三维指示方法和三维指示装置制造方法及图纸

本发明专利技术揭示了三维指示方法。在本发明专利技术的三维指示方法中，根据在预定的检测面上使用输入笔的笔尖进行了指示时的指示位置的二维坐标、以及对前述输入笔的笔尖施加的压力即笔压或者进行了持续指示的时间或前述输入笔具有的操作单元的操作，指示表现在显示装置上的三维空间内的期望点。并且，在本发明专利技术的三维指示方法中，根据前述输入笔的笔尖或者进行了持续指示的时间或前述输入笔具有的操作单元的操作，使显示在前述三维空间内的三维指针的深度方向的坐标变化来显示在显示装置上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于进行三维指示的技术，特别是，涉及使用具有笔型 操作部的输入装置来进行表现在显示装置上的三维空间内的指示的技 术。并且，本专利技术涉及用于使用指针三维指示配置(显示)在表现于显 示装置上的三维空间上的对象的技术。并且，本专利技术涉及用于选择配置 和显示在三维空间内的对象或者用于指示配置和显示在三维空间内的对 象的三维显示控制技术。
技术介绍
近年来，伴随PC (个人计算机)的运算性能的显著提高和处理速度 的高速化、以及图形功能的强化等，GUI(图形用户界面)的显示、功能、 操作全都比以往更加复杂，有很多情况是，当操作者执行目标动作时， 它们成为累赘而妨碍有效操作。为了改善这种状态而想出的是，使用三维空间来呈现和操作信息。 这常常被称为三维GUI等，是在三维空间内三维地配置对象，并使用规 定的输入装置来操作该对象的结构。除了该三维GUI以外，在三维空间 内进行设计等的CAD和CG等中，有时也使用相同的结构，但从操作和 指示相同的三维对象的观点来看，这里以三维GUI为例进行讨论。当使 用该三维GUI时，可三维地配置以往在二维上排列或者重叠配置的对象，可有效使用作业空间。并且，由于包围我们的实际世界是三维空间，因而通过使GUI三维化，得到可比二维GUI更直观地使用的GUI。这里，在操作该三维GUI的过程中成为必要的课题之一，有位于各 种深度位置的对象的指示。在以往的技术中，通过使用在二维GUI中使 用的鼠标、键盘、操纵杆等来附加指针的深度移动所需要的新的功能， 实现了三维空间内的指示。然而，这具有以下等的缺点，即由于操作 者使用输入装置进行操作的空间与实际显示指针的空间不同，因而操作 者需要有意识地将这些空间之间对应起来的多余动作，而且由于针对深 度移动的功能附加等而使操作自身变得复杂。而且，作为在操作三维GUI的过程中成为必要的课题之一，有在三 维空间内的对象的操作。以往，有时使用PHANToM (SensAble Techologies， Inc.)或SPIDER (例如，参照非专利文献l)的三维输入装 置来进行三维空间内的对象操作，但与先前的指示问题一样，由于操作 者使用输入装置进行操作的空间与实际显示指针的空间不同，因而操作 者需要必须使这些空间有意识地对应的多余作业，而且，由于存在臂和 固定线，因而操作者可操作的空间有限制，为了扩大空间，无论怎么也 不得不使装置大规模化。而且，上述装置作为装置尚未一般普及，还不 能说是每个人都能够熟练使用的装置。另外，作为具有我们非常熟知的形式的装置，有笔型输入装置。近 年来，作为在以往的二维GUI等的指示和对象操作中广泛使用的装置， 有手写数码笔板(pentablet)。其中，电磁感应方式的手写数码笔板(例 如，参照专利文献l)由于因该装置的简易性而具有便携性、可直接使用 笔指示画面、以及可取得的信息(二维位置、笔压、笔的壳体的角度、 笔具有的按钮、滚轮等的状态等)的丰富性等，所以作为取代鼠标的输 入装置，正安装在PC和PDA (Personal Digital Assistant:个人数字助理) 上，并且近年来也正安装在便携电话等上。然而，作为二维输入装置广泛使用的手写数码笔板(笔型输入装置) 作为三维输入装置使用的例子不多。作为一例，有以下尝试，g卩在空 中手持可取得笔的倾斜和三维位置的笔型装置，在位于笔尖的显示装置内虚拟显示笔尖(指针)，使用虚拟显示的笔尖作为指针来实现三维空间 内的指示(例如，参照专利文献2)。在该方法中，虽然操作者进行操作 的空间与实际有指针显示的空间分离，但是在感觉到虚拟显示的笔尖犹 如是自己的笔的一部分的这点上却超过了以往技术。然而，由于操作者 必须在空中手持笔型输入装置，因而从疲劳的观点来看不适合长时间的 指示作业。并且，由于手悬空，因而手的位置难以固定在一点，具有不 能在操作者的目标位置保持笔尖的大的缺点。即，由于操作者使用输入 装置进行操作的空间与实际显示指针和对象的空间不同，因而操作者需 要必须使这些空间有意识地对应的多余作业。因此，使用该系统进行对 象的细微操作等实际上是困难的。根据以上所述，要求以下的三维指示方法和三维对象操作方法，艮口-能对比以往的二维GUI更接近实际世界的三维GUI，以与实际世界相同 的感觉进行指示和对象操作，装置结构也简单，而且操作者不会疲劳而 能有效且准确地对三维空间进行指示和对象操作，并且也能容易地进行 所指示的对象的加工、编辑等。下面，对三维空间内的指针显示相关的
技术介绍
进行说明。如前所 述，在以往的技术中，通过对在二维GUI中使用的鼠标、键盘、操纵杆 等的操作附加朝深度方向移动所需要的新功能，实现指针的三维空间内 的移动。并且，指针的深度方向的位置例如，通过使指针放大或縮小来 表现，进行空间内的位于深处的对象的指示(例如，参照非专利文献2)。 即，提出了在三维空间内，当指针位于近处时使指针显示得大，当位于 深处时，使指针显示得小的方法等。然而，这些方法大多屡次发生以下情况，即由于显示在三维空间 内的指针可在空间内沿深度方向自由移动，因而即使指针显示在显示装 置上，操作者也不能对该指针究竟在哪个深度位置以及正在指示何处进 行感知(识别)。为了解决该问题，例如具有如下的方法在指针附近显示表示深度位置不改变的xyz轴等的基准坐标等，以容易感知深度位置(例如，参 照专利文献3)。然而，有时由于在显示面上出现基准坐标而遮挡操作者的视野，使作业效率下降。并且，基准坐标在指示实际世界的对象时不 出现。因此，显示基准坐标的方法，在从要以与实际世界相同的感觉操 作GUI的观点来看的情况下，难以说是最佳方法。根据以上，为了以与实际世界相同的感觉操作三维GUI，在三维GUI 中的使用指针的指示作业中，要求由操作者对指针位于哪个深度位置、 以及正在指示何处都能迅速且准确地进行识别的有效的指示方法。在以往的三维GUI中的使用指针的指示作业中，具有以下的问题点， 即操作者难以对指针位于哪个深度位置以及正在指示何处直观且准确 地进行识别。下面，对三维空间内的指针显示相关的其他
技术介绍
进行说明。 作为广泛用作计算机的GUI的例子，在计算机的显示画面上模仿桌 面图像的桌面隐喻(desktop metaphor)是公知的。目前，计算机大多使 用以该桌面画面为核心的用户界面。桌面画面从20世纪80年代的后半 期实现了产品化，而由于计算机的处理能力和显示装置的高性能化，二 维桌面画面釆用细微的图形表现，与此同时，达到高性能化，外观也华 丽，立体视觉效果也实现多样化。而且，最近还提出把桌面扩展到三维 空间、并三维地配置图标和窗口等的对象的尝试(例如，参照非专利文 献3)。在三维桌面中，具有的优点是，除了以往的二维平面空间以外，还 由于深度方向的自由度扩大，因而可功能性地进行图标和窗口的排列。 然而，即使使桌面三维化，使用指针的指示依然受二维移动制约。因此， 完全利用深度方向的自由度变得困难。相比之下，还考虑了使指针三维移动的尝试，然而在将对象配置在 三维空间内，使指针三维移动的情况下，具有的问题是，指针隐藏在位 于近处的对象的背后，看不见指针。在桌面界面中，使用者总是识别指针位置是不可或缺的。在二维GUI 中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维指示方法，根据在预定的检测面上使用输入笔的笔尖进行了指示时的指示位置的二维坐标、以及进行了持续指示的时间或者前述输入笔具有的操作单元的操作，指示表现在显示装置上的三维空间内的期望点，其特征在于，　　　　根据使用前述输入笔的笔尖进行了持续指示的时间、或者前述输入笔的前述操作单元的操作，使显示在前述三维空间的三维指针的深度方向的坐标变化来显示。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：中平笃，铃木尚文，越智大介，
申请(专利权)人：日本电信电话株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]