JPH06281424A - Optical three-dimensional angle detecting device and optical three-dimensional position calculating device - Google Patents
Optical three-dimensional angle detecting device and optical three-dimensional position calculating deviceInfo
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- JPH06281424A JPH06281424A JP5193990A JP19399093A JPH06281424A JP H06281424 A JPH06281424 A JP H06281424A JP 5193990 A JP5193990 A JP 5193990A JP 19399093 A JP19399093 A JP 19399093A JP H06281424 A JPH06281424 A JP H06281424A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、光学式３次元角度検出
装置および光学式３次元位置算出装置に関し、特に、空
間での物体の首振り（回転）角度を検出する光学式３次
元角度検出装置および該光学式３次元角度検出装置の原
理を利用して空間にある発光部の指す方向とある平面と
の交差座標を算出する光学式３次元位置算出装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical three-dimensional angle detecting device and an optical three-dimensional position calculating device, and more particularly to an optical three-dimensional angle detecting device for detecting the swing (rotation) angle of an object in space. The present invention relates to an optical three-dimensional position calculation device that calculates the intersection coordinates of the direction in which a light emitting portion in space points and a certain plane by using the principle of the device and the optical three-dimensional angle detection device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、物体の空間での角度方向やその位
置を検出するためには、レーザ光やカメラまたは地磁気
とのずれなどの情報を検出する方法を使った高額な装置
に頼っていたが、これらの方法による空間での物体の首
振り（回転）角度を検出することは困難であった。そし
て、使用者が容易にかつ手軽に使えるものは存在してい
ない。2. Description of the Related Art Conventionally, in order to detect the angular direction and the position of an object in space, a high-priced device using a method for detecting information such as a laser beam, a camera, or a deviation from the earth's magnetism has been used. However, it is difficult to detect the swing (rotation) angle of the object in the space by these methods. And, there is no one that the user can use easily and easily.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】近年、コンピュータ技
術の進歩に伴い空間における位置検出の必要性が高まっ
ているが、これと同時に、特にバーチャルリアリティ
（仮想現実）等の分野では、位置検出ばかりでなく利用
者の首振り（回転）角度情報が大変重要な情報となって
いる。そして、ある用途では、角度情報のみを検出する
必要が求められ、利用者が首振りを行わず平行移動を行
った場合には、角度変化がないため、変化量をゼロとす
るような検出を行わなくてはならない。In recent years, the need for position detection in space has increased with the progress of computer technology. At the same time, especially in the field of virtual reality, etc., position detection is not all that is required. The information about the user's swing (rotation) angle is very important. In some applications, it is necessary to detect only the angle information, and if the user makes a parallel movement without swinging the head, there is no change in the angle, so it is necessary to detect the amount of change to zero. I have to do it.
【０００４】ところが、これまでのテレビカメラや磁
界、超音波などを利用した３次元位置検出装置などを利
用した装置では、いずれも空間での物体の首振り角度の
みを検出することができなかった。However, none of the conventional devices using a television camera, a three-dimensional position detecting device using a magnetic field, ultrasonic waves or the like can detect only the swinging angle of an object in space. .
【０００５】また、本発明者は、１個の光源と２個以上
の受光素子を用いた光学式３次元位置検出装置（特願平
４−５９６７４、発明の名称「コンピュータ多次元位置
データ入力装置」）を提案している。しかし、この位置
検出装置では、空間座標を検出することは可能である
が、発光部の角度情報を検出することはできなかった。The inventor of the present invention has also proposed an optical three-dimensional position detecting device using one light source and two or more light receiving elements (Japanese Patent Application No. 4-59674, entitled "Computer Multidimensional Position Data Input Device"). ]) Is proposed. However, although this position detection device can detect spatial coordinates, it cannot detect angle information of the light emitting unit.
【０００６】したがって、本発明の第１の目的は、発光
体と受光素子を利用して３次元空間における物体の角
度、即ち物体の首振り（回転）を容易にかつ安価に検出
する光学式３次元角度検出装置を提供することにある。Therefore, a first object of the present invention is to use an optical element and an optical receiving element to detect the angle of an object in a three-dimensional space, that is, the swinging (rotation) of the object easily and inexpensively. It is to provide a dimensional angle detection device.
【０００７】また、本発明の第２の目的は、前述の形式
の光学式３次元角度検出装置の機能を高めるために、前
述の形式の光学式３次元角度検出装置の原理を利用し
て、発光部の指す方向と或る平面との交差座標を算出で
きる、または受光部に対する発光部の３次元位置を算出
できる光学式３次元位置算出装置を提供することにあ
る。A second object of the present invention is to utilize the principle of the above-mentioned optical three-dimensional angle detecting device in order to enhance the function of the above-mentioned optical three-dimensional angle detecting device. An object of the present invention is to provide an optical three-dimensional position calculation device that can calculate the intersection coordinates of the direction pointed by the light emitting unit and a certain plane, or can calculate the three-dimensional position of the light emitting unit with respect to the light receiving unit.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】前述の第１の目的を達成
するために、本発明は、少なくとも２つの発光素子を持
つ発光部と、該発光部の発光素子からの光信号を個々に
検出するための少なくとも１つの受光素子および該受光
素子により検出された光信号に含まれる各光量から発光
部の空間での角度を算出するための演算回路を持つ受光
部とを有することを特徴とする光学式３次元角度検出装
置を採用するものである。In order to achieve the above-mentioned first object, the present invention individually detects a light emitting portion having at least two light emitting elements and an optical signal from the light emitting element of the light emitting portion. And a light receiving unit having an arithmetic circuit for calculating the angle of the light emitting unit in space from each light amount contained in the optical signal detected by the light receiving unit. The optical three-dimensional angle detection device is adopted.
【０００９】また、第２の目的を達成するために、本発
明は、光学的３次元位置算出装置において、少なくとも
２つの発光素子を持つ発光部と、該発光部の発光素子か
らの光信号の各々をそれぞれ検出するように所定距離離
して配置した少なくとも２つの受光素子、該受光素子に
より検出された光信号に含まれる各光量から発光部の２
つの受光素子に対するそれぞれの角度を算出するため角
度算出手段、前記発光部と少なくとも２つの受光素子を
含む第１平面における発光部の位置を算出するための第
１位置算出手段および前記第１平面と直角でありかつ前
記２つの受光素子を含む第２平面と前記発光部の指す方
向の延長線との交差座標位置を、２つの受光素子間の距
離、前記角度算出手段から得られた角度の各々および前
記第１位置算出手段から得られた位置に基づいて算出す
る第２位置算出手段を持つ受光部と、を有することを特
徴とする光学式３次元位置算出装置を提供し、また、前
述の形式の光学式３次元位置算出装置において、３つの
受光素子が或る平面内に配置されており、発光部は５つ
の発光素子を有し、該５つの発光素子はそれらの光軸が
２つの平面内でそれぞれ所定の角度をなすように配置さ
れており、前記受光素子の各々により検出された前記発
光素子の各々からの光信号に含まれる各光量から前記３
つの受光素子に対する前記受光部の３次元位置を算出す
ることを特徴とする光学式３次元位置算出装置を採用す
ることにある。In order to achieve the second object, the present invention is, in an optical three-dimensional position calculating apparatus, a light emitting section having at least two light emitting elements, and an optical signal from the light emitting element of the light emitting section. At least two light receiving elements arranged so as to detect each of them are separated from each other by a predetermined distance, and two of the light emitting units are detected based on the respective light amounts included in the optical signals detected by the light receiving elements.
Angle calculating means for calculating respective angles with respect to one light receiving element, first position calculating means for calculating the position of the light emitting portion in the first plane including the light emitting portion and at least two light receiving elements, and the first plane The intersecting coordinate position of the second plane which is a right angle and includes the two light receiving elements and the extension line in the direction pointed by the light emitting portion is defined by the distance between the two light receiving elements and the angle obtained from the angle calculating means. And a light receiving unit having a second position calculating unit that calculates the position based on the position obtained from the first position calculating unit, and an optical three-dimensional position calculating device, and In the optical three-dimensional position calculating device of the type, three light receiving elements are arranged in a plane, and the light emitting section has five light emitting elements, and the five light emitting elements have two optical axes. In the plane Each is arranged to form a predetermined angle, said from the amount included in the optical signal from each of the light emitting element detected by each of the light receiving element 3
It is to employ an optical three-dimensional position calculating device characterized by calculating a three-dimensional position of the light receiving portion with respect to one light receiving element.
【００１０】[0010]
【実施例】次に、図面を参照して、本発明の好ましい実
施例を説明する。最初に図１を参照すると、図１は、本
発明の３次元角度検出装置を仮想現実装置に適用した発
光部（送信部）と受光部（受信部）の配置関係を示す概
略斜視図である。図１において、利用者は発光部１２を
搭載したヘルメット１０を装着する。そして、利用者
は、所定位置に配置した、角度検出のための演算回路部
を含む受光部１４に対向して位置し、例えば、頭部を矢
印Ｘで示すように横方向または矢印Ｙで示すように縦方
向に振ると、受光部は、詳細には後述するが、発光部か
らの情報を含む光信号を受信して演算回路部による演算
により横方向または縦方向またはそれら両方向の首振り
の角度を検出する。以下に、ワイヤ付きの３次元角度検
出装置おびワイヤレス３次元角度検出装置の実施例をそ
れぞれ図２および図３を参照して説明する。なお、図２
および図３は、説明の便宜上、横または縦のいずれか１
つの方向の角度検出を行う３次元角度検出装置の例を示
すものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will now be described with reference to the drawings. First, referring to FIG. 1, FIG. 1 is a schematic perspective view showing an arrangement relationship between a light emitting unit (transmitting unit) and a light receiving unit (receiving unit) in which a three-dimensional angle detection device of the present invention is applied to a virtual reality device. . In FIG. 1, a user wears a helmet 10 equipped with a light emitting unit 12. Then, the user is positioned facing the light receiving unit 14 including the arithmetic circuit unit for angle detection, which is arranged at a predetermined position, and, for example, the head is indicated by the lateral direction or the arrow Y as indicated by the arrow X. When shaken in the vertical direction as described above, the light receiving unit receives a light signal including information from the light emitting unit and performs a swing operation in the horizontal direction or the vertical direction or both directions by calculation by the calculation circuit unit, which will be described later in detail. Detect the angle. Embodiments of a three-dimensional angle detection device with a wire and a wireless three-dimensional angle detection device will be described below with reference to FIGS. 2 and 3, respectively. Note that FIG.
For convenience of explanation, FIG.
It shows an example of a three-dimensional angle detection device that detects an angle in one direction.
【００１１】図２は、ワイヤ付き３次元角度検出装置の
ブロック図である。図２において、発光部１２は、２つ
の発光素子２１、２２と発光素子ドライブ回路２３とを
有している。発光素子２１、２２は、相互に光軸が並行
にならないような任意の角度に配置されており、この例
では９０度に配置されている。これらの発光素子２１、
２２は発光ドライブ回路２３によって交互に発光するよ
うに制御されている。発光パルスのパターンや発光時間
の間隔は、ワイヤ２４で発光素子ドライブ２３と接続さ
れている受光部の発光素子制御回路３９によって制御さ
れる。FIG. 2 is a block diagram of a three-dimensional angle detection device with a wire. In FIG. 2, the light emitting section 12 has two light emitting elements 21 and 22 and a light emitting element drive circuit 23. The light emitting elements 21 and 22 are arranged at an arbitrary angle such that their optical axes are not parallel to each other, and are arranged at 90 degrees in this example. These light emitting elements 21,
22 is controlled by the light emission drive circuit 23 so as to alternately emit light. The pattern of the light emission pulse and the interval of the light emission time are controlled by the light emitting element control circuit 39 of the light receiving section connected to the light emitting element drive 23 by the wire 24.
【００１２】一方、受光部１４は、主要部品として、光
学フィルタ３１、受光素子３４、プリアンプ３５、ノイ
ズカットフィルタ３６、Ａ／Ｄコンバータ３８、前述の
発光素子制御回路３９、演算回路３７、電源４０を有す
る。詳細に説明すると、受光素子３４の前面には光学フ
ィルタ３１が配置されており、この光学フィルタ３１
は、環境からくる可視光をカットする働きがあり、この
ため、ファトディテクタである受光素子３４は、発光素
子２１または２２から出た光のみを検出できる。この受
光素子３４は、その表面に入射した光の光量に比例する
出力電圧を発生する。この出力電圧はプリアンプ３５に
よって増幅される。ノイズカットフィルタ３６は、不必
要な電気的ノイズをカットするためのもので、光学フィ
ルタ３１と共に、信号成分のみを取り出すために用いら
れている。Ａ／Ｄコンバータ３８は、受光素子３４で発
生されてプリアンプ３５で増幅された出力電圧をアナロ
グ情報からデジタル情報に変換するものであり、Ａ／Ｄ
コンバータ３８でデジタル化された信号は演算回路３７
によって、２つの発光素子から得られた情報から発光部
における首振り（回転）角度を計算し、その結果を角度
情報として出力する。また、発光素子制御回路３９は、
発光素子２１、２２の発光パターンと発光間隔を制御す
るものであり、これら２つの発光素子を交互に所定のパ
ターンで発光させている。電源４０は発光部と受光部を
含め装置全体に電源を供給するものである。On the other hand, the light receiving section 14 is mainly composed of an optical filter 31, a light receiving element 34, a preamplifier 35, a noise cut filter 36, an A / D converter 38, the above-mentioned light emitting element control circuit 39, an arithmetic circuit 37 and a power source 40. Have. More specifically, the optical filter 31 is arranged on the front surface of the light receiving element 34.
Has a function of cutting visible light coming from the environment. Therefore, the light receiving element 34, which is a fat detector, can detect only the light emitted from the light emitting element 21 or 22. The light receiving element 34 generates an output voltage proportional to the amount of light incident on its surface. This output voltage is amplified by the preamplifier 35. The noise cut filter 36 is for cutting unnecessary electric noise, and is used together with the optical filter 31 to take out only a signal component. The A / D converter 38 converts the output voltage generated by the light receiving element 34 and amplified by the preamplifier 35 from analog information to digital information.
The signal digitized by the converter 38 is supplied to the arithmetic circuit 37.
According to, the swing (rotation) angle in the light emitting portion is calculated from the information obtained from the two light emitting elements, and the result is output as angle information. In addition, the light emitting element control circuit 39
The light emitting patterns of the light emitting elements 21 and 22 and the light emitting interval are controlled, and these two light emitting elements are alternately made to emit light in a predetermined pattern. The power supply 40 supplies power to the entire device including the light emitting unit and the light receiving unit.
【００１３】図３は、ワイヤレス３次元角度検出装置の
ブロック図である。図３において、発光部１２は、２つ
の発光素子５１、５２、発光素子ドライブ回路５３、発
光パターンジェネレータ５４、電源５５を有している。
発光素子５１、５２は、相互に光軸が並行にならないよ
うな任意の角度に配置されており、この例では９０度に
配置されている。これらの発光素子５１、５２は発光ド
ライブ回路５３によって交互に発光するように制御され
ている。発光パルスジェネレータ５４は、２つの発光素
子５２、５２を識別できるようなパルスパターンを発生
する。なお、電源５５は発光部１２の装置全体に電源を
供給するものである。FIG. 3 is a block diagram of a wireless three-dimensional angle detection device. In FIG. 3, the light emitting unit 12 includes two light emitting elements 51 and 52, a light emitting element drive circuit 53, a light emitting pattern generator 54, and a power supply 55.
The light emitting elements 51 and 52 are arranged at an arbitrary angle such that the optical axes thereof are not parallel to each other, and are arranged at 90 degrees in this example. These light emitting elements 51 and 52 are controlled by a light emission drive circuit 53 so as to alternately emit light. The light emitting pulse generator 54 generates a pulse pattern that allows the two light emitting elements 52, 52 to be distinguished. The power source 55 supplies power to the entire device of the light emitting unit 12.
【００１４】なお、ここで、図４、図５を参照して前述
のパルスパターン全体およびそれに含まれるヘッダーパ
ターンを説明する。図４は、パルスパターンを示す図で
あり、この図において、発光パルスジェネレータ５４
は、ヘッダーパターンに続いて２つの発光素子５１、５
２を一定の休止期間をはさんで順次発光させる。例え
ば、発光素子５１、５２の順で発光させる場合、２つの
発光素子５１、５２を同時にヘッダーパターンで発光さ
せた後、休止期間を設け、次いで、発光素子５１を発光
させ、再び休止期間を設け、次に、発光素子５２を発光
させ、さらに休止期間を設ける。休止期間は、発光する
発光素子の切替を受光部に知らせるための区切り符号の
役割を果たす。The entire pulse pattern and the header pattern included therein will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 is a diagram showing a pulse pattern. In this figure, the light emission pulse generator 54 is shown.
Are the two light emitting elements 51, 5 following the header pattern.
2 is made to sequentially emit light with a certain rest period. For example, when the light emitting elements 51 and 52 are made to emit light in this order, the two light emitting elements 51 and 52 are simultaneously made to emit light in the header pattern, then a pause period is provided, and then the light emitting element 51 is made to emit light and a pause period is provided again. Next, the light emitting element 52 is caused to emit light, and a rest period is provided. The pause period serves as a delimiter code for notifying the light receiving unit of the switching of the light emitting element that emits light.
【００１５】ヘッダーは２つの発光素子５１、５２の発
光順を受光部に知らせるための区切り符号の役割を持
ち、角度検出のための発光パターンとは異なったパター
ンで発光させることで、受光部に認識される。また、複
数のヘッダーパターンを用いることで、例えば、図５の
ヘッダーパターンで示すように、クリックスイッチの情
報などの角度以外の情報を受光部に送ることもできる。
例えば２つのクリックスイッチがある場合、（１）両方
のクリックスイッチが押されてないとき、（２）一方の
クリックスイッチが押されたとき、（３）他方のクリッ
クスイッチが押されたとき、（４）両方のクリックスイ
ッチが押されたときのそれぞれで、異なったヘッダーパ
ターンを発生させて、角度以外の情報を送ることができ
る。The header serves as a delimiter for notifying the light receiving section of the light emitting order of the two light emitting elements 51 and 52, and the light receiving section emits light in a pattern different from the light emitting pattern for angle detection. Be recognized. Further, by using a plurality of header patterns, for example, as shown in the header pattern of FIG. 5, information other than the angle such as information of the click switch can be sent to the light receiving unit.
For example, when there are two click switches, (1) both click switches are not pressed, (2) one click switch is pressed, (3) the other click switch is pressed, 4) Different header patterns can be generated and information other than the angle can be sent each time both click switches are pressed.
【００１６】再び、図３を参照して、受光部１４を説明
すると、受光部１４は、主要部品として、光学フィルタ
６５、受光素子６６、プリアンプ６８、高域通過フィル
タ６８、検波器６９、平滑フィルタ７０、サンプルホー
ルド回路７１、Ａ／Ｄコンバータ７２、発光パターン識
別回路７３、演算回路７４、電源７６を有する。詳細に
説明すると、受光素子６６の前面には光学フィルタ６５
が配置されており、この光学フィルタ６５は、環境から
くる可視光をカットする働きがあり、このため、ファト
ディテクタである受光素子３４は、発光素子２１または
２２から出た光のみを検出できる。この受光素子３４
は、その表面に入射した光の光量に比例する出力電圧を
発生する。この出力電圧はプリアンプ６７によって増幅
される。増幅された受光信号は、高域通過フィルタ６８
で発光パターンのみが通され、検波器６９で検波され
る。平滑フィルタ７０は検波された受光パターンを平滑
して、光量情報のみを抽出する。Referring again to FIG. 3, the light receiving section 14 will be described. The light receiving section 14 is mainly composed of an optical filter 65, a light receiving element 66, a preamplifier 68, a high-pass filter 68, a wave detector 69, and a smoothing unit. It has a filter 70, a sample hold circuit 71, an A / D converter 72, a light emission pattern identification circuit 73, an arithmetic circuit 74, and a power supply 76. More specifically, the optical filter 65 is provided on the front surface of the light receiving element 66.
The optical filter 65 has a function of cutting visible light coming from the environment. Therefore, the light receiving element 34, which is a fat detector, can detect only the light emitted from the light emitting element 21 or 22. This light receiving element 34
Generates an output voltage proportional to the amount of light incident on its surface. This output voltage is amplified by the preamplifier 67. The amplified received light signal is passed through the high pass filter 68.
At, only the light emission pattern is passed and detected by the detector 69. The smoothing filter 70 smoothes the detected light receiving pattern and extracts only the light amount information.
【００１７】一方、発光パターン識別回路７３は、高域
通過フィルタ６８の出力から、前述のパターンにおける
ヘッダーパターンに続く休止期間を検出するとき、その
後の信号を一方の発光素子５１からの光量情報であると
認識してサンプルホールド回路７１にサンプリング命令
を送り、平滑フィルタ７０からの光量情報を保持する。
発光パターン識別回路７３は、また、さらにその後に続
く休止期間を検出すると、その後の信号を他方の発光素
子５２からの光量情報であると認識してサンプルホール
ド回路７１にサンプリング命令を送り、平滑フィルタ７
０からの光量情報を保持する。On the other hand, when the light emission pattern identification circuit 73 detects a rest period following the header pattern in the above-mentioned pattern from the output of the high pass filter 68, the subsequent signal is the light amount information from one light emitting element 51. Recognizing that there is, a sampling command is sent to the sample hold circuit 71, and the light quantity information from the smoothing filter 70 is held.
When the light emission pattern identification circuit 73 also detects a rest period that follows, the light emission pattern identification circuit 73 recognizes the subsequent signal as the light amount information from the other light emitting element 52, and sends a sampling command to the sample hold circuit 71 to send a smoothing filter. 7
The light amount information from 0 is held.
【００１８】Ａ／Ｄコンバータ７２は、サンプルホール
ド回路でサンプリングされたアナログ電圧をデジタル情
報に変換するものである。デジタル化された信号、即ち
２つの発光素子５１、５２からの光量情報は、詳細には
図９、図１０に関連して後述するように、演算回路７４
による演算により発光部の受光部に対する角度が計算さ
れ、その結果は角度情報として出力される。なお、電源
７６は受光部全体に電源を供給するものである。The A / D converter 72 converts the analog voltage sampled by the sample hold circuit into digital information. The digitized signal, that is, the light amount information from the two light emitting elements 51 and 52, will be described later in detail with reference to FIGS.
The angle of the light emitting portion with respect to the light receiving portion is calculated by the calculation by and the result is output as angle information. The power source 76 supplies power to the entire light receiving section.
【００１９】次に、図６、図７、図８を参照して、本発
明の３次元角度検出装置の角度検出原理を説明する。図
６において、発光素子５１、５２は、例えば発光光軸が
９０度となるように配置してある。図６ｂの発光素子５
１、５２の受光素子６６に対する角度を０度とし、図６
ａに示す発光素子５１、５２の位置を＋４５度とし、図
６ｃに示す発光素子の位置を−４５度とする。発光素子
５１、５２が受光素子に対して０度にある場合、それぞ
れの発光素子５１、５２から発した光量が同一で同一の
出射パターンを持つとき、受光素子６６で受ける発光素
子５１から発した光量と発光素子５２から発した光量と
は同一になる。また、発光素子５１と５２が受光素子６
６に対して＋４５度にある場合、発光素子５２からの光
量が最大となり、発光素子５１からの光量は０度のとき
と比較してある一定量減少する。反対に、発光素子５
１、５２が受光素子６６に対して−４５度にある場合に
は、発光素子５１からの光量が最大となり、発光素子５
２からの光量は０度のときと比較してある一定量減少す
る。このように、２個の受光素子をある一定角度に配置
した場合、それぞれの発光素子からの入射する光量の比
は、その発光部の受光部に対する角度を示すものとな
る。詳細には図９、図１０に関連して後述するように、
この角度は、２つの受光素子５１、５２からの光量の和
と差の比（プラス２個の発光素子がなす角度の２分の
１）にほぼ比例する値になる。なお、図６に示す場合
は、図６ａ、図６ｃから明らかなように、９０度の回転
を検出できる。Next, with reference to FIGS. 6, 7, and 8, the principle of angle detection of the three-dimensional angle detection device of the present invention will be described. In FIG. 6, the light emitting elements 51 and 52 are arranged so that the light emission optical axis is 90 degrees, for example. Light emitting element 5 of FIG. 6b
When the angles of 1 and 52 with respect to the light receiving element 66 are 0 degrees,
The position of the light emitting elements 51 and 52 shown in a is +45 degrees, and the position of the light emitting element shown in FIG. 6c is -45 degrees. When the light emitting elements 51 and 52 are at 0 degree with respect to the light receiving element, when the light amount emitted from each light emitting element 51 and 52 is the same and has the same emission pattern, the light emitting element 51 receives from the light emitting element 51. The amount of light and the amount of light emitted from the light emitting element 52 are the same. Further, the light emitting elements 51 and 52 are the light receiving elements 6
When it is +45 degrees with respect to 6, the amount of light from the light emitting element 52 becomes maximum, and the amount of light from the light emitting element 51 decreases by a certain amount as compared with the case of 0 degree. On the contrary, the light emitting element 5
When 1, 52 are at −45 degrees with respect to the light receiving element 66, the amount of light from the light emitting element 51 becomes maximum and the light emitting element 5
The amount of light from 2 decreases by a certain amount as compared with the case of 0 degree. In this way, when the two light receiving elements are arranged at a certain angle, the ratio of the amount of light incident from each light emitting element indicates the angle of the light emitting portion with respect to the light receiving portion. As will be described later in detail with reference to FIGS. 9 and 10,
This angle has a value substantially proportional to the ratio of the sum and difference of the light amounts from the two light receiving elements 51 and 52 (plus one half of the angle formed by the two light emitting elements). In addition, in the case shown in FIG. 6, as apparent from FIGS. 6a and 6c, the rotation of 90 degrees can be detected.
【００２０】図７は、発光素子を３個、それぞれ９０度
ずらして配置した場合であるが、これにより、角度とし
て１８０度の回転を検出することができる。また、図８
は、発光素子を５個、十字型に配置したものであるが、
この場合には、２軸（例えば、縦方向と横方向）それぞ
れ１８０度ずつの回転角度の検出が可能となる。FIG. 7 shows a case in which three light emitting elements are arranged so as to be shifted by 90 degrees, respectively. With this arrangement, rotation of 180 degrees as an angle can be detected. Also, FIG.
Shows that five light emitting elements are arranged in a cross shape.
In this case, it is possible to detect the rotation angle of 180 degrees for each of the two axes (for example, the vertical direction and the horizontal direction).
【００２１】次に、図９、図１０を参照して、角度を演
算する計算式を説明する。図９は、赤外線発光ダイオー
ドの放射特性の一例を示す。図９から明らかなように、
発光素子の明るさ（強度）Ｅは、ほぼ以下のように表さ
れる。即ち、発光素子が平面で、面全体で均一に発光し
ているものとすれば、発光面の法線方向からθの角度か
ら見たときの発光素子の明るさＥは、法線方向から見た
ときの明るさをＥｏとすれば、明るさＥは以下の式
（１）となる。 Ｅ＝Ｅｏ・ｃｏｓ（ｋ・θ） ・・・（１）Next, with reference to FIGS. 9 and 10, a calculation formula for calculating the angle will be described. FIG. 9 shows an example of the radiation characteristic of the infrared light emitting diode. As is clear from FIG.
The brightness (intensity) E of the light emitting element is expressed as follows. That is, assuming that the light emitting element is flat and emits light uniformly over the entire surface, the brightness E of the light emitting element when viewed from the angle θ from the normal line direction of the light emitting surface is seen from the normal line direction. If the brightness at the time of lighting is Eo, the brightness E is given by the following expression (1). E = Eo · cos (k · θ) (1)
【００２２】２つの同一の発光素子を角度φで配置した
とき、一方の発光素子の光軸と発光部と受光部を結ぶ直
線がなす角度をθとすると、それぞれの発光素子からの
光量Ｅａ、Ｅｂは、それぞれ以下の式（２）、（３）と
なる。 Ｅａ＝Ｅｏ・ｃｏｓ（ｋ・θ） ・・・（２） Ｅｂ＝Ｅｏ・ｃｏｓ［ｋ（θ−φ）］ ・・・（３）When two identical light emitting elements are arranged at an angle φ, and the angle formed by the straight line connecting the optical axis of one light emitting element and the light emitting portion and the light receiving portion is θ, the light quantity Ea from each light emitting element, Eb is expressed by the following equations (2) and (3), respectively. Ea = Eo * cos (k * (theta)) ... (2) Eb = Eo * cos [k ((theta)-(phi))] ... (3)
【００２３】上記式（２）、（３）から発光部の受光部
に対する角度θは、以下の式（４）で表される。 θ＝１／ｋ・Ａｒｃｓｉｎ［（Ｅｂ−Ｅａ）・ｃｏｓ（ｋφ／２）］／ ［Ｅａ2 ＋Ｅｂ2 −２ＥａＥｂ・ｃｏｓ（ｋφ）］1/2 ＋φ／２ ・・・（４）From the above equations (2) and (3), the angle θ of the light emitting portion with respect to the light receiving portion is expressed by the following equation (4). θ = 1 / k · Arcsin [(Eb−Ea) · cos (kφ / 2)] / [Ea 2 + Eb 2 −2EaEb · cos (kφ)] 1/2 + φ / 2 (4)
【００２４】また、角度θは、以下の近似式（５）で求
めることもできる。 θ≒ｃ・（Ｅｂ−Ｅａ）／（Ｅａ＋Ｅｂ）＋φ／２ ・・・（５） ここで、ｃは定数である。The angle θ can also be obtained by the following approximate expression (5). θ≈c · (Eb−Ea) / (Ea + Eb) + φ / 2 (5) where c is a constant.
【００２５】このように、角度θの近似解を求めること
で、前述の演算回路７４（図３参照）を簡単な構成にす
るこもできる。図１０は、式（５）を用いて発光部の受
光部に対する角度θの近似解とその近似誤差の様子を示
す。By thus obtaining the approximate solution of the angle θ, the above-mentioned arithmetic circuit 74 (see FIG. 3) can be made into a simple structure. FIG. 10 shows the approximate solution of the angle θ of the light emitting portion with respect to the light receiving portion and the state of the approximation error using the equation (5).
【００２６】前述の発光部および受光部は、用いる装置
に関連して任意の適当な位置に配置できるが、以下に代
表的な例を上げると、発光部は、前述のように受光部に
対してワイヤ付きまたはワイヤレスとして構成できる。
そして、発光部は、適当な可動体、例えば、テレビ、ビ
デオやオーディオのリモートコントローラに装着された
り、または使用者の体の一部に装着されるようになって
いる。そして、受光部は、家庭用テレビ本体やコンピュ
ータのキーボード、ＣＲＴ本体に装着される。The above-mentioned light emitting portion and light receiving portion can be arranged at any appropriate positions in relation to the device used. However, in the following representative examples, the light emitting portion is arranged with respect to the light receiving portion as described above. Can be configured as wired or wireless.
The light emitting unit is attached to an appropriate movable body such as a television, a remote controller for video and audio, or a part of the user's body. Then, the light receiving section is attached to a home television main body, a computer keyboard, or a CRT main body.
【００２７】前述の実施例においては、受光部１４が１
つの場合には、発光部１２の先端が指す方向が発光部と
受光部を結ぶ直線に対してどのような角度をなしている
検出できるものであった。他の実施例として、さらに受
光部を１つ追加し、２か所からの角度情報を得ること
で、以下に説明するように、次のような機能を加えるこ
とが可能になる。In the above embodiment, the light receiving section 14 is 1
In the two cases, it was possible to detect what kind of angle the direction of the tip of the light emitting section 12 was with respect to the straight line connecting the light emitting section and the light receiving section. As another embodiment, by further adding one light receiving unit and obtaining angle information from two places, the following functions can be added as described below.
【００２８】最初に、図１１を参照すると、図１１は角
度検出の原理を応用して発光部が指す或る平面における
位置を検出する原理を説明するための図である。２つの
受光部１４ａ、１４ｂのそれそれの受光素子３４ａ、３
４ｂと発光部１２（発光部１２は、図１１では図面の簡
略化のために概略的に示しているが、角度検出を可能に
するために、図６に示すように２つの発光素子５１、５
２、図７に示すように３つの発光素子、図８に示すよう
に５つの発光素子から成るものである）を含む平面にお
いて、発光部の位置座標（ｘｐ、ｙｐ）を求めることが
できる。また、受光素子３４ａ、３４ｂがある位置に、
受光素子３４ａ、３４ｂおよび発光部１２を含む平面と
垂直な面にスクリーンがあると仮定すると、発光部１２
の先端の向きの延長線とスクリーンとの交差位置をスク
リーン上の座標（ｘｓ、ｚｓ）として特定することがで
きるようになる。以下にこの座標の算出方法について説
明する。First, referring to FIG. 11, FIG. 11 is a diagram for explaining the principle of detecting the position in a certain plane pointed by the light emitting unit by applying the principle of angle detection. The light receiving elements 34a, 3 of the two light receiving portions 14a, 14b, respectively.
4b and the light emitting portion 12 (the light emitting portion 12 is schematically shown in FIG. 11 for simplification of the drawing, but in order to enable angle detection, two light emitting elements 51, 5
2, the position coordinates (xp, yp) of the light emitting portion can be obtained in a plane including three light emitting elements as shown in FIG. 7 and five light emitting elements as shown in FIG. In addition, at the position where the light receiving elements 34a and 34b are provided,
Assuming that the screen is on a plane perpendicular to the plane including the light receiving elements 34a and 34b and the light emitting section 12, the light emitting section 12
It becomes possible to specify the intersection position of the extension line of the direction of the tip of the screen and the screen as the coordinate (xs, zs) on the screen. The method of calculating the coordinates will be described below.
【００２９】最初に、図１２を参照する。図１２は、Ｘ
Ｙ平面上での発光部の位置の算出を説明するための図で
ある。予め分かっている数値はθ１、θ２（θ）および
ｄである。また、２つの受光素子３４ａ、３４ｂに到達
する光量は測定されて各々Ｐ１、Ｐ２とすると、図１２
より、 Ｌ１＝ｄ×（ｃｏｓφ＋ｓｉｎφ／ｔａｎθ） （１） Ｌ２＝ｄ×ｓｉｎφ／ｓｉｎθ、 （２） また、光強度と距離との関係から、 Ｌ１／Ｌ２＝（Ｐ１／Ｐ２）1/2 （３） が成り立つ。したがって、 （Ｐ１／Ｐ２）1/2 ＝ｓｉｎθ（ｃｏｓφ＋ｓｉｎφ／ｔａｎθ）／ｓｉｎφ ＝ｃｏｓθ＋ｓｉｎθ／ｔａｎφ （４） 従って、φ＝ｔａｎ-1［ｓｉｎθ／（（Ｐ１／Ｐ２）
1/2 −ｃｏｓθ］である。φの値を（１）、（２）に代
入すれば、Ｌ１が求まる。。 よって、ｘｐ＝Ｌ１×ｃｏｓφ （５） ｙｐ＝Ｌ１×ｓｉｎφ （６） 即ち、発光部１２の位置座標が求まる。First, referring to FIG. Figure 12 shows X
It is a figure for demonstrating calculation of the position of the light emission part on a Y plane. The values known in advance are θ1, θ2 (θ) and d. Further, assuming that the light amounts reaching the two light receiving elements 34a and 34b are P1 and P2, respectively, as shown in FIG.
Therefore, L1 = d × (cos φ + sin φ / tan θ) (1) L2 = d × sin φ / sin θ, (2) From the relationship between the light intensity and the distance, L1 / L2 = (P1 / P2) 1/2 (3 ) Holds. Therefore, (P1 / P2) 1/2 = sin θ (cos φ + sin φ / tan θ) / sin φ = cos θ + sin θ / tan φ (4) Therefore, φ = tan −1 [sin θ / ((P1 / P2)
1 / 2- cos θ]. By substituting the value of φ into (1) and (2), L1 can be obtained. . Therefore, xp = L1 × cosφ (5) yp = L1 × sinφ (6) That is, the position coordinates of the light emitting unit 12 are obtained.
【００３０】さらに、図１２から、 ｘｓ×ｃｏｓφ＋ｘｓ×ｓｉｎφ／ｔａｎθ1 ＝Ｌ１、 従って、ｘｓ＝Ｌ１／（ｃｏｓφ＋ｓｉｎφ／ｔａｎθ1 ） （７） となり、発光部の先端の延長がＸＺ平面と交差する位置
のＸ座標が求まる。Further, from FIG. 12, xs × cos φ + xs × sin φ / tan θ 1 = L1, therefore xs = L1 / (cos φ + sin φ / tan θ 1 ) (7), where the extension of the tip of the light emitting portion intersects the XZ plane X coordinate of is obtained.
【００３１】また、この実施例で、発光部として、図８
に示すように５つの発光素子から成り、２次元の角度情
報を求めることができる構成のものを用いることによっ
て、Ｚ方向の角度（垂直方向）も測定できるので、例え
ば、受光素子３４ａからθｖが得られたとすると、交差
位置のＺ座標ｚｓは、 ｚｓ＝Ｌ１×ｔａｎ（θｖ） （７） によって計算される。In addition, in this embodiment, as the light emitting portion, as shown in FIG.
The angle in the Z direction (vertical direction) can also be measured by using a structure that is composed of five light emitting elements as shown in FIG. 2 and can obtain two-dimensional angle information. If obtained, the Z coordinate zs of the intersection position is calculated by zs = L1 × tan (θv) (7).
【００３２】このようにして、式（２）〜（７）より、
発光部のＸＹ平面位置および先端の延長方向のＸＺ平面
との交差位置がそれぞれ算出できる。同様な考えを適用
して、受光部をさらにもう１つＺ軸上に配置して、そこ
からの角度情報も加えれば、発光部のＺ座標も計算で
き、３次元的な位置を求めることができる。これは、Ｙ
Ｚ平面について先のＸＹ平面における計算と同じことを
行い、座標値を算出すればよい。Thus, from the equations (2) to (7),
The position of the XY plane of the light emitting portion and the position of intersection with the XZ plane in the extension direction of the tip can be calculated. Applying the same idea, another light receiving section is arranged on the Z axis, and the Z coordinate of the light emitting section can also be calculated by adding angle information from that, and a three-dimensional position can be obtained. it can. This is Y
The coordinate values may be calculated by performing the same calculation on the XY plane as for the Z plane.
【００３３】[0033]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
発光部の角度、即ち物体のの首振り（回転）の検出を行
うことができる。As described above, according to the present invention,
The angle of the light emitting portion, that is, the swinging (rotation) of the object can be detected.
【００３４】さらに、前述の形式の３次元角度検出装置
の機能を高めるために、前述の形式の３次元角度検出装
置の原理を利用して、発光部の指す方向と或る平面との
交差座標を算出でき、または受光部に対する発光部の３
次元位置位置を算出できる。Further, in order to enhance the function of the three-dimensional angle detecting device of the above-mentioned type, the principle of the three-dimensional angle detecting device of the above-mentioned type is used to make the intersection coordinate between the direction pointed by the light emitting portion and a certain plane. Can be calculated, or 3 of the light emitting part with respect to the light receiving part
Dimensional position can be calculated.
【図１】図１は、本発明の３次元角度検出装置を仮想現
実装置に適用した発光部（送信部）と受光部（受信部）
の配置関係を示す概略斜視図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a light emitting unit (transmitting unit) and a light receiving unit (receiving unit) in which a three-dimensional angle detection device of the present invention is applied to a virtual reality device.
It is a schematic perspective view which shows the arrangement relationship of.
【図２】図２は、ワイヤ付き３次元角度検出装置のブロ
ック図である。FIG. 2 is a block diagram of a three-dimensional angle detection device with a wire.
【図３】図３は、ワイヤレス３次元角度検出装置のブロ
ック図である。FIG. 3 is a block diagram of a wireless three-dimensional angle detection device.
【図４】図４は、パルスパターン全体を説明するための
図である。FIG. 4 is a diagram for explaining an entire pulse pattern.
【図５】図５は、パルスパターンに含まれるヘッダーパ
ターンを説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining a header pattern included in a pulse pattern.
【図６】図６は、本発明の３次元角度検出装置の角度検
出原理を説明するための概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the angle detection principle of the three-dimensional angle detection device of the present invention.
【図７】図７は、角度検出の他の例を説明するための概
略図である。FIG. 7 is a schematic diagram for explaining another example of angle detection.
【図８】図８は、角度検出のさらに他の例を説明するた
めの概略図である。FIG. 8 is a schematic diagram for explaining still another example of angle detection.
【図９】図９は、発光素子である赤外線発光ダイオード
の放射特性を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing a radiation characteristic of an infrared light emitting diode which is a light emitting element.
【図１０】図１０は、発光部の受光部に対する角度の近
似解とその近似誤差を示すぐらふである。FIG. 10 is a rough graph showing an approximate solution of an angle of a light emitting section with respect to a light receiving section and an approximation error thereof.
【図１１】図１１は角度検出の原理を応用して発光部が
指す或る平面における位置を検出する原理を説明するた
めの図である。FIG. 11 is a diagram for explaining the principle of detecting the position on a certain plane pointed by the light emitting unit by applying the principle of angle detection.
【図１２】図１２は、ＸＹ平面上での発光部の位置の算
出を説明するための図である。FIG. 12 is a diagram for explaining the calculation of the position of the light emitting unit on the XY plane.
１２ 発光部 １４ 受光部 ２１、２２ 発光素子 ２３ 発光素子ドライブ回路 ３４ 受光素子 ３７ 演算回路 ３９ 発光素子制御回路 ５１、５２ 発光素子 ５４ 発光パターンジェネレータ ６６ 受光素子 ７１ サンプルホールド回路 ７３ 発光パターン識別回路 ７４ 演算回路 12 light emitting part 14 light receiving part 21, 22 light emitting element 23 light emitting element drive circuit 34 light receiving element 37 arithmetic circuit 39 light emitting element control circuit 51, 52 light emitting element 54 light emitting pattern generator 66 light receiving element 71 sample hold circuit 73 light emitting pattern identification circuit 74 arithmetic circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｂ 10/22 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location H04B 10/22
Claims (12)
と、該発光部の発光素子からの光信号を個々に検出する
ための少なくとも１つの受光素子および該受光素子によ
り検出された光信号に含まれる各光量から発光部の空間
での角度を算出するための演算回路を持つ受光部とを有
することを特徴とする光学式３次元角度検出装置。1. A light emitting section having at least two light emitting elements, at least one light receiving element for individually detecting an optical signal from the light emitting element of the light emitting section, and an optical signal detected by the light receiving element. An optical three-dimensional angle detection device, comprising: a light receiving unit having an arithmetic circuit for calculating the angle of the light emitting unit in the space from the respective light amounts.
置において、発光素子を所定の発光パターンで発光させ
るための発光パターン発生手段をさらに有し、該発光パ
ターン発生手段は、それぞれの発光素子を識別するため
の角度検出用パルスを発生することを特徴とする光学式
３次元角度検出装置。2. The optical three-dimensional angle detection device according to claim 1, further comprising light emission pattern generation means for causing the light emitting element to emit light in a predetermined light emission pattern, and the light emission pattern generation means includes respective light emission patterns. An optical three-dimensional angle detection device characterized by generating an angle detection pulse for identifying an element.
置において、前記発光パターン発生手段は、スイッチ情
報を含むヘッダーパターンをさらに発生することを特徴
とする光学式３次元角度検出装置。3. The optical three-dimensional angle detection device according to claim 2, wherein the light emission pattern generating means further generates a header pattern including switch information.
置において、２つの発光素子を有し、該２つの発光素子
はそれらの光軸が所定の角度をなすように配置されてい
ることを特徴とする光学式３次元角度検出装置。4. The optical three-dimensional angle detection device according to claim 1, comprising two light emitting elements, and the two light emitting elements are arranged so that their optical axes form a predetermined angle. An optical three-dimensional angle detection device characterized by:
置において、３つの発光素子を有し、該３つの発光素子
はそれらの光軸が同一平面内でそれぞれ所定の角度をな
すように配置されていることを特徴とする光学式３次元
角度検出装置。5. The optical three-dimensional angle detection device according to claim 1, wherein the three light emitting elements have three light emitting elements, and the optical axes of the three light emitting elements form respective predetermined angles in the same plane. An optical three-dimensional angle detection device characterized by being arranged.
置において、５つの発光素子を有し、該５つの発光素子
はそれらの光軸が２つの平面内でそれぞれ所定の角度を
なすように配置されていることを特徴とする光学式３次
元角度検出装置。6. The optical three-dimensional angle detection device according to claim 1, wherein the five light emitting elements have five light emitting elements such that their optical axes form respective predetermined angles in two planes. An optical three-dimensional angle detection device, characterized in that the optical three-dimensional angle detection device is arranged.
置において、前記光信号は角度検出用パルスを含み、該
角度検出用パルスから各々の発光素子を識別して識別信
号を出力する発光パターン識別回路と、前記識別信号に
応じて光信号に含まれる前記各光量を保持するサンプル
ホールド回路とをさらに有し、前記サンプルホールド回
路に保持した各光量に基づいて前記演算回路が発光部の
空間での角度を算出することを特徴とする光学式３次元
角度検出装置。7. The optical three-dimensional angle detection device according to claim 1, wherein the optical signal includes an angle detection pulse, and each light emitting element is identified from the angle detection pulse to output an identification signal. It further has a pattern identification circuit and a sample hold circuit for holding each of the light quantities contained in the optical signal according to the identification signal, and the arithmetic circuit is configured to operate the light emitting unit based on each light quantity held in the sample hold circuit. An optical three-dimensional angle detection device characterized by calculating an angle in space.
置において、２つの発光素子の各々の光量をＥａ、Ｅｂ
とし、２つの発光素子のなす角度をφとし、発光素子の
光軸と発光部と受光部を結ぶ直線がなす角度をθとした
とき、前記演算回路は、角度θを、 θ＝１／ｋ・Ａｒｃｓｉｎ［（Ｅｂ−Ｅａ）・ｃｏｓ
（ｋφ／２）］／［Ｅａ2 ＋Ｅｂ2 −２ＥａＥｂ・ｃｏ
ｓ（ｋφ）］1/2＋φ／２ の式から算出するように構成されていることを特徴とす
る光学式３次元角度検出装置。8. The optical three-dimensional angle detection device according to claim 7, wherein the light amounts of the two light emitting elements are respectively Ea and Eb.
When the angle formed by the two light emitting elements is φ and the angle formed by the straight line connecting the optical axis of the light emitting element and the light emitting portion and the light receiving portion is θ, the arithmetic circuit sets the angle θ to θ = 1 / k・ Arcsin [(Eb-Ea) ・ cos
(Kφ / 2)] / [Ea 2 + Eb 2 -2EaEb · co
s (kφ)] 1/2 + φ / 2 The optical three-dimensional angle detection device is configured to be calculated from the equation.
置において、前記演算回路は、角度θを、角度θの近似
解θ≒ｃ・（Ｅｂ−Ｅａ）／（Ｅａ＋Ｅｂ）＋φ／２
（ここで、ｃは定数である）とその近似誤差に基づいて
算出するように構成されていることを特徴とする光学式
３次元角度検出装置。9. The optical three-dimensional angle detection device according to claim 8, wherein the arithmetic circuit converts the angle θ into an approximate solution θ≈c · (Eb−Ea) / (Ea + Eb) + φ / 2.
An optical three-dimensional angle detection device, characterized in that the calculation is performed based on (where c is a constant) and its approximation error.
載の光学式３次元角度検出装置において、前記発光部は
利用者の体の一部または電子機器のリモートコントロー
ラに装着されており、前記受光部が電子機器の本体、キ
ーボードまたはＣＲＴ本体に取付けられていることを特
徴とする光学式３次元角度検出装置。10. The optical three-dimensional angle detection device according to claim 1, wherein the light emitting unit is attached to a part of a user's body or a remote controller of an electronic device, An optical three-dimensional angle detection device, wherein the light receiving unit is attached to a main body of an electronic device, a keyboard or a CRT main body.
するように所定距離離して配置した少なくとも２つの受
光素子、該受光素子により検出された光信号に含まれる
各光量から発光部の２つの受光素子に対するそれぞれの
角度を算出するため角度算出手段、前記発光部と少なく
とも２つの受光素子を含む第１平面における発光部の位
置を算出するための第１位置算出手段および前記第１平
面と直角でありかつ前記２つの受光素子を含む第２平面
と前記発光部の指す方向の延長線との交差座標位置を、
２つの受光素子間の距離、前記角度算出手段から得られ
た角度の各々および前記第１位置算出手段から得られた
位置に基づいて算出する第２位置算出手段を持つ受光部
と、 を有することを特徴とする光学式３次元位置算出装置。11. An optical three-dimensional position calculating apparatus, wherein at least a light emitting section having at least two light emitting elements and at least a predetermined distance are arranged so as to detect respective optical signals from the light emitting elements of the light emitting section. Two light receiving elements, angle calculating means for calculating respective angles of the light emitting section with respect to the two light receiving elements from the respective amounts of light included in the optical signals detected by the light receiving elements, including the light emitting section and at least two light receiving elements A first position calculating means for calculating the position of the light emitting section on the first plane and a second plane perpendicular to the first plane and including the two light receiving elements; and an extension line in the direction indicated by the light emitting section. The intersection coordinate position,
A distance between the two light receiving elements, each of the angles obtained from the angle calculating means, and a light receiving portion having a second position calculating means for calculating based on the position obtained from the first position calculating means. An optical three-dimensional position calculating device characterized by:
出装置において、３つの受光素子が或る平面内に配置さ
れており、発光部は５つの発光素子を有し、該５つの発
光素子はそれらの光軸が２つの平面内でそれぞれ所定の
角度をなすように配置されており、前記受光素子の各々
により検出された前記発光素子の各々からの光信号に含
まれる各光量から前記３つの受光素子に対する前記受光
部の３次元位置を算出することを特徴とする光学式３次
元位置算出装置。12. The optical three-dimensional position calculating apparatus according to claim 11, wherein three light receiving elements are arranged in a plane, and the light emitting section has five light emitting elements. Are arranged so that their optical axes form a predetermined angle in two planes, respectively, and the light amount contained in the optical signal from each of the light emitting elements detected by each of the light receiving elements is determined to be 3 from the above. An optical three-dimensional position calculating device, which calculates a three-dimensional position of the light receiving section with respect to one light receiving element.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5193990A JP2565838B2 (en) | 1993-01-26 | 1993-07-09 | Optical three-dimensional angle detection device and optical three-dimensional position calculation device |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2993293 | 1993-01-26 | ||
| JP5-29932 | 1993-01-26 | ||
| JP5193990A JP2565838B2 (en) | 1993-01-26 | 1993-07-09 | Optical three-dimensional angle detection device and optical three-dimensional position calculation device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06281424A true JPH06281424A (en) | 1994-10-07 |
| JP2565838B2 JP2565838B2 (en) | 1996-12-18 |
Family
ID=26368186
Family Applications (1)
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| JP5193990A Expired - Fee Related JP2565838B2 (en) | 1993-01-26 | 1993-07-09 | Optical three-dimensional angle detection device and optical three-dimensional position calculation device |
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11349280A (en) * | 1998-06-05 | 1999-12-21 | Shinko Electric Co Ltd | Suspended conveying device |
| JP2009115778A (en) * | 2007-11-07 | 2009-05-28 | Lite-On Semiconductor Corp | Three-dimensional space multi-degree-of-freedom detecting equipment and detecting method thereof |
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| JP2009530699A (en) * | 2006-03-15 | 2009-08-27 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Remote control pointing technology with roll detection |
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| JP2012215502A (en) * | 2011-04-01 | 2012-11-08 | Nec Corp | Position coordinate correspondence table creation system and position coordinate correspondence table creation method |
Citations (2)
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-
1993
- 1993-07-09 JP JP5193990A patent/JP2565838B2/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2565838B2 (en) | 1996-12-18 |
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