JPH04218824A - 多次元情報入力装置 - Google Patents

多次元情報入力装置

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JPH04218824A
JPH04218824A JP2412300A JP41230090A JPH04218824A JP H04218824 A JPH04218824 A JP H04218824A JP 2412300 A JP2412300 A JP 2412300A JP 41230090 A JP41230090 A JP 41230090A JP H04218824 A JPH04218824 A JP H04218824A
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JP
Japan
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angular velocity
input device
information input
operator
operation body
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JP2412300A
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Inventor
Shiko Hirabayashi
平林　司光
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Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Corp
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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。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、操作者が制御対象を観
察しながら相対運動指令を非接触で与え、自然な動作で
意図する情報を電気信号に変換する装置として、特にコ
ンピューターの二次元又は、三次元の座標あるいは方向
入力装置、またはロボットの動作指令装置として適した
多次元情報入力装置である。
【０００２】
【従来の技術】コンピューターの座標又は方向入力装置
として従来から、トラックボール、ジョイスティック、
マウス等があり広く使用されている。しかし、従来のマ
ウスでは、マウス内のボールを転がして機械的にその変
位量を検出するため、操作のためにある程度の範囲を持
つ滑らかな平面を必要とする。また、従来のジョイステ
ィックでは装置の場所を取らないが可動部範囲に制限が
あり、微少な入力が難しい。そして、従来のトラックボ
ールでは上述のような問題が起こらない反面、トラック
ボールのボタン操作とトラックボールの操作を同時にす
ることが困難である。
【０００３】さらに、これらの装置は本来二次元入力装
置であるが、従来の装置を工夫して三次元入力装置に改
良したもの（例えば、トラックボールに対しては特開昭
６２−４０６１９）もあるが、本来二次元用のものを三
次元用に改良したため、操作者の意図するとこととは異
なる不自然な動作を要求するものとなっていた。また、
非接触者で三次元入力を行なうものとして、例えば、特
開平１−９６７２０に開示されている、加速度センサを
使った座標入力装置がある。これは、人が装置に対して
、並進運動を与える事によって、動きを加速度で検知す
るものであり、回転情報を得られない、また位置座標に
変換するために加速度を２回積分せねばならず、複雑な
演算を行なうため演算誤差を生じ易く、高価であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述の問題を解決する
と同時に、使用場所を限定せず、高精度に、安価で操作
者の意図するまま入力を可能にする非接触多次元情報入
力装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸上に角
速度検出器を設け、箱形や楕円筒状の側面の３指が当た
る部分に楕円溝を設け人がグリップし易い形状や関節、
肩、頭等に取付け易い形状をした、人が指令する複数個
のボタンを有する前記角速度検出器を装着した操作体と
、操作体より得られる各軸の角速度信号を、Ｖ／Ｆ変換
器、Ｖ／Ｆ変換器と並列に接続した符号検出回路、人が
プッシュするボタンの指令信号によりＶ／Ｆ変換器の出
力をカウントまたはストップするゲート回路とゲート回
路に接続したカウンタ回路でコンピューターが使用でき
る信号に変換する回路を構成した。操作体によって人に
手の動きを直接検出し、操作体の出力信号を処理して変
位入力としてコンピューターに取り込み、ボタン操作に
よって人からの指示を与える。
【０００６】
【作用】操作者が操作体に三次元的な回転運動を与える
と、各軸に設けた角速度検出器がＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸周り
の角速度を検出する。この角速度をＶ／Ｆ変換器からカ
ウンタ回路までの回路で一回積分すると三次元の変位と
なる。
【０００７】
【実施例】以下に、第１図と第２図を参照して本発明の
実施例を説明する。第１図において、全体を箱形や楕円
筒状にし側面の３指が当たる部分に楕円溝を設けグリッ
プしたとき馴染む形状をした操作体１の内部には、Ｘ，
Ｙ，Ｚ軸上に、互いに直交させて角速度検出器４、５、
６を内装している。なお、本案では角速度検出器として
、音叉型ジャイロスコープを使用している。
【０００８】これは音叉型をした振動子と平行な軸周り
に回転変位が与えられると、角速度に比例した電圧を出
力するものである。勿論、角速度検出器は音叉型ジャイ
ロスコープに限定するものではない。操作体１の強面に
は、グリップしたとき、親指と人指にフィットする位置
に、人からの指示が入力される、操作ボタン２、３を設
けてある。これによって、操作者は、この装置を手で握
り、これに対して回転変位を与えることによって、各軸
の回転運動の角速度が各々の角速度検出器４、５、６に
よって検出される。
【０００９】各々の角速度検出器４、５、６の出力信号
Ｘ軸信号、Ｙ軸信号、Ｚ軸信号はケーブル７により、第
２図で示される電圧周波数変換回路２１、２１、２１と
、これと並列に接続した回転方向の正・負を判定すつ符
号検出回路２２、２２、２２に入力される。電圧周波数
変換回路２１、２１、２１と符号検出器回路２２、２２
、２２に各々の出力はパルス変換回路２３、２３、２３
に入力される。
【００１０】パルス変換回路は、例えば第３図に１軸分
を示すように、２個のフリップフロップ３２と符号変換
器３１、５個のＮＡＮＤ３３から構成するゲート回路で
構成すればよい、この回路に、第４図に示すタイミング
で電圧周波数変換回路２１の出力ａｘ　および符号検出
回路２２の出力ｂｘ　を入力すると、光学式エンコーダ
ーから得られる出力信号と同等の２つの位相のずれた、
Ａ相、Ｂ相パルスｃ、ｄが出力される。
【００１１】パルス変換回路２３、２３、２３の各軸の
出力は出力制御回路２４、２４、２４に入力される。ゲ
ート回路２４、２４、２４には、人が操作ボタン２、３
により入力タイミングを指示する指令信号を入力し、パ
ルス変換回路２３、２３、２３の出力時期を制御する。 ゲート回路２４、２４、２４の出力はカウンタ回路２５
、２５、２５に入力され指令タイミングに対応するパル
ス数を積算カウントすると制御対象に相対運動量を指令
できる。
【００１２】カウンタ回路２５、２５、２５の出力は、
そのままコンピューター１０に対する情報入力として使
用するとグラフィク画面の回転指令となる。第５図に示
す他の実施例は、操作体としてヘッドホンのバンドに直
交させて角速度検出器４、６を、Ｘ、Ｚの２軸だけに設
けたもので、この場合、制御回路は２軸分だけでよく、
操作者が頭に装着し、頭を振ることにより、従来のマウ
スに置き代わる入力装置とすることが可能である。なお
、ヘッドホンをヘルメットに替え、角度検出器４、５、
６を直交させて設けてもよい。
【００１３】第６図に示すその他の実施例は、操作体を
靴状にし、角度検出器を実施例もしくは他の実施例と同
様に配置し、足の親指部に操作ボタン３を装着したもの
で、人の足と親指の動きが、そのまま入力となる。しか
しこの場合、人の不必要な動きが入力となることがあり
、これを避けるために、実施例（第１図）に示される操
作体１を併用し、ボタン２で変位検出信号の有効、無効
を確認して指示するようにしてもよい。これによって、
手の不自由な人のためのコンピューターディスプレイの
カーソル制御装置としても使用できる。
【００１４】
【発明の効果】本発明は、操作者の動きを直接電気信号
に変えるため、操作者の動きをそのまま入力することが
できる。操作者の動きをそのまま相対運動指令入力とす
るために、任意の空間で非接触に三次元物体を扱うＣＡ
Ｄシステム、グラフィックシステムでの三次元方向入力
あるいは、コンピューターのカーソル制御において操作
が極めて容易になる。また、操作装置上にボタンを等を
取り付けて、情報入力のモードを切り換えることによっ
て並進運動と回転運動の情報入力が可能である。従来の
コンピューター入力装置は手で操作されていたが、本発
明では、頭、肩、等の複数の自由度を有する関節に取り
付けて入力することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による情報入力装置の実施例を示す一部
断面の斜視図。
【図２】制御回路のブロック図。
【図３】パルス変換回路のブロック図。
【図４】パルス変換回路のタイミングチャート。
【図５】他の実施例を示す斜視図。
【図６】その他の実施例を示す斜視図。
【符号の説明】
１は操作体、２、３はボタン、４、５、６は角速度検出
器、７は信号ケーブル、８はバンド、９は靴、１０はコ
ンピューター、２１は電圧周波数変換回路、２２は符号
変換器、２３はパルス変換回路、２４はゲート回路、２
５はカウンタ回路、３１は符号変換器、３２はフリップ
フロップ、３３はＮＡＮＤである。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】直行する軸上に複数の角速度検出器を内装
    し、外表面に操作ボタンを有する操作体と、前記角速度
    検出器に接続した電圧周波数変換器と、前記電圧周波数
    変換器と並列に接続した符号検出回路と、前記操作ボタ
    ンの指令により前記電圧周波数変換器の出力のカウント
    を有効または無効とするゲート回路と、前記ゲート回路
    に接続したカウンタ回路よりなることを特徴とする多次
    元情報入力装置。
  2. 【請求項２】前記角速度検出器を直交する３軸上に配置
    した請求項１記載の多次元情報入力装置。
  3. 【請求項３】前記角速度検出器を直交する２軸上に配置
    した請求項１記載の多次元情報入力装置。
  4. 【請求項４】前記操作体を、楕円筒状にし指の３指が当
    たる所に楕円溝を設け、グリップし易い形状とした請求
    項１ないし３記載の多次元情報入力装置。
  5. 【請求項５】前記操作対を靴状にした請求項１ないし３
    記載の多次元入力装置。
  6. 【請求項６】前記操作体をヘッドホン状にした請求項１
    ないし３記載の多次元入力装置。
JP2412300A 1990-12-19 1990-12-19 多次元情報入力装置 Pending JPH04218824A (ja)

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