JPS6097430A - 座標指示方法及び座標指示装置 - Google Patents
座標指示方法及び座標指示装置Info
- Publication number
- JPS6097430A JPS6097430A JP58205259A JP20525983A JPS6097430A JP S6097430 A JPS6097430 A JP S6097430A JP 58205259 A JP58205259 A JP 58205259A JP 20525983 A JP20525983 A JP 20525983A JP S6097430 A JPS6097430 A JP S6097430A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic
- ultrasonic generator
- hyperboloids
- circuit
- coordinates
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、任意の点の座標をデジタル的に指示する方法
、及びこの方法に直接使用される座標指示装置及び受信
装置に関し、特に、3次元空間の任意の点の3次元座標
を指示する方法、爬標指示装置友許キ等叢遺に関する。
、及びこの方法に直接使用される座標指示装置及び受信
装置に関し、特に、3次元空間の任意の点の3次元座標
を指示する方法、爬標指示装置友許キ等叢遺に関する。
従来、3ト面りの点の集合から成る文字及び図形を入力
する装置前として、タブレット式のものが知られている
。これは、全面に亘って座標が定められた平板状入力面
、すなわち、タブレット上の任意の点に指示ペンの先端
を接触させてその点のXY座標をデジタル的に検出し出
力するものであって、コンピュータのオンライン手書き
文字認識、X−Yプロッタ及びグラフィックディスプレ
イ等の文字・図形情報入力に用いられている。しかし、
このタブレット式文字・図形入力装置は、石板に、鉄線
で、文字を書き、図形を描く感じをオペレータに与え、
指示ペンの使用感覚にぎこちなさが存在する。
する装置前として、タブレット式のものが知られている
。これは、全面に亘って座標が定められた平板状入力面
、すなわち、タブレット上の任意の点に指示ペンの先端
を接触させてその点のXY座標をデジタル的に検出し出
力するものであって、コンピュータのオンライン手書き
文字認識、X−Yプロッタ及びグラフィックディスプレ
イ等の文字・図形情報入力に用いられている。しかし、
このタブレット式文字・図形入力装置は、石板に、鉄線
で、文字を書き、図形を描く感じをオペレータに与え、
指示ペンの使用感覚にぎこちなさが存在する。
また、上記タブレット式文字・図形入力装置において、
指示ペンの代りにマウスと呼ばれる、走行用ボールを組
込んだ指示ボックスを使用する方式のものも知られてい
る。しかし、この方式のタブレット式文字・図形入力装
置も、根土にボールを転がす感じをオペレータに与え、
指示ペンの場合と同様に指示ボソクヌの使用感覚にぎこ
ちなさが存在する。
指示ペンの代りにマウスと呼ばれる、走行用ボールを組
込んだ指示ボックスを使用する方式のものも知られてい
る。しかし、この方式のタブレット式文字・図形入力装
置も、根土にボールを転がす感じをオペレータに与え、
指示ペンの場合と同様に指示ボソクヌの使用感覚にぎこ
ちなさが存在する。
また、上記2例のタブレット式文字・図形入力装置は、
いずれもタブレットに指示ペン又は指示ボックスが接触
した点、すなわち、平面上の点の座標しか提供できない
欠点が存在する。
いずれもタブレットに指示ペン又は指示ボックスが接触
した点、すなわち、平面上の点の座標しか提供できない
欠点が存在する。
3次元空間の任意の点の座標を適当な入力装置によって
入力し、かつ、表示する装置は未だ知られていない。
入力し、かつ、表示する装置は未だ知られていない。
したがって、特定発明の目的は、3次元空間の任意の点
の座標データを人間の感九に最も忠実な形で人力し、か
つ、デジダル的に表示する座標指示方法を提供すること
である。
の座標データを人間の感九に最も忠実な形で人力し、か
つ、デジダル的に表示する座標指示方法を提供すること
である。
特定発明の他の目的は、受信装置が机上で大きな場所を
占めることのない座標指示方法を提供することである。
占めることのない座標指示方法を提供することである。
仁れらの目的を達成するだめの特定発明は、3次元空間
の任意の点に超音波発生器を置く一方、上記3次元空間
に存在する3対の双曲面のそれぞれの定点に超音波検知
器を置き、超音波発生器からそれぞれの超音波検知器に
超音波が達する時間差によって超音波発生器の位置の座
標を上記3対の双曲面の交点としてめることを特徴とす
る。
の任意の点に超音波発生器を置く一方、上記3次元空間
に存在する3対の双曲面のそれぞれの定点に超音波検知
器を置き、超音波発生器からそれぞれの超音波検知器に
超音波が達する時間差によって超音波発生器の位置の座
標を上記3対の双曲面の交点としてめることを特徴とす
る。
第2発明の目的は、特定発明にかかる座標指示方法の実
施に直接使用される座標指示装置を提供することである
。この目的を達成するための第2発明は、発振器によっ
て超音波を発生し、3次元空間の任意の点に置かれる超
音波発生器と、3次元空間に存在する3対の双曲面の全
定点に設置された超音波検知器及びこれら超音波検知器
の支持手段を組込み、これら超音波検知器から得られた
データにより超音波発生器の3次元座標tl−3対の双
曲面の交点として算出する受信装置とから成ることを特
徴とする。
施に直接使用される座標指示装置を提供することである
。この目的を達成するための第2発明は、発振器によっ
て超音波を発生し、3次元空間の任意の点に置かれる超
音波発生器と、3次元空間に存在する3対の双曲面の全
定点に設置された超音波検知器及びこれら超音波検知器
の支持手段を組込み、これら超音波検知器から得られた
データにより超音波発生器の3次元座標tl−3対の双
曲面の交点として算出する受信装置とから成ることを特
徴とする。
以1、本発明の好適な実施例を第1図ないし第9図に基
づいて詳細に説明する。本発明の実施例を詳細に説明す
る前に、この実施例の理解を容易にするため、座標指示
装置の原理を第1図及び第2A〜2G図に基づいて説明
する。第1図のxy2空間において、r (x、y、z
)を音源、5L(一旦、o、o)及びs、tS−o、o
)をそれぞれ2 2′ 第1及び第2受信器、Cを第1及び第2受信器S。
づいて詳細に説明する。本発明の実施例を詳細に説明す
る前に、この実施例の理解を容易にするため、座標指示
装置の原理を第1図及び第2A〜2G図に基づいて説明
する。第1図のxy2空間において、r (x、y、z
)を音源、5L(一旦、o、o)及びs、tS−o、o
)をそれぞれ2 2′ 第1及び第2受信器、Cを第1及び第2受信器S。
及びS、内のそれぞれのクロックの読みから計算された
音波の伝搬距離とすれば、音源rは、以下の式で表わさ
れる曲面上にある。
音波の伝搬距離とすれば、音源rは、以下の式で表わさ
れる曲面上にある。
x−Q (c=oのとき) ・・・・・・・・・(2)
このとき、2定点S、及びS、からの距離の差が一定の
点の軌跡は、双曲面となる。
このとき、2定点S、及びS、からの距離の差が一定の
点の軌跡は、双曲面となる。
次に、第2A図ないし第2G図に示しfc x y z
空間において、A (x+ ’l* z)を超音波発生
器、Sa(x++ o、 0 ) e 5t(x、、
o、 O) + 5s(Xj+0.0)及びS4(0*
0 + z4)をそれぞれ第1゜第2.第3及び第4
受信器とし、C,= II s、 s、 II 。
空間において、A (x+ ’l* z)を超音波発生
器、Sa(x++ o、 0 ) e 5t(x、、
o、 O) + 5s(Xj+0.0)及びS4(0*
0 + z4)をそれぞれ第1゜第2.第3及び第4
受信器とし、C,= II s、 s、 II 。
Ct= If St St If及びCs = If
Sa Sa IIをそれぞれ第2及び第3受信器S、及
び83間、第1及び第2受信器S。
Sa Sa IIをそれぞれ第2及び第3受信器S、及
び83間、第1及び第2受信器S。
及びS3間、及び第1及び第4受信器S、及び84間の
、音波の伝搬距離差とし、ass = X!+X、 、
act = X、及2 びa14 =”とし、C1〆0(ただし、i=1.2.
3)とすれば、超音波発生器Aの座標(X、y、z)は
、次の3連立方程式の解の一つである。ただし、解とし
てX7Z空間の第1象限に存在するものを採用する。さ
らに、超音波発生器Aの現実の座標(x+ ’!* z
)は、音波信号の受信器への到達時刻を考慮し、複数個
の解の中から条件を満たす1個のものに限定する。
、音波の伝搬距離差とし、ass = X!+X、 、
act = X、及2 びa14 =”とし、C1〆0(ただし、i=1.2.
3)とすれば、超音波発生器Aの座標(X、y、z)は
、次の3連立方程式の解の一つである。ただし、解とし
てX7Z空間の第1象限に存在するものを採用する。さ
らに、超音波発生器Aの現実の座標(x+ ’!* z
)は、音波信号の受信器への到達時刻を考慮し、複数個
の解の中から条件を満たす1個のものに限定する。
式(3)、(4)及び(5)から、超音波発生器Aの座
標(x+ 7 e Z )は、一応、2個求まるが、こ
の場合、超音波発生器Aの現実の座標t−確定するには
、以下のことを考慮しなければならない。
標(x+ 7 e Z )は、一応、2個求まるが、こ
の場合、超音波発生器Aの現実の座標t−確定するには
、以下のことを考慮しなければならない。
第3図は、式(1)を表わす双曲面図であって、各定点
S、、S、に対して距離差Cのみで超音波発生器Aの座
標(x、y、z)をめようとする場合、各曲面Q、又は
Q、上に点A1又はA、の2つが存在し、これらの点A
1及びA、のいずれか一方が超音波発生器Aの現実の座
標を表わしている。
S、、S、に対して距離差Cのみで超音波発生器Aの座
標(x、y、z)をめようとする場合、各曲面Q、又は
Q、上に点A1又はA、の2つが存在し、これらの点A
1及びA、のいずれか一方が超音波発生器Aの現実の座
標を表わしている。
この超音波発生器Aの現実の座標は、
点Sb上の受信器をマスクとし、超音波発生器Aが現実
に曲面Q+上に存在する、 ■ 距離AlSbの方が距離A、S、より大きい場合は
、定点S8上の受信器をマスクとし、超音波発生器Aが
現実に曲面Q、上に存在する、 のようにしてめる。
に曲面Q+上に存在する、 ■ 距離AlSbの方が距離A、S、より大きい場合は
、定点S8上の受信器をマスクとし、超音波発生器Aが
現実に曲面Q、上に存在する、 のようにしてめる。
第2八図ないし第2G図は、式(3)、<4)及び(5
)で表わされる3対の双曲面の交点として超音波発生器
Aの現実の座標(X* y* z)がまる関係を説明す
るための図である。第2A図は、式(3)で表わされる
双曲面Q、及びQ、を示し、第2B図は、式(4)で表
わされる双曲面Qs及びQ6を示し・第2C図は、式(
5)で表わされる双曲面Q、及びQ、を示している。
)で表わされる3対の双曲面の交点として超音波発生器
Aの現実の座標(X* y* z)がまる関係を説明す
るための図である。第2A図は、式(3)で表わされる
双曲面Q、及びQ、を示し、第2B図は、式(4)で表
わされる双曲面Qs及びQ6を示し・第2C図は、式(
5)で表わされる双曲面Q、及びQ、を示している。
第2D図は、第2B図の双曲面Q、が第2A図の双曲面
Q、及びQ4と2個の円周R0及びR,上で交わる状態
を示しており、第2E図は、円周R,及びR,のみを第
2D図から抽出して示した図である。
Q、及びQ4と2個の円周R0及びR,上で交わる状態
を示しており、第2E図は、円周R,及びR,のみを第
2D図から抽出して示した図である。
第2D図に示された代表例において、超音波発生器A1
が現実に円周R,又はR1のいずれに存在しているかは
、第3図を用いて先に説明したような方法によって受信
器S+ 、 St及びSmのうち−のものがマスクと定
められることにより明らかとなる。
が現実に円周R,又はR1のいずれに存在しているかは
、第3図を用いて先に説明したような方法によって受信
器S+ 、 St及びSmのうち−のものがマスクと定
められることにより明らかとなる。
第2F図及び第2G図は、第2C図の双曲面Q。
が円周島を含む平面と交わる状態を示している。
第2G図においては、双曲面Q7と円周R7とがおたか
も2点で交わるかのように示されているが、現実にはx
yz空間のうち、座標指示のために採用される象限は予
じめ定められているから一方の交点を排除することがで
きる。
も2点で交わるかのように示されているが、現実にはx
yz空間のうち、座標指示のために採用される象限は予
じめ定められているから一方の交点を排除することがで
きる。
第4図に示されているように、右手の人差し指の指先に
リング状の超音波発生器Aが嵌挿され、右手の手首に発
振器1が装着されている。この発振器1は、指、手又は
腕などの手首以外の人体の一部に装着されていてもよい
。発振器1は、第5図に示されているように、40kH
z発振素子2t”5100Hz発振素子2b、パルスカ
ウンタゲート4、ドライバ5及び図示しない小型電池か
ら成る。超音波発生器Aと発振器1とは、有線6によし
接続されている。
リング状の超音波発生器Aが嵌挿され、右手の手首に発
振器1が装着されている。この発振器1は、指、手又は
腕などの手首以外の人体の一部に装着されていてもよい
。発振器1は、第5図に示されているように、40kH
z発振素子2t”5100Hz発振素子2b、パルスカ
ウンタゲート4、ドライバ5及び図示しない小型電池か
ら成る。超音波発生器Aと発振器1とは、有線6によし
接続されている。
上記発振器1内の40 kHz発振素子2aと100H
z発振素子2bとの組合せにより、超音波発生器Aから
40 kHzの超音波を10TrL秒毎に2パルス発生
させる。
z発振素子2bとの組合せにより、超音波発生器Aから
40 kHzの超音波を10TrL秒毎に2パルス発生
させる。
超音波発生器Aと発振器1とを一体にまとめてペン形状
としてもよい。この場合には、ペン先に超音波発生器A
が設けられ、ペン軸部に発振器1が組込まれる。
としてもよい。この場合には、ペン先に超音波発生器A
が設けられ、ペン軸部に発振器1が組込まれる。
受信装置6は、そのベース部材7がxyz空間のX軸の
正方向部分上に重なるように配置されている。ベース部
桐7は、横断面が台形のバー形状であって、その長手方
向に適宜の間隔を置いて配置され、40 kHzの超音
波を検知する受信器としての第1.第2及び第3超音波
検知器S、 、 S、及びS、を有する。第1超音波検
知器Slは、xyz座標の原点に一致する。第4超音波
検知器S4は、2軸の正方向部分上に重なるように伸縮
自在の支柱8上に配設されている。
正方向部分上に重なるように配置されている。ベース部
桐7は、横断面が台形のバー形状であって、その長手方
向に適宜の間隔を置いて配置され、40 kHzの超音
波を検知する受信器としての第1.第2及び第3超音波
検知器S、 、 S、及びS、を有する。第1超音波検
知器Slは、xyz座標の原点に一致する。第4超音波
検知器S4は、2軸の正方向部分上に重なるように伸縮
自在の支柱8上に配設されている。
上記第1.第2及び第3超音波検知器S11 s、及び
S3相互の間隔は、任意に設定され得る。しかし、これ
らの間隔は、15crn程度とするのが適当である。第
1超音波検知器S1と第4超音波検知器S、との間の距
離も任意に設定され得るが、15crn〜30crnと
するのが適当である。
S3相互の間隔は、任意に設定され得る。しかし、これ
らの間隔は、15crn程度とするのが適当である。第
1超音波検知器S1と第4超音波検知器S、との間の距
離も任意に設定され得るが、15crn〜30crnと
するのが適当である。
上記第1.第2.第3及び第4超音波検知器SI+S、
、 SS及びS4から得られた信号を制御する受信制
御回路9(第8図参照)と、カウンタ回路10(第8図
参照)と、これら受信制御回路9とカウンタ回路10と
を統合制御するマイクロプロセッサ11(第8図参照)
とが受信装置6のベース部材7に組込まれている。
、 SS及びS4から得られた信号を制御する受信制
御回路9(第8図参照)と、カウンタ回路10(第8図
参照)と、これら受信制御回路9とカウンタ回路10と
を統合制御するマイクロプロセッサ11(第8図参照)
とが受信装置6のベース部材7に組込まれている。
上記受信装置6は、マイクロプロセッサ11の演算によ
って割出された超音波発生器Aのxyz座標を主プロセ
ツサ12に伝送する。この伝送は、有線(例えば、ケー
ブル)又は無線により行われる。
って割出された超音波発生器Aのxyz座標を主プロセ
ツサ12に伝送する。この伝送は、有線(例えば、ケー
ブル)又は無線により行われる。
上記第1.第2.第3及び第4超音波検知器SI+S、
、 S、及びS4は、同一の回路構成であって、それ
らの回路は、第6図に示されている。したがって、代表
例としての第1超音波検知器S、について説明する。こ
の第1超音波検知器S、は、集音素子16とこの集音素
子16に後続する整形回路14と、この整形回路14に
後続する第1Dノリツブフロツグ15とから成る。整形
回路14として、例えば、シュミット回路が採用される
。第1Dフリツプフロツプ15の出力Qが検出信号SG
Iとして受信制御回路90入力端子T、に供給される。
、 S、及びS4は、同一の回路構成であって、それ
らの回路は、第6図に示されている。したがって、代表
例としての第1超音波検知器S、について説明する。こ
の第1超音波検知器S、は、集音素子16とこの集音素
子16に後続する整形回路14と、この整形回路14に
後続する第1Dノリツブフロツグ15とから成る。整形
回路14として、例えば、シュミット回路が採用される
。第1Dフリツプフロツプ15の出力Qが検出信号SG
Iとして受信制御回路90入力端子T、に供給される。
しかして、第2.第3及び第4超音波検知器St+8、
及びS4がそれぞれ発生させた検出信号SG2゜SG3
及びSG4が受信制御回路9の各入力端子T、 、 T
、及びT4 に供給される。
及びS4がそれぞれ発生させた検出信号SG2゜SG3
及びSG4が受信制御回路9の各入力端子T、 、 T
、及びT4 に供給される。
上記受信制御回路9は、第7図に示されているように、
第1.第2.第3及び第4超音波検知器S、 、 S、
、 Ss及びS4の谷検出信号SGI、SG2゜SG
3及びSG4が入力されるOR回路16と、このOR回
路16の出力がクロック入力端子に供給される第2Dフ
リツプフロツプ17と、第2Dフリツプフロツプ17の
出力がクロック入力端子に供給される、第3.第4.第
5及び第6Dフリップフロップ18,19.20及び2
1と、OR回路16と同様に、第1.第2.第3及び第
4超音波検知器S、 、 S、 、 S、及びS、の各
検出信号SGI。
第1.第2.第3及び第4超音波検知器S、 、 S、
、 Ss及びS4の谷検出信号SGI、SG2゜SG
3及びSG4が入力されるOR回路16と、このOR回
路16の出力がクロック入力端子に供給される第2Dフ
リツプフロツプ17と、第2Dフリツプフロツプ17の
出力がクロック入力端子に供給される、第3.第4.第
5及び第6Dフリップフロップ18,19.20及び2
1と、OR回路16と同様に、第1.第2.第3及び第
4超音波検知器S、 、 S、 、 S、及びS、の各
検出信号SGI。
SG2.SG3及びSG4が入力されるNAND回路2
2と、第1.第2.第3及び第4超音波検知器S、 、
S、 、 Ss及びS4の各検出信号SGI、 SG
2゜SG3及びSG4が4個のNOT回路2M&、 2
6b。
2と、第1.第2.第3及び第4超音波検知器S、 、
S、 、 Ss及びS4の各検出信号SGI、 SG
2゜SG3及びSG4が4個のNOT回路2M&、 2
6b。
23e及び23dを介して一方の反転入力として供給さ
れる、第1.第2.第3及び第4NOR回路24.25
.26及び27の他方の反転入力としては、スタート信
号5TARTが供給される。
れる、第1.第2.第3及び第4NOR回路24.25
.26及び27の他方の反転入力としては、スタート信
号5TARTが供給される。
上記スタート信号5TARTは、第1.第2゜第3及び
第4超音波検知器Ss 、 Sz 、 Ss及びs4内
のそれぞれの第1Dフリツプフロツプ15のリセット入
力としても供給される。
第4超音波検知器Ss 、 Sz 、 Ss及びs4内
のそれぞれの第1Dフリツプフロツプ15のリセット入
力としても供給される。
上記第1.第2.第3及び第4NOR回路24゜25.
26及び27のそれぞれの出力は、第3゜第4.第5及
び第6Dノリツブフロップ18,19゜20及び21の
リセット入力端子に供給される。
26及び27のそれぞれの出力は、第3゜第4.第5及
び第6Dノリツブフロップ18,19゜20及び21の
リセット入力端子に供給される。
上記受信制御回路9の第3.第4.第5及び第6の各出
力端子Qからの信号は、各ゲート信号EI+E、 、
E、及びE4としてカウンタ回路10の各ゲート回路5
5,36.67及びろ8へそれぞれ入力される。各ゲー
ト回路55.36.67及び68は、一方が周波数5〜
10MHzのクロックパルスを出力するクロック32に
接続され、他方が第1゜第2.第3及び第4カウンタ2
8,29.30及び31に接続されている。しかして、
各カウンタ28.29.乙0及び61は、各ゲート信号
E1゜Et 、 Es及びE4によって各ゲート回路&
5.36゜67及び乙8がオンされ、クロック62から
のクロックパルスをカウンタに出力するから、これによ
り受入れたクロックパルスをカウントし始める。
力端子Qからの信号は、各ゲート信号EI+E、 、
E、及びE4としてカウンタ回路10の各ゲート回路5
5,36.67及びろ8へそれぞれ入力される。各ゲー
ト回路55.36.67及び68は、一方が周波数5〜
10MHzのクロックパルスを出力するクロック32に
接続され、他方が第1゜第2.第3及び第4カウンタ2
8,29.30及び31に接続されている。しかして、
各カウンタ28.29.乙0及び61は、各ゲート信号
E1゜Et 、 Es及びE4によって各ゲート回路&
5.36゜67及び乙8がオンされ、クロック62から
のクロックパルスをカウンタに出力するから、これによ
り受入れたクロックパルスをカウントし始める。
他方、各ゲート信号EI、 Et 、 Es及びE4に
よって各ゲート回路35.36.37及び38がオフさ
れ、クロックろ2からのクロックパルスをカウンタに対
し出力しないから、これにより各カウンタ35.36.
37及び38はカウントしない。
よって各ゲート回路35.36.37及び38がオフさ
れ、クロックろ2からのクロックパルスをカウンタに対
し出力しないから、これにより各カウンタ35.36.
37及び38はカウントしない。
受信制御回路9のリセット信号Rは、マイクロプロセッ
サ11からスタート信号5TARTをリセット信号Rと
して各カウンタ28.29.30及び61に出力し、こ
れら各カウンタ28.29゜60及び61をクリアする
。
サ11からスタート信号5TARTをリセット信号Rと
して各カウンタ28.29.30及び61に出力し、こ
れら各カウンタ28.29゜60及び61をクリアする
。
上記受信制御回路9に第1.第2.第3及び第4超音波
検知器S、 、 S、 、 S、及びS4からの4個の
検出信号SGI、SG2.SG3及びSG4が入力され
ると、NAND回路22より割込み信号INTをマイク
ロプロセッサ11に出力する。マイクロプロセッサ11
は、この割込み信号INTによりアドレス信号をデコー
ダ64に出力するとともに、制御信号をマルチプレクサ
63に出力する。
検知器S、 、 S、 、 S、及びS4からの4個の
検出信号SGI、SG2.SG3及びSG4が入力され
ると、NAND回路22より割込み信号INTをマイク
ロプロセッサ11に出力する。マイクロプロセッサ11
は、この割込み信号INTによりアドレス信号をデコー
ダ64に出力するとともに、制御信号をマルチプレクサ
63に出力する。
デコーダ34は、谷カウンタ28,29.30及び61
と接続している。各カウンタ28,29゜30及び61
は、記憶しているカウント値をデコーダ64からの信号
によりバス69を通してマルチプレクサ33に出力する
。マルチプレクサ36は、カウンタからの16ビツトの
データを8ビツトのデータとしてマイクロプロセッサ1
1に出力する。マイクロプロセッサ11が16ビツトの
データを受入れることができる場合は、マルチプレクサ
63は不要である。マイクロプロセッサ11は、各カウ
ンタ28.29.30及び31からの4個のデータが入
力されると、その中の1個のデータは°0#であるので
、これを1スタとし、他の3個のデータを超音波発生器
Aから他の3個の超音波検知器へ到る距離に比例して遅
れたものとし、これら3個のデータをスレーブとする。
と接続している。各カウンタ28,29゜30及び61
は、記憶しているカウント値をデコーダ64からの信号
によりバス69を通してマルチプレクサ33に出力する
。マルチプレクサ36は、カウンタからの16ビツトの
データを8ビツトのデータとしてマイクロプロセッサ1
1に出力する。マイクロプロセッサ11が16ビツトの
データを受入れることができる場合は、マルチプレクサ
63は不要である。マイクロプロセッサ11は、各カウ
ンタ28.29.30及び31からの4個のデータが入
力されると、その中の1個のデータは°0#であるので
、これを1スタとし、他の3個のデータを超音波発生器
Aから他の3個の超音波検知器へ到る距離に比例して遅
れたものとし、これら3個のデータをスレーブとする。
しかして、これらマスク及びスレーブのデータに基づい
て、上述した式(3) 、 (4)及び(5)の演算を
施こして超音波発生器Aの座標(”e)’tZ)をめる
。
て、上述した式(3) 、 (4)及び(5)の演算を
施こして超音波発生器Aの座標(”e)’tZ)をめる
。
その後、マイクロプロセッサ11は、スタート信号5T
ARTを受信制御回路9に出力する。
ARTを受信制御回路9に出力する。
以下、本実施例に係る座標指示装置の動作を詳しく説明
する。第1.第2.第3及び第4超音波検知器St 、
St 、 Sm及びS4のうち、例えば、第3超音波
検知器S8が超音波発生器Aからの超音波の最初の立上
りを、電気信号として変換された方形パルス信号の最初
の立上りとして検知すると、方形パルス信号の最初の立
上りは、OR回路16、NAND回路22及び第3NO
R回路26に供給され、OR回路16、第3NOR回路
26及び第2Dフリツプフロツプ17を能動とする。こ
れにより、第3.第4及び第60フリツプフロツプ18
゜19及び21は、能動となると同時に、第5Dフリツ
プフロツプ20は、非能動に維持される。これを第9図
のイ1時刻1oに示すように、第3超音波検知器S、の
検出信号SG3の立上りによって、第9図の二、へ、f
、に示すように、第3.第4及び第6Dフリップフロッ
プ18.19及び21のゲート信号E、 、 E、及び
E4は、同時に立下る。他方、第5Dフリツグフロツプ
20のゲート信号E3は、第9図の口、に示すように”
H″レベル維持されたままである。
する。第1.第2.第3及び第4超音波検知器St 、
St 、 Sm及びS4のうち、例えば、第3超音波
検知器S8が超音波発生器Aからの超音波の最初の立上
りを、電気信号として変換された方形パルス信号の最初
の立上りとして検知すると、方形パルス信号の最初の立
上りは、OR回路16、NAND回路22及び第3NO
R回路26に供給され、OR回路16、第3NOR回路
26及び第2Dフリツプフロツプ17を能動とする。こ
れにより、第3.第4及び第60フリツプフロツプ18
゜19及び21は、能動となると同時に、第5Dフリツ
プフロツプ20は、非能動に維持される。これを第9図
のイ1時刻1oに示すように、第3超音波検知器S、の
検出信号SG3の立上りによって、第9図の二、へ、f
、に示すように、第3.第4及び第6Dフリップフロッ
プ18.19及び21のゲート信号E、 、 E、及び
E4は、同時に立下る。他方、第5Dフリツグフロツプ
20のゲート信号E3は、第9図の口、に示すように”
H″レベル維持されたままである。
各ゲート信号E、 + El及びE4が立下ることによ
り、各ゲート回路55.?>6及び68は、”オン″と
な9、クロック62からのクロックパルスを各カウンタ
28.29及び61に出力する。しかして、各カウンタ
28.29及び61は、カウントし始める。他方、ゲー
ト信号E、は、”H″レベルあるから、ゲート回路67
は“オフ”状態であり、カウンタ60は、カウントする
ことなく“0″のままである。
り、各ゲート回路55.?>6及び68は、”オン″と
な9、クロック62からのクロックパルスを各カウンタ
28.29及び61に出力する。しかして、各カウンタ
28.29及び61は、カウントし始める。他方、ゲー
ト信号E、は、”H″レベルあるから、ゲート回路67
は“オフ”状態であり、カウンタ60は、カウントする
ことなく“0″のままである。
第3超毛波検知器S3の次に、第1超音波検知器S1が
第3超音波検知器S、の場合と同様にして超音波発生器
Aからの超音波の最初の立上りを検知し、検出信号SG
1として受信制御回路9に出力する。
第3超音波検知器S、の場合と同様にして超音波発生器
Aからの超音波の最初の立上りを検知し、検出信号SG
1として受信制御回路9に出力する。
この検出信号SGIは、OR回路16、NAND回路2
2及びNOT回路2?saを介して第1 NOR回路2
4に供給され、持続して能動状態にある、OR回路16
及び第2Dフリツプフロツプ17の他に第1NOR回路
24を能動とする。これにより、新たに第3Dフリツプ
フロツプ18を非能動とする。したがって、第9図の二
0時刻1.に示すように第3Dフリツプフロツプ18か
らのゲート信号E、は、立上る。
2及びNOT回路2?saを介して第1 NOR回路2
4に供給され、持続して能動状態にある、OR回路16
及び第2Dフリツプフロツプ17の他に第1NOR回路
24を能動とする。これにより、新たに第3Dフリツプ
フロツプ18を非能動とする。したがって、第9図の二
0時刻1.に示すように第3Dフリツプフロツプ18か
らのゲート信号E、は、立上る。
ゲート信号E、の立上りによってゲート回路65は“オ
フ2となり、第1カウンタ28は、カウントを中止する
。
フ2となり、第1カウンタ28は、カウントを中止する
。
上記第1超音波検知SS、の次に、第2超音波検知器S
tが第3超音波検知器S、lの場合と同様にして超音波
発生器Aからの超音波の最初の立上りを検知し、検出信
号SG2として受信制御回路9に出力する。この検出信
号SG2は、OR回路16、NAND回路22及びNO
T回路2Abを介して第2NOR回路25に供給され、
この第2NOR回路を新たに能動とする。これにより、
新たに第4Dフリツプフロツプ19が非能動となり、第
9図のへ時刻t、に示すように、第4D7リツプフロツ
プ19からのゲート信号E、は立上る。
tが第3超音波検知器S、lの場合と同様にして超音波
発生器Aからの超音波の最初の立上りを検知し、検出信
号SG2として受信制御回路9に出力する。この検出信
号SG2は、OR回路16、NAND回路22及びNO
T回路2Abを介して第2NOR回路25に供給され、
この第2NOR回路を新たに能動とする。これにより、
新たに第4Dフリツプフロツプ19が非能動となり、第
9図のへ時刻t、に示すように、第4D7リツプフロツ
プ19からのゲート信号E、は立上る。
ゲート信号E、の立上りによってゲート回路66は”オ
フ”となり、第2カウンタ29は、カウントを中止する
。
フ”となり、第2カウンタ29は、カウントを中止する
。
最後圧、第4超音波検知器S4が超音波発生器Aからの
超音波の最初の立上9を検知すると、第4NOR回路2
7及びNAND回路22が新たに能動となる。これによ
り、新たに第6Dフリツプ70ツブ21が非能動となり
、第9図のト0時刻t3に示すように、第6Dフリツプ
フロツプ21がらのゲート信号E4が立上ると同時に、
ゲート回路68は゛オフ″し、カウンタ61はカウント
を中止するとともに、第9図の1人時刻t、に示すよう
にNAND22からの割込み信号INTが立下り、マイ
クロプロセッサ11に割込みをかける。割込み信号IN
Tによりマイクロプロセッサ11は、第9図のヌ、に示
すように、時刻t、〜t1間でマルチプレクサ63を介
して各カウンタ28ないし61からデータを入力し、受
取ったデータを基にして第9図のル、に示すように時刻
t4〜t1間で演算を施し、超音波発生器A6D座m(
x、y、zJを算出する。
超音波の最初の立上9を検知すると、第4NOR回路2
7及びNAND回路22が新たに能動となる。これによ
り、新たに第6Dフリツプ70ツブ21が非能動となり
、第9図のト0時刻t3に示すように、第6Dフリツプ
フロツプ21がらのゲート信号E4が立上ると同時に、
ゲート回路68は゛オフ″し、カウンタ61はカウント
を中止するとともに、第9図の1人時刻t、に示すよう
にNAND22からの割込み信号INTが立下り、マイ
クロプロセッサ11に割込みをかける。割込み信号IN
Tによりマイクロプロセッサ11は、第9図のヌ、に示
すように、時刻t、〜t1間でマルチプレクサ63を介
して各カウンタ28ないし61からデータを入力し、受
取ったデータを基にして第9図のル、に示すように時刻
t4〜t1間で演算を施し、超音波発生器A6D座m(
x、y、zJを算出する。
マイクロプロセッサ11での演算の終了により、第9図
のヲ0時刻t6に示すようにスタート信号5TARTを
受信制御回路9に出力する。これにより各Dフリップフ
ロップ15ないし21、各カウンタ28ないし31はリ
セットされる。しかして、第9図の時刻t7に示すよう
に各検出信号SGIないしSG4、ゲート信号E□ない
しE4、割込み信号INTは、イニシャル状態に戻って
超音波発生器Aからの次の信号を待つ。
のヲ0時刻t6に示すようにスタート信号5TARTを
受信制御回路9に出力する。これにより各Dフリップフ
ロップ15ないし21、各カウンタ28ないし31はリ
セットされる。しかして、第9図の時刻t7に示すよう
に各検出信号SGIないしSG4、ゲート信号E□ない
しE4、割込み信号INTは、イニシャル状態に戻って
超音波発生器Aからの次の信号を待つ。
上記の通り、本発明は、超音波発生源から定点への超音
波の到達時間に基づいて、超音波発生源の3次元空間の
点座標をめるようにしているので、タブレット式文字・
図形入力装置の場合と違って、超音波発生器及び発掘器
の使用感覚にぎこちなさが無い。
波の到達時間に基づいて、超音波発生源の3次元空間の
点座標をめるようにしているので、タブレット式文字・
図形入力装置の場合と違って、超音波発生器及び発掘器
の使用感覚にぎこちなさが無い。
また、3対の双曲面の交点として超音波発生源の位置を
めるので、超音波の受信装置としては、双曲面の定点を
カバーしうる平面形状を有すればよく、受信装置の設置
に必要な面積を極めて狭くすることができる。
めるので、超音波の受信装置としては、双曲面の定点を
カバーしうる平面形状を有すればよく、受信装置の設置
に必要な面積を極めて狭くすることができる。
また、第2発明の構成から明らかな通り、発振器の設置
場所に制限が無い。
場所に制限が無い。
第1図は、本発明に係る座標指示方法の原理を説明する
グラフ、第2八図ないし第2G図は、本発明の一実施例
に係る座標指示装置の原理を説明するグラフ、第3図は
、超音波発生器の現実の座標を決定する原理を説明する
グラフ、第4図は、上記座標指示装置のシステム図、第
5図は、上記座標指示装置の超音波発生器及び発振器の
結合回路図、第6図は、超音波検知器の回路図、第7図
は、受信制御回路の詳細回路図、第8図は、受信制御回
路、カウンタ回路及びマイクロプロセッサの結合ブロッ
ク図、第9図は、本発明に係る受信装置の動作を説明す
るためのタイムチャートである。 A・・・超音波発生器、S、 l S! + SR及び
S4・・・第1゜第2.第3及び第4超音波検知器、Q
+〜Q、・・・双曲面、1・・・発振器、6・・・受信
装置、7・・・ベース部材、8・・・支柱、SGI〜S
G4・・・検出信号。 第4図 第5図 b 第6図 5
グラフ、第2八図ないし第2G図は、本発明の一実施例
に係る座標指示装置の原理を説明するグラフ、第3図は
、超音波発生器の現実の座標を決定する原理を説明する
グラフ、第4図は、上記座標指示装置のシステム図、第
5図は、上記座標指示装置の超音波発生器及び発振器の
結合回路図、第6図は、超音波検知器の回路図、第7図
は、受信制御回路の詳細回路図、第8図は、受信制御回
路、カウンタ回路及びマイクロプロセッサの結合ブロッ
ク図、第9図は、本発明に係る受信装置の動作を説明す
るためのタイムチャートである。 A・・・超音波発生器、S、 l S! + SR及び
S4・・・第1゜第2.第3及び第4超音波検知器、Q
+〜Q、・・・双曲面、1・・・発振器、6・・・受信
装置、7・・・ベース部材、8・・・支柱、SGI〜S
G4・・・検出信号。 第4図 第5図 b 第6図 5
Claims (7)
- (1) 3次元空間の任意の点に超音波発生器を置く一
方、上記3次元空間に存在する3対の双曲面のそれぞれ
の定点に超音波検知器を置き、超音波発生器からそれぞ
れの超音波検知器に超音波が達する時間差によって超音
波発生器の位置の座標を上記3対の双曲面の交点として
める座標指示方法。 - (2)発振器によって超音波を発生し、3次元空間の任
意の点に1復がれる超音波発生器と13次元空間に存在
する3対の双曲面の全定点に設置された超音波検知器及
びこれら超音波検知器の支持手段を組込み、これら超音
波検知器から得られたデータにより超音波発生器の3次
元座標を3対の双曲面の交点として算出する受信装置と
から成る座標指示装置。 - (3)3対の双曲面の定点を4定点としたことを特徴と
する特許請求の範囲第(2)項に記載の座標指示装置。 - (4)超音波発生器が指先に嵌挿されるリングであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第(2)項に記載の座標
指示装置。 - (5)発振器が電池を内蔵し、人体の一部に着用される
特許請求の範囲第(2)項に記載の座標指示装置。 - (6) 支持手段がベース部材とこのペース部材に立設
された支柱とから成り、ベース部材がパー形状であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第(2)項に記載の座標
指示装置。 - (7) 超音波発生器が指示ペンの先端に設けられ、発
振器が指示ペンの軸部に設けられた特許請求の範囲第9
)項に記載の座標指示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58205259A JPS6097430A (ja) | 1983-11-01 | 1983-11-01 | 座標指示方法及び座標指示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58205259A JPS6097430A (ja) | 1983-11-01 | 1983-11-01 | 座標指示方法及び座標指示装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6097430A true JPS6097430A (ja) | 1985-05-31 |
Family
ID=16504020
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58205259A Pending JPS6097430A (ja) | 1983-11-01 | 1983-11-01 | 座標指示方法及び座標指示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6097430A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6244827A (ja) * | 1985-08-20 | 1987-02-26 | ブィ・ピィ・エル・リサーチ・インコーポレイテッド | コンピュータディスプレイ制御装置 |
FR2625283A1 (fr) * | 1987-12-25 | 1989-06-30 | Eagle Ind Co Ltd | Joints pour surfaces cylindriques |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5513445A (en) * | 1978-07-14 | 1980-01-30 | Agency Of Ind Science & Technol | Cubic pattern reading/display unit |
-
1983
- 1983-11-01 JP JP58205259A patent/JPS6097430A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5513445A (en) * | 1978-07-14 | 1980-01-30 | Agency Of Ind Science & Technol | Cubic pattern reading/display unit |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6244827A (ja) * | 1985-08-20 | 1987-02-26 | ブィ・ピィ・エル・リサーチ・インコーポレイテッド | コンピュータディスプレイ制御装置 |
JPH0363089B2 (ja) * | 1985-08-20 | 1991-09-30 | Zetsudo Rania Jaron | |
FR2625283A1 (fr) * | 1987-12-25 | 1989-06-30 | Eagle Ind Co Ltd | Joints pour surfaces cylindriques |
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