinates of the intersection of the three spherical surfaces with the three distances as radii. [0006] However, the above 3)
When the data input by the two-dimensional position data input method is used as it is in a device using the two-dimensional position data input method, the distance between the input device and the detection device cannot be displayed as information. . That is,
Although it is possible to measure the distance between the input device and the detection device from the three-dimensional positional relationship, it cannot be displayed as information on a two-dimensional screen, so the operator determines the distance between the devices. Can not do it. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to convert data input by a three-dimensional position data input method into two-dimensional coordinate information and height information. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a data input device capable of confirming a distance between an input device and a detection device. In order to achieve the above object, a data input device according to a first aspect of the present invention comprises: an input device for pointing to an arbitrary spatial position; A detecting device for detecting three-dimensional position information, and an operation for converting the three-dimensional position information into a distance between the input device and the detecting device.
Calculation unit and a memory for storing the distance converted by the calculation unit.
And憶部, a processor and a output unit for outputting the display information to the display in response to the magnitude of the distance between the input device and the detector taken out from the storage unit is changed, An output device that performs display based on display information from the processing device, wherein the input / output unit changes a continuous shape pattern at a time interval corresponding to a distance between the input device and the detection device. And outputting the display information for changing the shape of the pointing figure. According to the above configuration, first, the three-dimensional position information of the input device is detected by the detection device. The three-dimensional position information is input to the calculation unit of the processing device by the input device and the detection device.
Is stored in the storage unit. Then, after the display processing is performed by the input / output unit, the display is performed by the output device. At this time, the input device and the detection device
Since the display changes according to the magnitude of the distance , the distance between the input device and the detection device can be visually determined. That is, the position of the input device can be easily confirmed on the screen of a device using the two-dimensional position data input method, such as a personal computer, an electronic organizer, and a portable terminal. Further, since the position of the input device can be confirmed, it is possible to prevent the input device from being lost. When three-dimensional position information is detected using ultrasonic waves or radio waves, there is a limit to the inputtable range, so that the inputtable range can be visually detected. Further, according to the above configuration, since the shape of the pointing figure on the display screen is changed, the size, direction, design, etc. of the pointing figure change according to the distance between the input device and the detecting device. Will do. For example, when a design such as a portrait is changed, it is possible to improve the interest and intellectual curiosity. Further, according to the above configuration, for example, a design such as a portrait can be changed as a continuous movement, so that the interestingness and intellectual curiosity can be further improved. In addition, by providing a time interval for successive pattern changes, it is possible to determine the distance between two devices with respect to a time axis . Embodiment 1 The first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 4. The case where the data input device according to the present embodiment is applied to a personal computer will be described. As shown in FIG. 2, the personal computer includes an input device 11, a detection device 12, and a processing device 1.
3, and an output device 14. The input device 11 is, for example, a pen-type pointing device, and has an arbitrary spatial position (three-dimensional position).
It indicates. The detection device 12 includes the input device 11
In addition to detecting an arbitrary spatial position pointed by as position information, the detected spatial position information is stored.
The processing device 13 converts the spatial position information into position information on a specific plane and an axial direction orthogonal thereto, and performs processing for outputting and displaying based on the information. The processing device 13 also stores the converted position information and stroke data. The output device 14 performs display based on the display information on which the output display process has been performed by the processing device 13. In FIG. 2, three dotted lines connecting the input device 11 and the detection device 12 indicate communication means such as an ultrasonic wave and a radio wave, and the coordinates of an arbitrary point in the space are at least an arbitrary three. This indicates that the distance is represented by a distance from a point (four points when positive / negative discrimination is performed). Next, based on the block diagram shown in FIG.
The configuration of the data input device will be described. The pen-type pointing device serving as the input device 11 has a transmitting section 21 at the tip of the pen, which can transmit ultrasonic waves, radio waves, and the like. When the operator performs an input operation, the transmission unit 21 performs transmission by ultrasonic waves or radio waves. The detecting device 12 includes a receiving unit 22 and a detecting unit 2
3 The receiving unit 22 receives the ultrasonic wave, the radio wave, and the like transmitted from the transmitting unit 21. This receiving unit 22
The position detector 23a in the detector 23 detects arbitrary spatial position information based on the information received by the
3 stores the spatial position information. The processing device 13 includes a CPU 24, four storage units 25 to 28, and a power supply unit 31. An arithmetic unit 24a inside the CPU 24 extracts arbitrary spatial position information stored in the storage unit 23b and converts it into coordinate information on a specific plane and height information in an axial direction orthogonal to the plane. The storage unit 25 stores the converted plane position and height information. That is, when the input device 11 is arbitrarily moved to draw a pattern in a space, the pattern is converted into a pattern on a specific plane, and then stored in the storage unit 25. It should be noted that, during the arithmetic processing inside the CPU 24, the storage unit 2
4b is used. Here, when stroke data recognition is necessary, the calculation unit 24a recognizes the pattern stored in the storage unit 25 as stroke data and compares it with the stroke data 26a stored in the storage unit 26. If font data is required as a result of the comparison, the font data 27a stored in the storage unit 27 is used. At this time, the pointing figure data 28a stored in the storage unit 28 is used as the pointing figure indicating the pointing position on the display screen. Here, the instruction figure data 28a
Has data of the color (hue / saturation / brightness) of the designated figure. An input / output unit 24c inside the CPU 24
Performs a process for outputting and displaying data obtained from the storage units 25 to 28, and outputs display information. At this time, the instruction figure data 28a is changed and output based on the height information stored in the storage unit 25. The power supply section 31 includes a power supply circuit 31a and a driving battery 31b, and supplies power to the entire apparatus. The output device 14 is an LCD (liquid crystal)
a display control unit 29 such as a driver, and a display unit 30 such as an LCD. Based on the display information obtained by the input / output unit 24c, the display control unit 29 performs control for displaying on the display unit 30, and performs display on the display unit 30. The operation of the data input device according to the above configuration is as follows.
This will be described with reference to the flowchart shown in FIG. First, step (hereinafter abbreviated as S) 1
Then, spatial position information is input by the input device 11 and the detection device 12. This spatial position information is stored in the storage unit 23b in the detection device 12 (S2). Then, the spatial position information is converted into coordinates and height on a specific reference plane (S3). The converted coordinates and height are the processing unit 1
3 is stored in the storage unit 25 (S4). Based on the height information stored in S4, the color (hue, saturation,
The brightness is changed (S5). Output display is performed based on the data processed in S5 (S6). For example, the detection device 12 with respect to the reference plane
If the height is high, the density of the pointing figure is displayed dark. one
On the other hand, when the height of the detection device 12 with respect to the reference plane is low
Displays the density of the designated figure lightly. So in this case
Sets the height of the detection device 12 with respect to the reference plane to a shade of color.
This is shown. Next, the conversion of the spatial position information in S3 will be described. For example, suppose that a point P1 (xl, yl, z1), which is arbitrary spatial position information, is input as shown in FIG. At this time, assuming that the specific plane is plane α: ax + by + cz = 0 as shown in FIG. 4B, the distance L between the point Pl and the plane α is L = | axl + byl + czl | / (a 2 + b 2) + C 2 ) 1/2 . The normal vector of a specific plane is (a,
b, c), a straight line drawn perpendicularly to the plane α from the point P1 is a point Pl and a point (xl-a, y1-b, z
1-c). Therefore,
The point obtained by converting the point P1 onto the plane α can be obtained as an intersection M between the perpendicular drawn from the point P1 to the plane α and the plane α. As a result, the spatial position information (point P1) can be converted into coordinates on a specific plane (intersection M) and a height (distance L) in an axial direction perpendicular to the plane. In addition,
The specific reference plane required in S3 may be set in advance from data of at least three points in space before data input. As described above, the data input device according to the present embodiment converts the spatial position information into arbitrary plane coordinate information and height information, and changes the designated figure data based on the height information. This is a configuration for performing display. Therefore, it is possible to visually determine the distance between the detection device and the input device, and to determine the position of the input device on the screen of a device using a two-dimensional position data input method, such as a personal computer, an electronic organizer, and a portable terminal. It can be easily confirmed. Also,
Since the position of the input device can be confirmed, it is possible to prevent the input device from being lost. In the case where an ultrasonic wave or a radio wave is used for the detection device, there is a limit in the inputtable range. Therefore, there is an effect that the inputtable range can be visually detected. Further, when used in a computer game or the like, since it is possible to control the input device and the detecting means based on the positional information, it is possible to produce a game having a higher level of realism and a game having more fun and understandability. It can be carried out. Further, since the color of the pointing figure on the output device is changed, the hue, saturation, or brightness of the pointing figure on the screen changes in accordance with the height information . For example, when the brightness is changed, the distance from the detection device to the input device can be easily determined even if the operator is color blind. [0036] will be described with reference to FIGS. 5 and 6 a second embodiment of the [Embodiment 2] The present invention is as follows. For the sake of convenience of explanation, the same members as those shown in the drawings of the above-mentioned embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. The data input device according to the present embodiment
In this configuration, the pointing figure data 28a in the storage unit 28 is changed from data of the color (hue, saturation, brightness) of the pointing figure to data of the shape (size, direction, design, etc.) of the pointing figure. The operation of the data input device having the above configuration is described as follows.
This will be described with reference to the flowchart shown in FIG . First, S1 to S4 described in the first embodiment
A distance conversion process is performed instead of the height conversion of the spatial position information (S21). Based on the stored height information, the shape, such as the size, orientation, and design, of the pointing figure is changed (S22). Output display is performed based on the data processed in S22 (S23). For example, as shown in FIG. 6 (a) , when the detection device 12 and the input device 11 are in a short-distance positional relationship, the shape of the pointing graphic like the graphic C is displayed in a large size.
On the other hand, as shown in FIG. 6B , when the detection device 12 and the input device 11 are in a long-distance positional relationship, the shape of the pointing graphic like the graphic D is displayed small. That is, in this case, the distance between the two devices is indicated by the size of the pointing graphic. As described above, the present data input device changes the shape of the pointing graphic on the output device, so that the size and orientation of the pointing graphic on the screen correspond to the distance between the input device and the detecting device. Or the design will change. Thereby, for example, when a design such as a portrait is changed, it is possible to improve the interest and intellectual curiosity. Embodiment 3 The following will describe a third embodiment of the present invention with reference to FIGS. 7 and 8 . For the sake of convenience of explanation, the same members as those shown in the drawings of the above-mentioned embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. The data input device according to the present embodiment
In this configuration, the pointing figure data 28a in the storage unit 28 is changed from data of the color (hue, saturation, brightness) of the pointing figure to data of the shape (size, direction, design, etc.) of the pointing figure. At this time, the data of the shape of the pointing figure is stored in advance as a plurality of pointing figure patterns.
The CPU 24 performs a process for sequentially switching and displaying the plurality of designated figure patterns, and displays the shape of the designated figure on the display unit 3 as a continuous pattern. The operation of the data input device having the above configuration is described as follows.
This will be described with reference to the flowchart shown in FIG . First, S1 to S4 described in the first embodiment
A distance conversion process is performed instead of the height conversion of the spatial position information (S31). Based on the distance between the input device 11 and the detection device 12 , changes in the shape, such as the size, orientation, and design, of the pointing figure are processed as a continuous pattern (S32). S
Output display is performed based on the data processed in S32 (S33). For example, as shown in FIG. 8 (a) , when the detection device 12 and the input device 11 are in a short-distance positional relationship, the pointing figure like the figure E shows that a human is running. Display as a continuous picture. On the other hand, as shown in FIG. 8B , when the detection device 12 and the input device 11 are in a long-distance positional relationship, the pointing figure such as the figure F includes a continuous picture of a human walking. Display as As described above, the present data input device can change a design such as a portrait, for example, as a continuous movement, so that the interestingness and intellectual curiosity can be further improved. In addition, for example, when the input device is nearby, by changing the time interval for changing the continuous pattern according to the distance between the input device and the detection device, such as speeding up the movement of the design, the distance between the devices can be reduced. It is possible to make a determination on the time axis. Embodiment 4 The following will describe a fourth embodiment of the present invention with reference to FIGS. 9 and 10 . For the sake of convenience of explanation, the same members as those shown in the drawings of the above-mentioned embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. The data input device according to the present embodiment
The input / output unit 24c of the CPU 24 is connected to the input device 1
The configuration for outputting display information is changed so that the sound changes in accordance with the magnitude of the distance between the detection device 1 and the detection device 12 . Further, the output device 14 is provided with a speaker for outputting sound. The operation of the data input device having the above configuration is described as follows.
This will be described with reference to the flowchart shown in FIG . First, S1 to S4 described in the first embodiment
(S41). Input device
The frequency of the sound based on the distance between
The sound such as volume, chord, or sound interval is changed (S42). A sound is output from the speaker based on the data processed in S42 (S43), and output display is performed (S44). For example, as shown in FIG. 10 (a) , when the detecting device 12 and the input device 11 are in a short-distance positional relationship, a pointing graphic such as a graphic G is displayed and
Sounds one sound. On the other hand, as shown in FIG. 10B , when the detection device 12 and the input device 11 are in a long-distance positional relationship, an instruction graphic is displayed like a graphic H, and
Play one sound. As described above, the data input device according to the present embodiment
Since the sound changes according to the magnitude of the distance between the device and the detection device, the distance between the input device and the detection device can be judged audibly. Therefore, the position of the input device can be easily confirmed without looking at the screen of the output device.
When an ultrasonic wave or a radio wave is used as the detection device, the inputtable range is limited, and thus the inputtable range can be detected audibly. Also, by preparing a plurality of data of the sounds to be output, it is possible to improve fun, clarity, and intellectual curiosity. In the first to fourth embodiments, the color, the shape, the continuous change of the shape, and the sound of the pointing figure are changed, but these may be arbitrarily combined. For example, the distance between the input and output devices or
Alternatively, according to the height information , the shape of the pointing figure can be changed and the voice can be changed. In the data input device having the above-mentioned configuration, the input / output unit may be configured so that the input / output unit changes the color of the pointing figure indicating the position on the display screen according to the size of the height information. It may be configured to output information. According to the above configuration, since the color of the pointing figure on the display screen is changed, the hue, saturation, or brightness of the pointing figure changes according to the distance between the input device and the detecting device. Become. For example, if you change the brightness,
Even if the operator is color blind, the distance from the detection device to the input device can be easily determined. Further, the data input device having the above configuration includes an input device indicating an arbitrary spatial position, a detecting device for detecting three-dimensional position information of the input device, and a three-dimensional position information coordinate. And a calculation unit for converting the position information into position information represented by an axial height orthogonal to the plane, a storage unit for storing the position information converted by the calculation unit, and height information extracted from the storage unit. A processing device having an input / output unit that outputs display information such that the sound changes according to the size of the output device, and an output device that outputs display and sound based on the display information from the processing device. A configuration may be provided. According to the above configuration, since the voice changes according to the size of the height information, the distance between the input device and the detection device can be judged audibly. Therefore, the position of the input device can be easily confirmed without looking at the screen of the output device. Further, since the position of the input device can be confirmed, it is possible to prevent the input device from being lost. When three-dimensional position information is detected using ultrasonic waves or radio waves, the inputtable range is limited, so that the inputtable range can be detected audibly. As described above, the data input device according to the first aspect of the present invention is an input device that indicates an arbitrary spatial position, and a detection device that detects three-dimensional position information of the input device. And the three-dimensional position information by the input device and the detection device.
An arithmetic unit for converting the distance to the position,
A storage unit that stores the distance, and an input / output unit that outputs display information so that the display changes in accordance with the magnitude of the distance between the input device and the detection device extracted from the storage unit. A processing device having an output device for performing display based on display information from the processing device, wherein the input / output unit corresponds to a distance between the input device and the detection device. The display information for changing the shape of the pointing graphic is output by changing and outputting the display information at the specified time intervals. Thus, the input device and the detection device
Since the display changes according to the magnitude of the distance between the input device and the input device, the distance between the input device and the detection device can be visually determined, and the position of the input device can be easily confirmed. Further, since the position of the input device can be confirmed, it is possible to prevent the input device from being lost. Further, since the shape (size, direction, design, etc.) of the pointing figure on the display screen is changed, for example, when a design such as a portrait is changed, the interestingness and intellectual curiosity are improved. It has the effect of being able to do so. Further, for example, a design such as a portrait can be changed as a continuous movement, so that the interest and intellectual curiosity can be further improved. Also,
Providing a time interval for successive pattern changes has the effect of making it possible to determine the distance between two devices with respect to the time axis .
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態にかかるデータ入力
装置の構成を示すブロック図である。
【図2】上記データ入力装置が適用されたパーソナルコ
ンピュータの構成を示す外観図である。
【図3】上記データ入力装置の動作を示すフローチャー
トである。
【図4】(a)は任意の空間位置情報を示し、(b)は
上記空間位置情報と基準平面との関係を示す説明図であ
る。
【図5】本発明の第2の実施の形態にかかるデータ入力
装置の動作を示すフローチャートである。
【図6】上記データ入力装置における表示部の表示状態
を示す説明図であり、(a)は検出装置を入力装置とが
近距離の場合、(b)は遠距離の場合を示す。
【図7】本発明の第3の実施の形態にかかるデータ入力
装置の動作を示すフローチャートである。
【図8】上記データ入力装置における表示部の表示状態
を示す説明図であり、(a)は検出装置を入力装置とが
近距離の場合、(b)は遠距離の場合を示す。
【図9】本発明の第4の実施の形態にかかるデータ入力
装置の動作を示すフローチャートである。
【図10】上記データ入力装置における表示部の表示状
態を示す説明図であり、(a)は検出装置を入力装置と
が近距離の場合、(b)は遠距離の場合を示す。
【符号の説明】
11 入力装置
12 検出装置
13 処理装置
14 出力装置
24a 演算部
24c 入出力部
25〜28 記憶部BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a data input device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is an external view showing a configuration of a personal computer to which the data input device is applied. FIG. 3 is a flowchart showing an operation of the data input device. 4A is an explanatory diagram showing arbitrary spatial position information, and FIG. 4B is an explanatory diagram showing a relationship between the spatial position information and a reference plane. FIG. 5 is a data input according to the second embodiment of the present invention .
5 is a flowchart illustrating an operation of the device. FIG. 6 shows a display state of a display unit in the data input device.
It is an explanatory view showing (a), a detection device and an input device are connected.
In the case of a short distance, (b) shows a case of a long distance. FIG. 7 is a data input according to the third embodiment of the present invention .
5 is a flowchart illustrating an operation of the device. FIG. 8 shows a display state of a display unit in the data input device.
It is an explanatory view showing (a), a detection device and an input device are connected.
In the case of a short distance, (b) shows a case of a long distance. FIG. 9 is a data input according to the fourth embodiment of the present invention .
5 is a flowchart illustrating an operation of the device. FIG. 10 shows a display state of a display unit in the data input device.
It is explanatory drawing which shows a state, (a) is a detection device as an input device.
(B) shows the case of a long distance. [Description of Signs] 11 Input device 12 Detecting device 13 Processing device 14 Output device 24a Operation unit 24c Input / output units 25-28 Storage unit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06F 3/033 320 G06F 3/00 658 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G06F 3/033 320 G06F 3/00 658
Claims (1)
の距離に変換する演算部と、上記演算部で変換された上
記距離を記憶する記憶部と、上記記憶部から取り出され
た上記入力装置と上記検出装置との距離の大きさに対応
して表示が変化するように表示用情報を出力する入出力
部とを有する処理装置と、 該処理装置からの表示用情報に基づいて表示を行う出力
装置とを備え、 上記入出力部は、連続した形状パターンを、上記入力装
置と上記検出装置との距離に対応した時間間隔で変更し
て出力することにより指示図形の形状を変化させるため
の表示用情報を出力することを特徴とするデータ入力装
置。(57) [Claims] 1. An input device for pointing to an arbitrary spatial position, a detecting device for detecting three-dimensional position information of the input device, and With the above detection device
And a conversion unit for converting the distance into
A storage unit that stores the distance, and an input / output unit that outputs display information such that the display changes in accordance with the magnitude of the distance between the input device and the detection device extracted from the storage unit. A processing device having, and an output device for performing display based on display information from the processing device, wherein the input / output unit has a continuous shape pattern corresponding to a distance between the input device and the detection device. A data input device, which outputs display information for changing the shape of an instruction figure by changing and outputting at a time interval.
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