JPH08129449A - Signal input device - Google Patents
Signal input deviceInfo
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- JPH08129449A JPH08129449A JP6268456A JP26845694A JPH08129449A JP H08129449 A JPH08129449 A JP H08129449A JP 6268456 A JP6268456 A JP 6268456A JP 26845694 A JP26845694 A JP 26845694A JP H08129449 A JPH08129449 A JP H08129449A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 机/ボード等を必要とせず、ペンを持つよう
な感覚で少なくとも6チャンネルの情報を入力できる信
号入力装置を提供すること。
【構成】 演算手段2は、信号入力手段1の前部に設け
られた加速度センサX1,Y1,Zの出力を2回積分
し、信号入力手段1のX軸、Y軸、Z軸方向の移動量を
算出する。また、加速度センサX1,Y1と後部に設け
られた加速度センサX2,Y2のそれぞれの出力の差を
2回積分してX軸、Y軸方向への傾き量を算出する。さ
らに、一対のXもしくはY軸方向の加速度を検出するセ
ンサUの出力に基づきZ軸回りの回転角を算出する。送
信手段3は上記6チャンネルの情報を処理手段4等へ送
信し、ディスプレイ画面上の座標位置の指示、テレビカ
メラ等の被駆動体の操作が行われる。また、信号入力手
段1の前端等に圧力センサAを設け、ボート、机等に押
しつけたときの圧力を検出することもできる。
(57) [Abstract] [Purpose] To provide a signal input device that does not require a desk / board or the like and can input information of at least 6 channels as if holding a pen. [Arrangement] The calculation means 2 integrates the outputs of the acceleration sensors X1, Y1, Z provided in the front part of the signal input means 1 twice, and moves the signal input means 1 in the X-axis, Y-axis and Z-axis directions. Calculate the amount. Further, the difference between the outputs of the acceleration sensors X1 and Y1 and the acceleration sensors X2 and Y2 provided at the rear part is integrated twice to calculate the amount of tilt in the X-axis and Y-axis directions. Further, the rotation angle about the Z axis is calculated based on the output of the sensor U which detects the acceleration in the X or Y axis direction. The transmitting means 3 transmits the above-mentioned 6-channel information to the processing means 4 and the like to instruct the coordinate position on the display screen and operate the driven body such as the television camera. Further, a pressure sensor A may be provided at the front end of the signal input means 1 to detect the pressure when the pressure sensor A is pressed against a boat, a desk or the like.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はコンピュータ等への座標
/図形情報の入力、あるいは、ロボット、テレビカメラ
等をリモートコントロールするための信号入力装置に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a signal input device for inputting coordinate / graphic information to a computer or the like, or for remotely controlling a robot, a television camera or the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】コンピュータ等へ操作信号を入力する手
段として、従来からジョイステック、マウス等が知られ
ている。また、信号入力装置をペン型とし、該ペンの内
部に加速度センサ等を取り付け、操作者が上記ペンを移
動、回転させることにより、座標等のデータをコンピュ
ータに入力するものも知られている(例えば、特開平4
−256009号公報参照)。2. Description of the Related Art Joystick, mouse and the like have been conventionally known as means for inputting operation signals to a computer or the like. It is also known that the signal input device is a pen type, an acceleration sensor or the like is attached to the inside of the pen, and an operator moves or rotates the pen to input data such as coordinates to a computer ( For example, JP-A-4
-25609).
【0003】図6は上記したペン型信号入力手段のセン
サの取り付け態様を示す図であり、同図において、10
0はペン型信号入力手段、101は加速度センサであ
り、加速度センサ101はX軸方向に配置された2個の
センサ101a,101cとY軸方向に配置されたセン
サ101bから構成されている。同図において、操作者
がペン型信号入力手段101をX軸方向に移動させる
と、加速度センサ101aによりX軸方向の加速度が検
出され、検出された加速度は図示しない2回積分回路で
積分されX軸方向の移動量が算出される。同様に、操作
者がペン型信号入力手段101をY軸方向に移動させる
と、加速度センサ101cによりY軸方向の加速度が検
出され、Y軸方向の移動量が算出される。FIG. 6 is a view showing a mounting manner of the above-mentioned sensor of the pen-type signal input means. In FIG.
Reference numeral 0 is a pen-type signal input unit, 101 is an acceleration sensor, and the acceleration sensor 101 is composed of two sensors 101a and 101c arranged in the X-axis direction and a sensor 101b arranged in the Y-axis direction. In the figure, when the operator moves the pen-type signal input means 101 in the X-axis direction, the acceleration sensor 101a detects the acceleration in the X-axis direction, and the detected acceleration is integrated by a two-time integration circuit (not shown) to X. The amount of movement in the axial direction is calculated. Similarly, when the operator moves the pen-type signal input means 101 in the Y-axis direction, the acceleration sensor 101c detects the acceleration in the Y-axis direction and calculates the amount of movement in the Y-axis direction.
【0004】さらに、操作者がペン型信号入力手段10
1を回転させると、加速度センサ101a,101cに
より異符号の加速度が検出され、検出された加速度から
回転角が算出される。上記したペン型の信号入力手段
は、ジョイステックやマウスのように座標入力のための
机/ボード等の特別の場所が不要であり、またペンで書
くような動作で信号入力ができるため、操作も容易であ
るという特徴を備えている。Further, the operator uses the pen-type signal input means 10
When 1 is rotated, the acceleration sensors 101a and 101c detect accelerations of different signs, and the rotation angle is calculated from the detected accelerations. The above-mentioned pen-type signal input means does not require a special place such as a desk / board for coordinate input like a joystick or a mouse, and can input signals by writing with a pen. Is also easy.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した従
来の信号入力手段で入力できる情報は高々X,Y,Z軸
の移動および回転の4次元(4チャンネル)までであ
り、それ以上の情報を入力しようとすると、スイッチや
キーの操作を併用する必要があり、操作が複雑になると
いった欠点があった。By the way, the information that can be input by the above-mentioned conventional signal input means is at most four-dimensional (4 channels) of movement and rotation of the X, Y and Z axes, and more information can be obtained. When inputting, it is necessary to use the operation of switches and keys together, which is a drawback that the operation becomes complicated.
【0006】本発明の上記した従来技術の問題点を考慮
してなされたものであって、本発明の目的は、X,Y,
Z座標方向の移動、X,Y座標方向への傾き、回転等を
検出することにより、机/ボード等を必要とせず、ペン
を持つような感覚で少なくとも6次元(6チャンネル)
の情報を入力できる信号入力装置を提供することであ
る。The present invention has been made in consideration of the above-mentioned problems of the prior art, and the object of the present invention is to achieve X, Y,
By detecting movement in the Z coordinate direction, inclination in the X and Y coordinate directions, rotation, etc., at least 6 dimensions (6 channels) without the need for a desk / board etc.
It is to provide a signal input device capable of inputting information of the above.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理図で
ある。同図において、1は信号入力手段であり、信号入
力手段1は、その前部と後部に、その長手方向の軸に直
角なX軸、Y軸の加速度を検出するセンサX1,X2,
Y1,Y2を備え、また、上記X軸、Y軸に直角なZ軸
方向の加速度を検出するセンサZと、Z軸回りの回転を
検出する加速度センサUと、その先端に加わる圧力を検
出する圧力センサA等を備えている。FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the present invention. In the figure, reference numeral 1 is a signal input means, and the signal input means 1 has sensors X1, X2, at its front and rear portions, for detecting accelerations of X-axis and Y-axis perpendicular to the longitudinal axis thereof.
A sensor Z that includes Y1 and Y2 and that detects acceleration in the Z-axis direction that is perpendicular to the X-axis and the Y-axis, an acceleration sensor U that detects rotation about the Z-axis, and a pressure applied to the tip thereof is detected. The pressure sensor A etc. are provided.
【0008】2は演算手段であり、演算手段2は上記加
速度センサの出力に基づき、信号入力手段1のX,Y,
Z軸方向の移動量と、X,Y軸方向への傾き量と、Z軸
回りの回転角を算出する。演算手段2により算出された
上記6チャンネルの情報は送信手段3により処理装置4
等へ送信される。前記課題を解決するため、本発明の請
求項1の発明は、図1に示すように、前部および後部に
それぞれ設けられ信号入力手段の長手方向の軸に直交す
るX軸とY軸方向の加速度を検出するセンサと、上記X
軸、Y軸に直交するZ軸方向の加速度を検出するセンサ
と、上記Z軸回りの回転を検出する加速度センサとを少
なくとも具備した信号入力手段と、上記加速度センサの
出力に基づき、上記信号入力手段のX,Y,Z軸方向の
移動量、X,Y軸方向への傾き量、およびZ軸回りの回
転角からなる少なくとも6チャンネルの情報を算出する
手段と、算出された上記情報を処理手段に送信する手段
とを設け、上記少なくとも6チャンネルの情報に基づき
ディスプレイ画面上の座標位置の指示、被駆動体の操作
等を行うようにしたものである。Reference numeral 2 denotes a calculation means, which calculates the X, Y, and Y values of the signal input means 1 based on the output of the acceleration sensor.
The amount of movement in the Z axis direction, the amount of inclination in the X and Y axis directions, and the rotation angle about the Z axis are calculated. The information of the above 6 channels calculated by the calculating means 2 is processed by the transmitting means 3 into the processing device 4
Etc. In order to solve the above-mentioned problems, the invention of claim 1 of the present invention is, as shown in FIG. 1, provided in the front portion and the rear portion, respectively, in the X-axis and Y-axis directions orthogonal to the longitudinal axis of the signal input means. A sensor for detecting acceleration, and the above X
A signal input means including at least a sensor for detecting acceleration in a Z-axis direction orthogonal to the Y-axis and an Y-axis, and an acceleration sensor for detecting rotation about the Z-axis, and the signal input based on the output of the acceleration sensor. Means for calculating information of at least 6 channels consisting of movement amounts in the X, Y, and Z axis directions of the means, inclination amounts in the X, Y axis directions, and rotation angles around the Z axis; and processing the calculated information. A means for transmitting to the means is provided to instruct the coordinate position on the display screen and operate the driven body based on the information of the at least 6 channels.
【0009】本発明の請求項2の発明は、請求項1の発
明において、信号入力手段をペン型とし、該ペンの先端
部に圧力センサを設け、該ペンを平面上で操作したとき
の該ペン先端に加わる圧力を圧力センサにより検出する
ようにしたものである。本発明の請求項3の発明は、請
求項2の発明において、Z軸方向の加速度を検出するセ
ンサの出力に代えて、ペン型信号入力手段の先端に設け
られた圧力センサの出力を用いるようにしたものであ
る。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the signal input means is a pen type, a pressure sensor is provided at the tip of the pen, and the pen is operated when the pen is operated on a flat surface. The pressure applied to the tip of the pen is detected by a pressure sensor. According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the output of the pressure sensor provided at the tip of the pen-shaped signal input means is used instead of the output of the sensor that detects the acceleration in the Z-axis direction. It is the one.
【0010】[0010]
【作用】演算手段2は、信号入力手段1の前部に設けら
れた加速度センサX1,Y1(もしくは後部に設けられ
た加速度センサX2,Y2)と加速度センサZの出力を
2回積分することにより、信号入力手段1のX軸、Y
軸、Z軸方向の移動量を算出する。The calculating means 2 integrates the outputs of the acceleration sensors X1 and Y1 (or the acceleration sensors X2 and Y2 provided at the rear part) and the acceleration sensor Z provided at the front part of the signal input means 1 twice. , X-axis of signal input means 1, Y
The amount of movement in the axis and Z-axis directions is calculated.
【0011】また、前部に設けられた加速度センサX
1,Y1と後部に設けられた加速度センサX2,Y2の
それぞれの出力の差を2回積分することにより、X軸、
Y軸方向への傾き量を算出する。さらに、一対のX軸も
しくはY軸方向の加速度を検出する加速度センサUの出
力の符号が反対のとき、その値を2回積分することによ
りZ軸回りの回転角を算出する(加速度センサUの一方
を加速度センサX1もしくはX2で代用することもでき
る)。Further, an acceleration sensor X provided in the front part
1, Y1 and the acceleration sensors X2 and Y2 provided at the rear part are integrated twice to obtain the X-axis,
The amount of tilt in the Y-axis direction is calculated. Furthermore, when the outputs of the pair of acceleration sensors U for detecting acceleration in the X-axis or Y-axis direction have opposite signs, the values are integrated twice to calculate the rotation angle about the Z-axis (acceleration sensor U One of them can be substituted by the acceleration sensor X1 or X2).
【0012】送信手段3は上記のようにした算出され
た、X,Y,Z軸方向の移動量、X軸、Y軸方向への傾
き、Z軸回りの回転角からなる6チャンネルの情報を処
理手段4等へ送信し、ディスプレイ画面上の座標位置を
指示したり、テレビカメラ等の被駆動体を操作する。ま
た、信号入力手段1をペン型とし、その前端に圧力セン
サAを設け、信号入力手段1をボート、机等に押しつけ
たときの圧力を検出したり、圧力センサAの出力で前記
Z軸方向の加速度を検出するセンサに代用することもで
きる。The transmitting means 3 outputs the information of 6 channels, which is calculated as described above, including the movement amount in the X, Y and Z axis directions, the inclination in the X axis and Y axis directions, and the rotation angle around the Z axis. The data is transmitted to the processing means 4 and the like to instruct the coordinate position on the display screen and to operate a driven body such as a television camera. Further, the signal input means 1 is a pen type, and a pressure sensor A is provided at the front end thereof to detect the pressure when the signal input means 1 is pressed against a boat, a desk or the like, or the output of the pressure sensor A is used in the Z-axis direction. It is also possible to substitute for a sensor that detects the acceleration of.
【0013】本発明の請求項1の発明においては、上記
のように、前部および後部にそれぞれ設けられ信号入力
手段の長手方向の軸に直交するX軸とY軸方向の加速度
を検出するセンサと、上記X軸、Y軸に直交するZ軸方
向の加速度を検出するセンサと、上記Z軸回りの回転を
検出する加速度センサとを少なくとも具備した信号入力
手段と、上記加速度センサの出力に基づき、上記信号入
力手段のX,Y,Z軸方向の移動量、X,Y軸方向への
傾き量、およびZ軸回りの回転角からなる少なくとも6
チャンネルの情報を算出するようにしたので、信号入力
手段を手に持って、前後/上下/左右に移動させたり、
傾けたり、さらに回転させるといった簡単な操作で、6
チャンネルの情報を指示することができる。According to the first aspect of the present invention, as described above, the sensors provided in the front portion and the rear portion, respectively, for detecting the acceleration in the X-axis and Y-axis directions orthogonal to the longitudinal axis of the signal input means. And a signal input unit including at least a sensor for detecting acceleration in the Z-axis direction orthogonal to the X-axis and the Y-axis, and an acceleration sensor for detecting rotation about the Z-axis, and based on the output of the acceleration sensor. At least 6 consisting of the amount of movement of the signal input means in the X, Y, and Z axis directions, the amount of inclination in the X, Y axis directions, and the rotation angle about the Z axis.
Since the channel information is calculated, hold the signal input means in your hand and move it forward / backward / up / down / left / right,
With simple operations such as tilting and rotating, 6
Channel information can be specified.
【0014】本発明の請求項2の発明においては、請求
項1の発明において、信号入力手段をペン型とし、該ペ
ンの先端部に圧力センサを設けたので、机、紙等にペン
型の信号入力手段により文字等を書いたとき、圧力が加
わっているときのペン先の動きを検出することができ、
手書き文字等の入力が可能となる。本発明の請求項3の
発明においては、請求項2の発明において、Z軸方向の
加速度を検出するセンサの出力に代えて、ペン型信号入
力手段の先端に設けられた圧力センサの出力を用いるよ
うにしたので、構成を簡単にすることができる。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the signal input means is a pen type, and the pressure sensor is provided at the tip of the pen. When writing characters etc. with the signal input means, it is possible to detect the movement of the pen tip when pressure is applied,
It is possible to input handwritten characters. According to the invention of claim 3 of the present invention, in the invention of claim 2, instead of the output of the sensor for detecting the acceleration in the Z-axis direction, the output of the pressure sensor provided at the tip of the pen-shaped signal input means is used. As a result, the configuration can be simplified.
【0015】[0015]
【実施例】図2は本発明の実施例のペン型信号入力手段
の構成を示す図である。本実施例の信号入力手段は同図
に示すように、ペン型の形状を持ち操作者が手に持って
移動、回転させることにより信号を入力することができ
る。同図に示すペン型信号入力手段11(以下、「ペン
11」と略記する)には、その先端部に第1の圧力セン
サAが設けられ、圧力センサAはペン11をボード等に
押しつけることにより出力を発生する。FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a pen type signal input means of an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the signal input means of the present embodiment has a pen shape, and an operator can input a signal by moving and rotating it while holding it in his hand. A pen type signal input means 11 (hereinafter abbreviated as "pen 11") shown in the figure is provided with a first pressure sensor A at its tip, and the pressure sensor A presses the pen 11 against a board or the like. Produces an output.
【0016】また、ペン11の前部にはX,Y,Z軸方
向の加速度を検出する第1、第2、第3のセンサX1,
Y1,Z1が設けられ、ペン11の前部を操作者が移動
させたとき、その移動方向の加速度を上記センサX1,
Y1,Z1が検出する。なお、図2に示すようにX軸は
同図の紙面に対して垂直方向、Y軸は同図において左右
方向、Z軸は同図においてペンの軸方向である。Further, the front portion of the pen 11 has first, second and third sensors X1 for detecting accelerations in the X, Y and Z directions.
Y1 and Z1 are provided, and when the operator moves the front part of the pen 11, the acceleration in the moving direction is measured by the sensor X1,
Y1 and Z1 detect. As shown in FIG. 2, the X axis is the direction perpendicular to the plane of the drawing, the Y axis is the horizontal direction in the drawing, and the Z axis is the pen axial direction in the drawing.
【0017】さらに、ペン11の前部には第4、第5の
加速度センサU1,U2が設けられ、上記センサU1,
U2が出力する加速度の向きから、操作者がペン11を
回転させていることを検出する(加速度の方向が反対方
向のときペン11がZ軸を中心として回転していると検
出する)。ペン11の中部には、第2の圧力センサBが
設けられ、操作者がペンの側部を押したとき圧力センサ
Bが出力を発生する。Further, the pen 11 is provided with fourth and fifth acceleration sensors U1 and U2 at the front thereof.
From the direction of the acceleration output by U2, it is detected that the operator is rotating the pen 11 (when the acceleration is in the opposite direction, it is detected that the pen 11 is rotating around the Z axis). A second pressure sensor B is provided in the middle of the pen 11, and the pressure sensor B produces an output when the operator pushes the side of the pen.
【0018】ペンの後部には、X,Y軸方向の加速度を
検出する第6、第7の加速度センサX2,Y2が設けら
れ、操作者がペンの後部を移動させたとき、その移動方
向の加速度を上記センサX2,Y2が検出する。さら
に、ペン11の後端には第3の圧力センサCが設けら
れ、操作者がペンの後端部を押したとき出力を発生す
る。The pen rear portion is provided with sixth and seventh acceleration sensors X2 and Y2 for detecting accelerations in the X and Y axis directions. When the operator moves the rear portion of the pen, the movement direction of the pen is changed. The sensors X2 and Y2 detect the acceleration. Further, a third pressure sensor C is provided at the rear end of the pen 11 and produces an output when the operator pushes the rear end of the pen.
【0019】なお、圧力センサA,B,Cとしては、圧
力に応じたアナログ出力を発生するセンサを用いたり、
あるいは、入力がオンオフ入力で良い場合には圧力が加
わったときに動作するスイッチを用いることもできる。
図3はペン11に設けられたセンサの出力に基づきペン
のX座標位置、Y座標位置、Z軸座標位置等を算出する
演算回路の実施例を示す図である。As the pressure sensors A, B and C, sensors that generate an analog output according to pressure are used,
Alternatively, a switch that operates when pressure is applied can be used when the input may be an on / off input.
FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of an arithmetic circuit for calculating the X coordinate position, the Y coordinate position, the Z axis coordinate position, etc. of the pen based on the output of the sensor provided in the pen 11.
【0020】同図において、演算器21は例えば2回積
分器から構成され、センサX1が検出したX軸方向の加
速度を2回積分して、ペン11のX軸方向の座標位置を
求める。また、演算器22は減算器と2回積分器から構
成され、センサX1が出力するペンの前部におけるX軸
方向の加速度と、センサX2が出力するペンの後部にお
けるX軸方向の加速度との差を2回積分してペンのX軸
方向への傾き(X軸、Z軸を通る平面上におけるZ軸に
対する傾き、以下のこれをX軸方向への傾きという)を
求める。In the figure, the calculator 21 is composed of, for example, a double integrator, and integrates the acceleration in the X axis direction detected by the sensor X1 twice to obtain the coordinate position of the pen 11 in the X axis direction. The computing unit 22 is composed of a subtractor and a double integrator, and calculates the acceleration in the X-axis direction in the front part of the pen output by the sensor X1 and the acceleration in the X-axis direction in the rear part of the pen output by the sensor X2. The difference is integrated twice to obtain the inclination of the pen in the X-axis direction (the inclination with respect to the Z-axis on a plane passing through the X-axis and the Z-axis, hereinafter referred to as the inclination in the X-axis direction).
【0021】演算器23は、演算器21と同様、例えば
2回積分器から構成され、センサY1が検出したY軸方
向の加速度を2回積分して、ペン11のY軸方向の座標
位置を求める。また、演算器24は、演算器23と同
様、減算器と2回積分器から構成され、センサY1が出
力するペンの前部におけるY軸方向の加速度と、センサ
Y2が出力するペンの後部におけるY軸方向の加速度と
の差を2回積分してペンのY軸方向に対する傾き(Y
軸、Z軸を通る平面上におけるZ軸に対する傾き、以下
のこれをY軸方向への傾きという)を求める。Similar to the calculator 21, the calculator 23 is composed of, for example, a two-time integrator, and integrates the acceleration in the Y-axis direction detected by the sensor Y1 twice to determine the coordinate position of the pen 11 in the Y-axis direction. Ask. Further, like the calculator 23, the calculator 24 is composed of a subtracter and a double integrator, and the acceleration in the Y-axis direction in the front part of the pen output by the sensor Y1 and the rear part of the pen output by the sensor Y2. The difference from the acceleration in the Y-axis direction is integrated twice, and the inclination of the pen with respect to the Y-axis direction (Y
The inclination with respect to the Z axis on a plane passing through the axis and the Z axis (hereinafter, this inclination is referred to as the inclination in the Y axis direction) is obtained.
【0022】演算器25は、演算器21,23と同様、
例えば2回積分器から構成され、センサZが検出したZ
軸方向の加速度を2回積分して、ペン11のZ軸方向の
座標位置を求める。演算器26はセンサU1とセンサU
2が出力するX軸方向の加速度の向きが反対方向のと
き、ペンがZ軸を中心に回転しているものとして、その
加速度を2回積分して回転角を求める。The computing unit 25, like the computing units 21 and 23,
For example, it is composed of a double integrator, and Z detected by the sensor Z
The acceleration in the axial direction is integrated twice to obtain the coordinate position of the pen 11 in the Z-axis direction. The computing unit 26 includes the sensors U1 and U
When the direction of the acceleration in the X-axis direction output by 2 is the opposite direction, it is assumed that the pen is rotating around the Z-axis, and the acceleration is integrated twice to obtain the rotation angle.
【0023】なお、本実施例では回転角検出用にセンサ
U2を設けているが、センサU2は前記したX軸方向の
加速度を求めるセンサX1もしくはセンサX2で代用す
ることもできる。30は上記した演算器21〜26の出
力および圧力センサA,B,Cの出力を変調し、入力さ
れたデータをコンピュータ等の機器へ送信する制御・送
信回路であり、データは超音波信号等に変調されて、図
示しないコンピュータ等の機器に送信される。Although the sensor U2 is provided for detecting the rotation angle in this embodiment, the sensor U2 may be replaced by the sensor X1 or the sensor X2 for obtaining the acceleration in the X-axis direction. Reference numeral 30 denotes a control / transmission circuit that modulates the outputs of the arithmetic units 21 to 26 and the outputs of the pressure sensors A, B, and C and transmits the input data to a device such as a computer. The data is an ultrasonic signal or the like. And is transmitted to a device such as a computer (not shown).
【0024】なお、データの送信は、超音波以外に赤外
線、電波等の無線、もしくはケーブル等を介した有線で
行うことができる。また、上記演算回路、制御・送信回
路はペン型の信号入力手段中に組み込むこともできる
し、また、別体とすることもできる。以上のように、ペ
ン11は下記の6次元(6チャンネル)の信号を送信す
ることができ、また、先端、側部、後端に設けられた圧
力センサA,B,Cを使用することにより、さらに3チ
ャンネルの信号を送信することができる。なお、圧力セ
ンサA,B,Cはマウス、ジョイステック等に設けられ
たスイッチと同様、選択スイッチとして使用することも
できる。 (1) X軸方向の移動量 操作者がペン11をX軸方向に移動させると演算器21
がX軸方向の移動量(X座標)を出力する。 (2) Y軸方向の移動量 操作者がペン11をY軸方向に移動させると演算器23
がY軸方向の移動量(Y座標)を出力する。 (3) X軸に対する傾き 操作者がペン11をX軸に対して傾けると演算器22が
X軸方向への傾き量を出力する。 (4) Y軸に対する傾き 操作者がペン11をY軸に対して傾けると演算器24が
Y軸方向への傾き量を出力する。 (5) Z軸方向の移動量 操作者がペン11をZ軸方向に移動させると演算器23
がZ軸方向の移動量(Z座標)を出力する。 (6) Z軸を中心とした回転角 操作者がペン11をそのZ軸を中心として回転させる
と、演算器26がZ軸回りのペンの回転角に応じた出力
を発生する。The data can be transmitted by radio waves such as infrared rays and radio waves in addition to ultrasonic waves, or by wire through a cable or the like. Further, the arithmetic circuit and the control / transmission circuit can be incorporated in the pen-type signal input means, or can be provided separately. As described above, the pen 11 can transmit the following six-dimensional (six channels) signals, and by using the pressure sensors A, B, and C provided at the front, side, and rear ends, , And can also transmit signals of three channels. The pressure sensors A, B, and C can be used as selection switches as well as switches provided in a mouse, a joystick, or the like. (1) X-axis movement amount When the operator moves the pen 11 in the X-axis direction, the calculator 21
Outputs the movement amount (X coordinate) in the X-axis direction. (2) Y-axis movement amount When the operator moves the pen 11 in the Y-axis direction, the calculator 23
Outputs the movement amount (Y coordinate) in the Y-axis direction. (3) Tilt with respect to the X axis When the operator tilts the pen 11 with respect to the X axis, the calculator 22 outputs the amount of tilt in the X axis direction. (4) Tilt with respect to the Y axis When the operator tilts the pen 11 with respect to the Y axis, the calculator 24 outputs the amount of tilt in the Y axis direction. (5) Amount of movement in the Z axis direction When the operator moves the pen 11 in the Z axis direction, the calculator 23
Outputs the movement amount (Z coordinate) in the Z-axis direction. (6) Rotation angle around Z axis When the operator rotates the pen 11 around the Z axis, the calculator 26 produces an output according to the rotation angle of the pen around the Z axis.
【0025】すなわち、予めペンの基準となる姿勢を与
えて前記演算器21〜26の積分器をリセットしたの
ち、操作者がペン11を手に持って、空中で前後/上下
/左右に移動させたり、傾けたり、さらに回転させるこ
とにより、その移動/傾け方向に応じたX,Y,Z軸方
向の座標位置、傾き、あるいは回転角がコンピュータ等
の機器に送信され、コンピュータは各軸の移動量、傾け
量、および回転角に応じた処理を行うことができる。That is, after the posture which becomes the reference of the pen is given in advance and the integrators of the arithmetic units 21 to 26 are reset, the operator holds the pen 11 in his hand and moves it forward / backward / upward / downward / leftward / rightward in the air. By tilting, tilting, or further rotating, the coordinate position, tilt, or rotation angle in the X, Y, and Z axis directions according to the movement / tilt direction is transmitted to a device such as a computer, and the computer moves each axis. It is possible to perform processing according to the amount, the tilt amount, and the rotation angle.
【0026】また、机上等の平面上で操作する場合に
は、先端の設けた圧力センサAにより、ペンの押しつけ
力を検出することができ、また、圧力センサAの出力を
利用して、机、紙等に文字を書いたとき、圧力がかかっ
ているときのペン先の動きにより手書き文字を入力する
こともできる。なお、上記圧力センサAを設けた場合に
は、該圧力センサAを、Z軸方向の加速度を検出する加
速度センサZの代用とすることもできる。When operating on a flat surface such as a desk, the pressure sensor A provided at the tip can detect the pressing force of the pen, and the output of the pressure sensor A can be used to operate the desk. It is also possible to input a handwritten character by writing the character on a paper or the like by the movement of the pen tip when pressure is applied. When the pressure sensor A is provided, the pressure sensor A can be used as a substitute for the acceleration sensor Z that detects acceleration in the Z-axis direction.
【0027】また、基準面の設定、座標の入力指示等
は、圧力センサB,Cもしくは圧力センサAを用いて指
示することができる。次に、上記実施例に示したペン型
信号入力手段の適用例について説明する。 (1)画面上における座標指示操作 図4はディスプレイ画面上の指示点(カーソル)の位置
をペン11により操作する場合を説明する図である。Further, the setting of the reference plane, the input instruction of the coordinates and the like can be instructed by using the pressure sensor B, C or the pressure sensor A. Next, an application example of the pen-type signal input means shown in the above embodiment will be described. (1) Coordinate Instructing Operation on Screen FIG. 4 is a diagram illustrating a case where the position of the instructing point (cursor) on the display screen is operated by the pen 11.
【0028】同図において、ペンの操作とカーソル移動
を次のように対応付ける。 ペン11を同図のY軸方向に移動した場合には、移
動した分だけY座標方向に画面上のカーソルを座標移動
させる。 ペン11を同図のV方向へ(Y軸とZ軸を通る平面
上をY軸方向へ)傾けた場合には、Y軸方向にカーソル
を連続的に座標移動させる(傾けているあいだ移動を続
ける)。 ペン11を同図のX軸方向に移動した場合には、移
動した分だけX座標方向に画面上のカーソルを座標移動
させる。 ペン11を同図のW方向へ(X軸とZ軸を通る平面
上をX軸方向へ)傾けた場合には、X軸方向にカーソル
を連続的に座標移動させる。 ペン11を同図のZ軸方向に移動した場合には、移
動した分だけZ座標方向に画面上のカーソルを座標移動
させる。 ペン11を同図のU方向に回転させた場合には、相
対的な移動量の係数を指定でき、例えば、時計方向に回
転させると、他のチャンネルで同じだけ移動させても移
動量が大きく解釈され、反時計方向に移動させた場合に
は、移動量が小さく解釈される。In the figure, the operation of the pen and the movement of the cursor are associated with each other as follows. When the pen 11 is moved in the Y-axis direction in the figure, the cursor on the screen is moved in the Y-coordinate direction by the amount of the movement. When the pen 11 is tilted in the V direction in the figure (on the plane passing through the Y axis and the Z axis in the Y axis direction), the cursor is continuously moved in the Y axis direction (movement while tilting is performed. to continue). When the pen 11 is moved in the X-axis direction in the figure, the cursor on the screen is moved in the X-coordinate direction by the moved amount. When the pen 11 is tilted in the W direction in the figure (on the plane passing through the X axis and the Z axis in the X axis direction), the cursor is continuously moved in the X axis direction. When the pen 11 is moved in the Z-axis direction in the figure, the cursor on the screen is moved in the Z-coordinate direction by the amount of the movement. When the pen 11 is rotated in the U direction in the figure, the coefficient of the relative movement amount can be specified. For example, when the pen 11 is rotated clockwise, the movement amount is large even if it is moved by the same amount in other channels. If it is interpreted and moved counterclockwise, the amount of movement is interpreted as small.
【0029】以上のように、ペンの操作と座標移動を対
応付けることにより、操作者は、ペンを回転させて移動
量の係数を設定したのち、ペンを移動させたり傾けると
いった簡単な操作で座標を指示することができる。 (2)ロボットやテレビゲームにおける画面上の対象物
の操作 図5はディスプレイ画面において、対象物をペン11に
より操作する場合を説明する図である。As described above, by associating the operation of the pen with the coordinate movement, the operator sets the coefficient of the movement amount by rotating the pen, and then moves the coordinate by a simple operation such as moving or tilting the pen. You can give instructions. (2) Operation of Object on Screen in Robot or Video Game FIG. 5 is a diagram for explaining a case of operating the object with the pen 11 on the display screen.
【0030】ロボット操作の場合には、ペンの操作とロ
ボットの移動を次のように対応付ける。なお、この例の
場合、操作者がロボット自身であり、画面上にはロボッ
トから見える情景が表示されるものとし、下記の動作が
組み合わされ同時に動作する。 ペンをY軸方向に移動した場合には、ロボットが正
面を向いたままY座標方向に連続的に座標移動する(座
標方向に移動している間だけ)。 ペンをV方向(Y座標軸方向)に傾けた場合には、
Y軸方向に連続的に向きを変える(傾けている間だ
け)。 ペンをX軸方向に移動した場合には、ロボットが正
面を向いたままX座標方向に連続的に座標移動する(座
標方向に移動している間だけ)。 ペンをW方向(X座標軸方向)に傾けた場合にはW
方向に連続的に向きを変える(傾けている間だけ)。 ペンをZ軸方向に移動した場合には、移動した分だ
け速度がついて前進または後退する。 ペンをU方向に回転させた場合には、ロボットのカ
メラ(目)のズーム機能がはたらき、時計方向に回転さ
せると望遠となり、反時計方向に回転させると広角とな
る。In the case of robot operation, the operation of the pen and the movement of the robot are associated as follows. In the case of this example, the operator is the robot itself, and the scene seen from the robot is displayed on the screen, and the following operations are combined and operate simultaneously. When the pen is moved in the Y-axis direction, the robot continuously moves in the Y-coordinate direction while facing the front (only while moving in the coordinate direction). When the pen is tilted in the V direction (Y coordinate axis direction),
Change direction continuously in Y-axis direction (only while tilting). When the pen is moved in the X-axis direction, the robot continuously moves in the X-coordinate direction while facing the front (only while moving in the coordinate direction). W when tilting the pen in the W direction (X coordinate axis direction)
Turn continuously in direction (only while tilting). When the pen is moved in the Z-axis direction, the pen moves forward or backward with a speed corresponding to the movement. When the pen is rotated in the U direction, the zoom function of the robot's camera (eye) works, rotating it clockwise results in telephoto, and rotating it counterclockwise results in wide angle.
【0031】また、対象物が飛行機の場合には、X軸、
Y軸方向の移動が本体の移動方向、Z軸が移動速度、
V,W方向の傾きを操縦者の目(カメラ)の方向に対応
付けることができる。以上のように、ペンとディスプレ
イ画面上のロボット等の対象物の移動、視点を対応づけ
ることにより、操作者がペンを移動させたり傾けること
により、対象物を自由に操作することができ、また、ペ
ンの回転によりその視点を変えることができるので、対
象物の操作性を向上させることができ、ゲーム等におい
てはその娯楽性を一層高めることができる。When the object is an airplane, the X axis,
The movement in the Y-axis direction is the movement direction of the main body, the Z-axis is the movement speed,
The inclination in the V and W directions can be associated with the direction of the eyes (camera) of the operator. As described above, by associating the pen with the movement of the object such as a robot on the display screen and the viewpoint, the operator can freely operate the object by moving or tilting the pen. Since the viewpoint can be changed by the rotation of the pen, the operability of the object can be improved, and the amusement of the game or the like can be further enhanced.
【0032】なお、上記例においては、ディスプレイ画
面上のカーソル、対象物の位置等を操作する例を示した
が、本発明の適用は上記例に限定されるものではなく、
例えば、ロボット、テレビカメラ等の被駆動体のリモー
トコントロール等にも適用することができる。また、上
記実施例においては、信号入力手段をペン型としたが、
信号入力手段をステック型とする等、操作者がそのX,
Y,Z軸方向を識別することができる任意の形状とする
ことができる。In the above example, an example of operating the cursor on the display screen, the position of the object, etc. is shown, but the application of the present invention is not limited to the above example.
For example, it can be applied to remote control of driven objects such as robots and television cameras. Further, in the above embodiment, the signal input means is a pen type,
If the operator inputs the X,
The shape can be any shape that can identify the Y and Z axis directions.
【0033】[0033]
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、前部および後部にそれぞれ設けられ信号入力手段の
長手方向の軸に直交するX軸とY軸方向の加速度を検出
するセンサと、上記X軸、Y軸に直交するZ軸方向の加
速度を検出するセンサと、上記Z軸回りの回転を検出す
る加速度センサとを少なくとも具備した信号入力手段
と、上記加速度センサの出力に基づき、上記信号入力手
段のX,Y,Z軸方向の移動量、X,Y軸方向への傾き
量、およびZ軸回りの回転角からなる少なくとも6チャ
ンネルの情報を算出するようにしたので、信号入力手段
を手に持って、前後/上下/左右に移動させたり、傾け
たり、さらに回転させるといった簡単な操作で、6チャ
ンネルの情報を指示することができる。As described above, according to the present invention, the sensors provided in the front portion and the rear portion, respectively, for detecting accelerations in the X-axis and Y-axis directions orthogonal to the longitudinal axis of the signal input means, A signal input unit including at least a sensor for detecting acceleration in the Z-axis direction orthogonal to the X-axis and the Y-axis, an acceleration sensor for detecting rotation about the Z-axis, and the signal based on the output of the acceleration sensor. Since the information of at least 6 channels including the movement amount of the input means in the X, Y and Z axis directions, the inclination amount in the X and Y axis directions, and the rotation angle around the Z axis is calculated, the signal input means is The information of 6 channels can be instructed by a simple operation of holding it in the hand and moving it forward / backward / upward / downward / leftward / rightward, tilting, and further rotating.
【0034】このため、コンピュータ等の機器への座標
入力、テレビカメラ、ロボット等の被駆動体の操作を簡
単な装置で容易に行うことが可能となる。また、信号入
力手段をペン型とし、該ペンの先端部に圧力センサを設
けることにより、机、紙等にペン型の信号入力手段によ
り文字等を書いたとき、上記圧力センサの出力により圧
力がかかっているときのペン先の動きを検出することが
でき、手書き文字等の入力が可能となる。Therefore, it becomes possible to easily input coordinates to a device such as a computer and operate a driven body such as a television camera or a robot with a simple device. In addition, when the pen is used as the signal input means and a pressure sensor is provided at the tip of the pen, when writing characters or the like on the desk, paper or the like by the pen type signal input means, the pressure is output by the pressure sensor. It is possible to detect the movement of the pen tip when it is over, and it is possible to input handwritten characters and the like.
【0035】さらに、Z軸方向の加速度を検出するセン
サの出力に代えて、ペン型信号入力手段の先端に設けら
れた圧力センサの出力を用いることにより、構成を簡単
にすることができる。Further, instead of the output of the sensor for detecting the acceleration in the Z-axis direction, the output of the pressure sensor provided at the tip of the pen-type signal input means is used to simplify the construction.
【図1】本発明の原理図である。FIG. 1 is a principle diagram of the present invention.
【図2】本発明の実施例のペン型信号入力手段の構成を
示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a pen-type signal input means of an embodiment of the present invention.
【図3】本発明の実施例の演算回路の構成を示す図であ
る。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of an arithmetic circuit according to an embodiment of the present invention.
【図4】ディスプレイ画面上の指示点の位置を操作する
場合を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a case where a position of a designated point on a display screen is operated.
【図5】ディスプレイ画面上の対象物を操作する場合を
説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a case where an object on the display screen is operated.
【図6】従来例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a conventional example.
1 信号入力手段 2 演算手段 3 送信手段 4 処理装置等 11 ペン型信号入力手段 21〜26 演算回路 30 制御・変調回路 A,B,C 圧力センサ X1,X2,Y1,Y2,Z,U1,U2 加速度セン
サ1 Signal Input Means 2 Arithmetic Means 3 Transmitting Means 4 Processing Devices 11 Pen Type Signal Input Means 21-26 Arithmetic Circuits 30 Control / Modulation Circuits A, B, C Pressure Sensors X1, X2, Y1, Y2, Z, U1, U2 Acceleration sensor
Claims (3)
入力手段の長手方向の軸に直交するX軸とY軸方向の加
速度を検出するセンサと、上記X軸、Y軸に直交するZ
軸方向の加速度を検出するセンサと、上記Z軸回りの回
転を検出する加速度センサとを少なくとも具備した信号
入力手段と、 上記センサの出力に基づき、上記信号入力手段のX,
Y,Z軸方向の移動量、X,Y軸方向への傾き量、およ
びZ軸回りの回転角からなる少なくとも6チャンネルの
情報を算出する手段と、 算出された上記情報を処理手段に送信する手段とを備
え、 上記少なくとも6チャンネルの情報に基づきディスプレ
イ画面上の座標位置の指示、被駆動体の操作等を行うこ
とを特徴とする信号入力装置。1. A sensor provided in each of a front portion and a rear portion for detecting acceleration in an X-axis direction and a Y-axis direction orthogonal to a longitudinal axis of the signal input means, and a Z orthogonal to the X-axis and the Y-axis.
A signal input unit including at least a sensor for detecting an acceleration in the axial direction and an acceleration sensor for detecting rotation about the Z-axis, and X of the signal input unit based on the output of the sensor.
A means for calculating information of at least 6 channels consisting of a movement amount in the Y and Z axis directions, an inclination amount in the X and Y axis directions, and a rotation angle around the Z axis, and the calculated information is transmitted to the processing means. Means for instructing the coordinate position on the display screen, operating the driven body, etc., based on the information of the at least 6 channels.
端部に圧力センサを設け、該ペンを平面上で操作したと
きの該ペン先端に加わる圧力を圧力センサにより検出す
ることを特徴とする請求項1の信号入力装置。2. The signal input means is a pen type, a pressure sensor is provided at the tip of the pen, and the pressure applied to the tip of the pen when the pen is operated on a plane is detected by the pressure sensor. The signal input device according to claim 1.
サの出力に代えて、ペン型信号入力手段の先端に設けら
れた圧力センサの出力を用いることを特徴とする請求項
2の信号入力装置。3. The signal input device according to claim 2, wherein the output of the pressure sensor provided at the tip of the pen-shaped signal input means is used instead of the output of the acceleration sensor for detecting the acceleration in the Z-axis direction. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6268456A JPH08129449A (en) | 1994-11-01 | 1994-11-01 | Signal input device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6268456A JPH08129449A (en) | 1994-11-01 | 1994-11-01 | Signal input device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08129449A true JPH08129449A (en) | 1996-05-21 |
Family
ID=17458764
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6268456A Pending JPH08129449A (en) | 1994-11-01 | 1994-11-01 | Signal input device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08129449A (en) |
Cited By (7)
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-
1994
- 1994-11-01 JP JP6268456A patent/JPH08129449A/en active Pending
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