JPH01304522A - 三次元座標入力装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 の１　′ この発明は三次元座標入力装置に関する。

三次元座標の入力可能なマウス型座標入力装置が、特開
昭６１−６２９１６号公報に開示されている。

この座標入力装置は、座標入力装置の本体に対して上下
動可能な握り部を設けている。

これにより、本体を平面で動かして、所望の所で平面座
標値（Ｘ、Ｙ）を設定し、座標読取りスイッチを押して
この平面座標値（Ｘ。

Ｙ）を読取ってコンピュータ等に入力する。

また、握り部を上下動して所定の高さのところで直交方
向の座標値（Ｚ）を設定し、この座標（Ｚ）を座標読取
りスイッチを押して読取ってコンピュータ等に入力する
のである。

が　゛　しようとする６ ところが、この種の座標入力装置は、片手で入力装置を
操作する必要上、握り部に上記座標読取りスイッチが設
けられている。このため、このスイッチを押して座標値
（Ｚ）を読取る際に、スイッチを押す力により、すでに
設定した直交方向の座標値（Ｚ）が狂ってしまう。

このように僅かでも直交方向の座標値が違ってしまうの
で、この種の座標入力装置は信頼性が低い。

１１へ１江 この発明は、平面座標値はもちろんのこと平面と直交す
る方向の座標値を正確に入力できる三次元座標入力装置
を提供することを目的とする。

１に」１ この発明は特許請求の範囲を要旨としている。

【　を　゛するための 第２図〜第４図を参照する。

直交方向の座標設定部１２は操作部１０に設けである。

この直交方向の座標設定部１２は変位して直交座標を設
定するのである。この設定の際に座Ｆ設定部１２が変位
するへ方向は、座標読取り手段１１の操作するＢ方向と
は異なる。

［ＪＬ 第１図と第２図を参照する。

座標設定部１２をへ方向に変位して、直交方向の座標値
（Ｚ）を設定後、座標読取り手段１１をＢ方向に操作し
てその直交方向の座標値（Ｚ）を読取り、たとえばコン
ピュータに入力する。

１克に−１ 第１図はこの発明の三次元座標入力装置１を備えたステ
レオ画像測定機を示している。

このステレオ画像測定機は、公知の方式のいわゆる二眼
式立体テレビジョン方式のもので、右モニタ２、左モニ
タ３、偏光板２ａ。

３ａ、コンピュータ４、画像メモリ制御ユニット５、左
右画像記録装置６、ハーフミラ−７、偏光メガネ８を有
している。上記三次元座標入力装置１はいわゆるマウス
型のものである。

右モニタ２と左モニタ３および左右画像記録装＠６は画
像メモリ制御ユニット５に接続されている。またコンピ
ュータ４もこのユニット５に接続されている。

右モニタ２と左モニタ３の間にハーフミラ−７が配置さ
れている。右モニタ２の前には偏光板２ａが、左モニタ
３の前には偏光板３ａがそれぞれ配置されている。

コンピュータ４にオペレータＯＰが指令すると、画像メ
モリ制御ユニット５は、左右画像記録装置６の記録画像
を右モニタ２と左モニタ３に表示するのである。右モニ
タ２は右眼用で、右モニタ２の画像は偏光板２ａを通り
ハーフミラ−７で反射されて左眼に達する。

一方、左モニタ３は左眼用で、左モニタ３の画像は偏光
板３ａを通りハーフミラ−７を通り左眼に達する。これ
により、偏光メガネ８をかけたオペレータＯＰは、右モ
ニタ２と左モニタ３の各画像をステレオ画像として見る
ことができる。これらの画像は、所定の距離離れた別々
の位置から搬影した１組の画像であり、画像内の所望位
置の三次元ル標を求めるのである。この方式は公知のも
のである。

第１図で例示している三次元座標入力装置１（以下装置
という）は、詳しいことはあとで説明するが、この装置
１は、操作部１０に座標読取り手段１１、直交方向座標
設定部１２などを有している。

この装置１をオペレータＯＰが手で操作部１０を持って
机などの平面上で操作づることにより、右モニタ２と左
モニタ３にそれぞれあるカーソルの指標を動かして、平
面座標（Ｘ、Ｙ）を設定できる。そして座標読取り手段
１１のスイッチＩｌａを押せばこの平面座標値をコンピ
ュータ４に読取って入力できる。つまり右モニタ２と左
モニタ３のカーソル上の指標が固定されるのである。

また、直交方向座標設定部１２を操作するとカーソルの
指標が平面と直交する方向に動き、平面と直交する方向
の座標値（Ｚ）の設定ができる。スイッチ１１ｂを押せ
ばその直交方向座標値（Ｚ）をコンピュータ４に入力で
きる。

このようなステレオ画像を利用して測定する用途として
は、たとえば航空機により異なる位置で踊影した画像を
ステレオ画像にして山等の高さを測定する測量システム
などがある。

第１図の三次元座標入力装置１は、平面座標（Ｘ、Ｙ）
とこの平面座標と直交する方向の座ａ＜Ｚ＞とをコンピ
ュータ４に与えて右モニタ２と左モニタ３に示されてい
るカーソルの指標を、与えられた平面座標とこの平面と
直交する方向の座標に沿って移動させるようになってい
る。

たとえば第１９図と第２０図には航空８１搬彰で得られ
た画像に示す山の高さを測定する方法を示しておく。

第１９図と第２０図においてＧ１　、Ｇ２は左と右の画
像である。ＳＧはステレオ画像である。Ｑｌ　、Ｇ２は
オペレータの左右の眼の位置である。

第１９図において、平面と直交する方向の座標Ｚを固定
にしている。しかも画＠Ｇ１とＧ２における平面座標Ｘ
ｉ　、Ｘ２が Ｘ２−ＸＩ　士一定値 の関係を利用してライン９にそって左モニタ２と右モニ
タ３に表示されたカーソルの指標を水平移動する。ステ
レオ画像ＳＧの所定位置とライン９が交差したときに平
面座標Ｘ１、×２の値を第１図の三次元座標入力装置１
のスイッチ１１ｂを押してコンピュータに与える。これ
により所定位置におけるステレオ画像ＳＧの山の高さが
判る。

第２０図においては、平面座標Ｘ１．Ｘ２を固定して直
交方向の座標ＺをラインＬにぞって指標を移動する。ス
テレオ画（ｉＪ！ＳＧの所定位置とラインＬが交差した
ときに座標Ｚの値を三次元座標入力装置の座標読取りス
イッチを押してコンピュータに与える。これにより所定
位置におけるステレオ画像ＳＧの山の高さが判る。この
場合はＸｉ　、Ｘ２の２変量の計算が必要である。

このように平面座標のみならず平面と直交する方向の座
標をも三次元座標入力装置により正確に入力することに
より、航空写真による画像から正確な山等の測量が可能
となる。

第２図〜第４図にはこの発明に係る上記の三次元座標入
力装置１の実施例１が示しである。

三次元座標入力装置１は、マウス型の操作部１０１座標
読取り手段１１、ダイヤル式の直交方向座標設定部１２
および平面座標設定用のボール１３を有している。

この三次元座標入力装置１の操作部１０は、第５図〜第
７図に示す内部構造を有している。

平面座標計測機構１４は、ボール１３と関連して配置さ
れている。直交方向の座標計測機構１５は直交方向座標
設定部１２と関連して配置されている。

まず平面座標計測機構１４は、２つの回転軸１４ａ、１
４ｂを有する。操作部１０を平面上で動かしてボール１
３を回すと、これらの回転軸１４ａ、１４ｂは平面のＸ
方向とＹ方向の各方向成分の移動層をロークリエンコー
ダ１４ｃ、１４ｄにそれぞれ与える。この移動量はロー
タリエンコーダ１４ｃ、１４ｄでデジタル化する。

得られた平面の座標を示すデジタル値は、入力したい位
置で第２図の座標読取り手段１１のスイッチ１１ａを押
すことで第１図のコンピュータ４に与えることができる
。これに基いてコンピュータ４は左モニタ２と右モニタ
３の指標を対応位置に固定する。

直交方向の座標計測機構１５は、回転軸１５ａを有し、
この回転軸１５ａはダイヤル式の直交方向座標設定部１
２により回転される。

この座標入力部１２の回転ｍにより平面と直交するＺ方
向成分の移動量をロータリエンコーダ１５ｂに与える。

この移動量はロータリエンコーダ１５ｂでデジタル化す
る。得られた直交方向の座標を示すデジタル値は、入力
したい位置で第２図のスイッチ１１ｂを矢印Ｂ方向に押
すことで第１図のコンピュータ４に与えることができる
。

このように直交方向座標設定部１２の変位方向Ａは、ス
イッチ１１ｂの操作方向日と全く異なる。このためスイ
ッチ１１ａやスイッチ１１ｂを操作方向日に押しても直
交方向座標の設定値に変化を与えることがない。

第２図〜第７図に示す実施例１の三次元座標入力装置１
は、右手で操作するのに特に向いている。

直交方向座標設定部１２と関連の直交方向の座標計測機
構１５を第２図のスイッチ１１ａ側に設ければ左手で操
作するのに適する。

支１１−Ｌ 第８図〜第１０図を参照する。

実施例２の三次元座標入力装［１１０１は、右手でも左
手でも使用できるように、操作部１１０におイテ、スイ
ッチ１１ａ、１１ｔｚ７）近くにそれぞれ直交方向の座
標設定部１１２゜１２２を設けたものである。この座標
設定部１１２．１２２はダイヤル式で、図示しないがそ
れぞれ実施例１の直交方向の座標計測機構１５と同様の
ものが関連して設けられている。

平面座標入力用のボール１１３は実施例１のボール１３
と同様のもので、図示しないが、実施例１の平面座標計
測機構１４と同じものが関連して設けられている。

友１１−１ 第１１図〜第１３図に示す実施例３の三次元座標入力装
ｆ！２０１も右手と左手のいずれでも使用できる。つま
り操作部２１０において、ダイヤル式の直交方向座標設
定部２１２をスイッチ１１ａ、１１ｂから等距離になる
位置に設けである。その他は実施例１と同様である。

裏ａ 第１４図〜第１６図を参照する。

実施例４の三次元座標入力装置３０１では、操作部３１
０においてダイヤル式の直交方向座標設定部３１２がほ
ぼスイッチｉ１ａ、ｉ１ｂの間に位置している。この実
施例４も左右のいずれの手でも操作できる。

火」１九−山一 第１７図〜第１８図を参照する。

実施例１〜４の直交方向座標設定部はいずれもダイヤル
式のものであった。しかし実施例５の直交方向座標設定
部４１２はスライド式のもので点線で示すようにへ方向
に変位する。一方スイッチ１１ａ、１１ｂはＢ方向に操
作づ”る。

ところでこの発明は上）本の実施例に限定されない。た
とえば直交方向座標設定部１２をダイヤル式にして、ス
イッチ１１ａ、１１ｂをスライド式にしてもよい。

なお、この発明の三次元座標入力装置は、もちろん物体
の三次元表示を行う三次元ＣＡＤシステム、三次元グラ
フィックシステムなどの三次元座標入力にも使用できる
。

ｌ吐へ１１ 以上説明したようにこの発明によれば、平面と直交する
方向の座標を入力するための座標読取り手段の操作方向
と直径方向座標設定部の変位方向とを異なる方向にして
いるので、座標読取りスイッチを操作しても直交方向座
標設定部の設定値に影響を与えない。このため信頼性の
高い三次元座標入力ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の三次元座標入力装置実施例１を備え
たステレオ画像測定機を示す図、第２図は三次元座標入
力装置の実施例１を示す平面図、第３図は実施例１の正
面図、第４図は実施例１の側面図、第５図は実施例１の
内部を示す平面図、第６図は実施例１の内部を示す正面
図、第７図は実施例１の内部を示す側面図、第８図は実
施例２の平面図、第９図は実施例２の正面図、第１０図
は実施例２の側面図、第１１図は実施例３の平面図、第
１２図は実施例３の正面図、第１３図は実施例３の側面
図、第１４図は実施例４の平面図、第１５図は実施例４
の正面図、第１６図は実施例４の側面図、第１７図と第
１８図は実施例５を示す図、第１９図と第２０図は画像
測定方法の例を示す図である。 １・・・・・・・・・三次元座標入力装置１０・・・・
・・操作部 １１・・・・・・座標読取り手段 １１ａ、１１ｂ・・・座標読取りスイッチ１２・・・・
・・直交方向座標設定部 １３・・・・・・ボール １４・・・・・・平面座標計測機構 １５・・・・・・直交方向の座標計測機構第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図 第１０図 １１１１　　　　＼ 第１２図 第１３図 第１４図 第１５図 第１６図 第１７図 １ｂ 第１８図 Δ 第１９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 操作部を平面内で移動させかつ該操作部に 設けた座標読取り手段の操作により平面座標の入力が可
   能で、しかも上記平面と直交する方向の座標も上記座標
   読取り手段の操作により入力可能なマウス型三次元座標
   入力装置であり、 上記平面と直交する方向の座標を読取るた めに上記座標読取り手段を操作する方向とは異なる方向
   に変位して上記平面と直交する方向の座標を設定するた
   めの直交方向座標設定部を、上記操作部に設けたことを
   特徴とする三次元座標入力装置。