JPH05150897A - ３次元デジタイザ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高精度の座標指示ができる３次元デジタイザ
を提供する。 【構成】 板状の透明部材を含んで構成するとともに、
位置指示器との相互作用により位置指示器が位置づけら
れたＸＹ平面上の座標値を検出する座標入力テーブル
と、座標入力テーブルと相互作用を生じ、かつ、レーザ
ダイオードと位置検出素子によって上記ＸＹ平面に対し
て垂直方向であるＺ方向の距離を検出する位置指示器
と、上記座標入力テーブルと上記位置指示器の動作制御
を行うとともに両者の検出結果を演算する処理回路とを
有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、物体表面の３次元座標
を入力する装置、すなわち３次元デジタイザに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、空間の３次元座標を入力する装置
には次に記す装置があった。その装置は、位置指示器か
ら発信された音波を３点に置かれた音波検知器により受
信し、音波が各検知器に達するまでの時間を比較演算す
ることにより、位置指示器が指示する３次元座標値を演
算入力するものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来装置において
は、位置指示器から発信された音波が検出されるまでの
時間に基づいて位置指示器の座標を検出していたので、
高精度の座標入力を行うには不向きなものであった。本
発明は上記点に対してなされたもので、３次元の座標入
力を高精度に行うことができる、３次元デジタイザを提
供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】このため本発明の３次元
デジタイザは、板状の透明部材を含んで構成するととも
に、位置指示器との相互作用により位置指示器が位置づ
けられたＸＹ平面上の座標値を検出する座標入力テーブ
ルと、座標入力テーブルと相互作用を生じ、かつ、レー
ザダイオードと位置検出素子によって上記ＸＹ平面に対
して垂直方向であるＺ方向の距離を検出する位置指示器
と、上記座標入力テーブルと上記位置指示器の動作制御
を行うとともに両者の検出結果を演算する処理回路とか
ら構成した。

【０００５】

【作用】従って本発明の３次元デジタイザでは、座標入
力テーブルでＸＹ平面座標を検出し、レーザダイオード
と位置検出素子によって上記ＸＹ平面に垂直なＺ方向の
座標を検出するように構成したので、高精度な３次元座
標入力が可能となった。

【０００６】

【実施例】以下、図を用いて本発明を説明する。図３
は、本発明の３次元デジタイザの電気的構成を示す説明
図である。

【０００７】タブレット１は、第１の方向に複数群配列
され、電流が供給されることにより磁界を発生する発信
コイル群１１と、上記発信コイル群１１に接続され、発
信コイル群に順次電流を供給する駆動回路１２と、上記
第１の方向と直交する第２の方向に複数配列された受信
コイル群１３と、上記受信コイル群１３に接続され、位
置指示器２との相互作用によって受信コイル群に発生し
た誘導電圧を順次検出するセンス回路１４と、位置指示
器２のレーザダイオード２２を動作させるレーザ駆動回
路１８と、位置指示器２のフォトダイオードアレイ２６
の出力を増幅する増幅回路１９と、上記駆動回路１２
と、上記センス回路１４と、上記レーザ駆動回路１８
と、上記増幅回路１９の各要素の動作を制御するととも
に座標情報を演算する処理回路１５とを有している。

【０００８】位置指示器２は、コイル２１１にコンデン
サ２１２ａを接続した回路に、コンデンサ２１２ｂとス
イッチ２１４を直列に接続したものをコンデンサ２１２
ａに対して並列に接続した同調回路２１と、上記レーザ
駆動回路１８に接続されたレーザダイオード２２と、位
置検出素子としてのフォトダイオードアレイ２３とを有
している。

【０００９】上記構成の位置指示器によるＸＹ方向の座
標検出は次のように行われる。まず、駆動回路１２から
上記発信コイル群１１に順次電流を供給し、発信コイル
群１１の周囲に磁界を発生させる。次いで、位置指示器
２を発信コイル群上に位置付けることにより、発生した
磁界と位置指示器２内の同調回路２１とを磁界結合さ
せ、記受信コイル群１３に電圧を誘導する。該誘導電圧
を順次センス回路１４で検出し、最大誘導電圧が検出さ
れた発信コイルと、最大電圧が誘導された受信コイルと
の関係により処理回路１５にて位置指示器２のＸＹ指示
座標を求める。

【００１０】次いで図２を参照し、Ｚ座標の検出につい
て説明する。図２はＺ座標の検出についての説明図であ
る。位置指示器２は、その位置検出部にレーザダイオー
ド２２と、位置検出素子としてのフォトダイオードアレ
イ２３と、図示しないコイル２１１を有している。座標
入力テーブル１７には透明板材が用いられ、その内部に
は上記発信コイル群１１および受信コイル群１３が埋設
されている。ここで、コイル群の線径はレーザ光径に対
して十分細いものを用い、レーザ光の進路を妨げないよ
うになっている。レーザダイオード２２はコイル２１１
の中心点に配置するとともにレーザ光がＺ方向に照射さ
れるように配置し、フォトダイオードアレイ２３は、測
定物によって反射されたレーザ光の正反射成分のみを受
光するようにレーザダイオード２２の近傍に配置する。

【００１１】今、測定対象物のａ面とｂ面のＺ座標を検
出する場合を考える。レーザダイオード２２から照射さ
れたレーザ光は、ａ面で反射した場合には図中実線で示
された光路を通り正反射成分のみがフォトダイオードア
レイ２３に到達し、ｂ面で反射した場合には図中破線で
示された光路を通り正反射成分のみがフォトダイオード
アレイ２２に到達する。上記反射光は、反射面との距離
によってダイオードアレイの異なる位置に到達し、その
位置は上記距離により決まるものである。従って本発明
の位置指示器では、フォトダイオードアレイからの出力
を増幅回路１９を介して処理回路１５に導き、出力波形
のピーク点を検出することによりＺ座標を演算してい
る。

【００１２】図１を参照する。図１は本発明の３次元デ
ジタイザの外観図であり、（ａ）は上方から見た図、
（ｂ）は側方から見た図である。タブレット１は、ハウ
ジング１６と、座標入力テーブル１７とを有している。
ハウジング１６内には先に説明した電気要素が配設さ
れ、かつ、ハウジング１６は座標入力テーブル１７の脚
となっており座標入力テーブルを上方に持ち上げてい
る。また、透明板材で形成され座標入力テーブル１７に
は発信コイル群１１および受信コイル群１３がコイル群
として設けられている。測定対象物は、持ち上げられた
座標入力テーブル１７の下に置かれ、座標入力テーブル
１７上に位置付ける位置指示器２により、その表面の３
次元座標を測定される。位置指示器２による座標指示
は、位置指示器を座標テーブル１７上に位置づけること
によりなされる。座標の演算は、先に説明したようにＸ
Ｙ座標を位置指示器２と座標入力テーブル１７との相互
作用によって検出し、Ｚ座標をレーザダイオード２２と
フォトダイオードアレイ２３によって検出し、両者の検
出結果を処理回路１５で演算することによって行われ
る。

【００１３】

【発明の効果】本発明の３次元デジタイザでは、座標入
力テーブルでＸＹ平面座標を検出し、レーザダイオード
と位置検出素子によってＺ座標を検出するように構成し
たので、高精度な３次元座標入力ができるという効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の外観を示す説明図である。

【図２】位置指示器のＺ座標の検出方法を示す説明図で
ある。

【図３】本発明の３次元デジタイザの電気的構成を示す
説明図である。

【符号の説明】

１１ 発信コイル群 １２ 駆動回路 １３ 受信コイル群 １４ センス回路 １５ 処理回路 ２１ 同調回路 ２２ レーザダイオード ２３ フォトダイオードアレイ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板状の透明部材を含んで構成するととも
   に、位置指示器との相互作用により位置指示器が位置づ
   けられたＸＹ平面上の座標値を検出する座標入力テーブ
   ルと、 座標入力テーブルと相互作用を生じ、かつ、レーザダイ
   オードと位置検出素子を有する位置指示器と、 上記座標入力テーブルと上記位置指示器の動作制御を行
   うとともに両者の検出結果を演算する処理回路とを有し
   た３次元デジタイザ。