(57)【要約】【課題】コストをかけることなく、位置測定のための操作性を飛躍的に向上させる。【解決手段】光源４０２は指に付けられており、その下に他の指でスイッチ４０３を押すようになっている。スイッチを押せば、その時点での発光点の３次元の位置が記録される。ここでは、ユーザは４つの点４０４を定義すべく、ユーザは地表に対しパソコンの画面と平行になるように空間に平面を作るように四隅に光源をもっていき、クリックを押す。すると、パソコンはその矩形４０５とパソコンの画面（地表に対して垂直にあるものとする。）を含む平面、および矩形の四隅からパソコンを含む平面に垂線をおろしたときにできる線４０６から囲まれた直方体計算し、その領域をコマンド認識領域として扱う。【選択図】　　　　図１
2004013314.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源の位置を認識する認識手段と、
前記認識手段により認識された光源の位置に基づいて、３次元の連続する閉入力空間及び開入力空間の少なくとも一方を定義する定義手段と、
を有する位置測定用入力支援装置。
【請求項２】
前記認識手段は、複数の光源の位置を各々同時に認識する請求項１記載の位置測定用入力支援装置。
【請求項３】
光源が入力空間の中にある場合と光源が入力空間の外にある場合とに応じて、五感の少なくとも１つに訴える刺激手段
を有する位置測定用入力支援装置。
【請求項４】
光源の位置が入力空間内にあり、かつ所定の操作が行われたときに、光源の位置の移動に応じて前記入力空間を移動させる入力空間移動手段
を有する位置測定用入力支援装置。
【請求項５】
光源が入力空間内にある時に、前記入力空間の境界から光源までの距離に応じて、五感の少なくとも１つに訴える刺激手段
を有する位置測定用入力支援装置。
【請求項６】
光源が異なる入力閉空間を通過したときに生じる時系列パターンに基づいてコマンドを形成するコマンド形成手段
を有する位置測定用入力支援装置。
【請求項７】
光源の時系列の座標位置を記録する記録手段と、
前記記録手段により記録された座標位置の前記入力閉空間内での変化に応じて、前記コマンド形成手段により形成されたコマンドを実行するコマンド実行手段と、
を更に有する請求項６記載の位置測定用入力支援装置。
【請求項８】
前記光源の３次元軌跡を認識する認識手段と、
前記認識手段により認識された３次元軌跡を対応するコマンドへ変換する変換手段と、
を更に有する請求項６記載の位置測定用入力支援装置。
【請求項９】
複数の光源と、
複数の所定の光源が各々所定の３次元領域にあるときに、所定のコマンドを生成するコマンド生成手段と、
を有する位置測定用入力支援装置。
【請求項１０】
複数の光源と、
所定の光源によって所定の３次元領域で行われる入力行為と、他の光源によって前記所定の３次元領域及び他の３次元領域の少なくとも一方で行われる入力行為とを認識する認識手段と、
前記認識手段により認識されたときに、所定のコマンドを生成するコマンド生成手段と、
を有する位置測定用入力支援装置。
【請求項１１】
第１の連続入力空間と第２の連続入力空間との集合算を行う集合算手段
を有する位置測定用入力支援装置。
【請求項１２】
第１の連続入力空間が定義されている時に、別の入力空間を新たに定義すると、その両者に共通部分があるとき、両者を併合する入力空間を新たに生成する第１の入力空間生成手段と、
第１の連続入力空間が定義されている時に、別の入力空間を新たに定義すると、その両者に共通部分がある時、その共通部分を新たな入力空間として生成する第２の入力空間生成手段と、
第１の連続入力空間が定義されている時に、別の入力空間を新たに定義すると、その両者に共通部分がある時、第１の連続入力空間から共通部分を除いた入力空間を新たに生成する第３の入力空間生成手段と、
第２の連続入力空間が定義されている時に、別の入力空間を新たに定義すると、その両者に共通部分がある時、第２の連続入力空間から共通部分を除いた入力空間を新たに生成する第４の入力空間生成手段と、
新たに連続入力空間が定義されたとき、全空間からその連続空間を除いた入力空間を新たに生成する第５の入力空間生成手段と、
第１の連続入力空間とそれに共通部分のない第２の連続入力空間を合わせた不連続空間を新たな入力空間として生成する第６の入力空間生成手段と、
を有する位置測定用入力支援装置。
【請求項１３】
３次元の複数の入力空間の各々に対応する複数の表示装置と、
光源が所定の入力空間にあるときに、前記所定の入力空間に対応する表示装置のカーソルを移動させるカーソル移動手段と、
を有する位置測定用入力支援装置。
【請求項１４】
前記複数の入力領域の各々に異なる入力形態を設定する入力形態設定手段
を更に有する請求項１３記載の位置測定用入力支援装置。
【請求項１５】
２つの光源を結ぶ直線と１つ以上の連続入力空間とが交点を持つときに、前記交点を有する連続入力空間を選択する選択手段
を更に有する請求項１３記載の位置測定用入力支援装置。
【請求項１６】
異なる波長をもつ１つ以上の光源と、
前記光源の光量を所定のパターンで変化させる光量変化手段と、
を有する位置測定用入力支援装置。
【請求項１７】
所定のパターンで、かつ波長の異なる光を発生する１つ以上の光源と、
前記複数の光源で発生された光のうち、各々異なる波長の光のみを反射する複数の反射手段と、
前記複数の反射手段により反射された光が前記所定パターンであるときに、前記複数の反射手段により反射された光の中に所定の波長の光があるか否かを検出する検出手段と、
を有する位置測定用入力支援装置。
【請求項１８】
光源と、
光源の３次元位置を測定する測定手段と、
前記測定手段で測定された光源の３次元位置に応じて、カーソルの輝度を変化させる輝度変化手段と、
を有する位置測定用入力支援装置。
【請求項１９】
光源と、
前記光源の３次元位置を測定する測定手段と、
前記測定手段で測定された光源の３次元位置の変化に応じて、画面上のカーソルの位置変化の時間遅れを変化させる変化手段と、
を有する位置測定用入力支援装置。
【請求項２０】
光源と、
前記光源の３次元位置を測定する測定手段と、
前記測定手段で測定された光源の３次元位置に応じて、聴覚を刺激する聴覚刺激手段と、
を有する位置測定用入力支援装置。
【請求項２１】
前記測定手段で測定された光源の３次元位置に応じて、カーソルの複製の数を変化させて、前記複製をカーソルが表示されている近傍に表示させる制御を行う第１の表示制御手段
を更に有する請求項１８記載の位置測定用入力支援装置。
【請求項２２】
カーソルの複製をカーソル表示位置の近傍に表示させると共に、光源の位置に応じて前記複製を回転させて表示させる制御を行う第２の表示制御手段
を更に有する請求項２１記載の位置測定用入力支援装置。
【請求項２３】
前記測定手段で測定された光源の３次元位置に応じて、嗅覚を刺激する嗅覚刺激手段
を更に有する請求項２０記載の位置測定用入力支援装置。
【請求項２４】
仮想空間内の仮想物体に対する回転軸を定義する回転軸定義手段と、
前記回転軸定義手段で定義された回転軸に対して前記仮想物体を回転させる回転手段と、
を更に有する請求項４記載の位置測定用入力支援装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、位置測定用入力支援装置に係り、特に、ポインタ等の位置の測定を行う技術に関する位置測定用入力支援装置に関する。例えば、ラップトップ型パーソナルコンピュータに代表されるモバイル機器の操作において、マウスをはじめとするポインタの操作性を凌駕するとともに、バリアフリーを実現するポインティング装置に用いて好適な位置測定用入力支援装置である。
【０００２】
【従来の技術】
従来、パソコン等におけるポインティング装置には、マウスをはじめとしてトラックボールやジョイスティックの類やシート状の各種デバイスが存在している。これらの操作性に関する報告によれば、位置を合わせ込む速度や正確性などにおいてマウスが最も優れているため、モバイル環境であっても操作性を優先させる場合にはマウスを付加する必要があるとされている。
【０００３】
しかし、今後更に、使用するモバイル環境は多様性を増し、また、文字や絵の入力の必要性も高まってくることから、マウス以外の操作性の良いポインティングを行うことが重要となってきている。更に、バリアフリーの観点からも、マウスやペンの操作が困難な場面が多く見られるため、これを解決する新規入力デバイスの発明が急務となっている。
【０００４】
近年のマウスは赤外線を使ってワイヤレスになっているが、マウスはパソコンからある一定の距離内で、かつ赤外線が読める向きが限定されている。またブルーツースと呼ばれる無線システムでマウスをパソコンにつなぐものが市場に出始めているが、いずれにせよ、マウスはその動きが特定平面に限られていることには変わりがない。
【０００５】
マウス代替品として、例えば、ＷＡＣＯＭ製の位置入力タブレットのように、専用のタブレットを用いて平面上の位置を測定したり、実開平５−２５５２５号公報に記載されているように、２次元半導体センサ（ＰＳＤ）とレンズを用いて平面上の位置を測定する技術が存在する。このタブレットにおいてペンがマウスの代替手段として使われているが、その動きは特定平面に限られている。
【０００６】
空中で使う３Ｄマウスでその中にオートジャイロを保持して、ある時点からのマウスの３次元向きを追跡できるようにしたものがある（米国Ｇｙｒｏｐｏｉｎｔ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社のＧｙｒｏｐｏｉｎｔ）。これは、このマウスを対象とする画面にむけて、手の向きを変えることによってポインタの位置を変えることができるようにしたものである。しかし、この製品はそのマウスの平行移動に対して全く反応しない。
【０００７】
また、株式会社サイヴァ―ス社によるＳｔｅｒｅｏ　Ｌａｂｅｌｉｎｇ　Ｃａｍｅｒａでは、赤外線の発光体を使い（１つは物体に反射材を使う反射型であり、もう１つは物体に発光体をつけた発光型である。）、センサーとしてＣＭＯＳを直線上にならべて、発光体までの距離を３次元測量の原理を用いて測るものが存在する。この装置の精度は距離１ｍで１ｍｍ程度の誤差、距離３ｍで９ｍｍの誤差が生じる。しかしこのくらいの精度で人の体に複数の発光体をつけるなどしてその動きを捉える（モーションキャプチャー）には充分である。残念ながら数十万円の価格がし、普及が限定される。
【０００８】
ライブボードなどは、画面上のアイコンの位置を電磁誘導ペンの位置を検出し、また東芝（ｅＢｅａｍ（商品））やコクヨ（ｍｉｍｉｏ（商品））の類似システムでは超音波などを使い、ペンのボード上の２次元位置を決定し文字入力を行う。
【０００９】
一方、特開平１０−９８１２号公報に記載されているように、入力デバイスからの光を光電変換素子（ＰＤ）をＬ字型に組み合わせた装置で測定することによって、小型・低価格で光源の位置を測定する技術が存在する。この装置ではマウスに対応する光源は手先につけられ、３次元空間上を自由に移動させることができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ＷＡＣＯＭ製の位置入力タブレットは表示画面の下に表示画面よりも広い面積のタブレットを必要とするため小型化において不利であり、また、表示画面のみを交換することは不可能である。さらに、そのタブレットそのものを常に携帯しなければならない不便さをもつ。
【００１１】
また、ペンをタブレット表面で動かす必要があるため、上肢不自由者にとっては使用困難な場合がある。更に、電磁誘導方式を用いているため低価格化には限界があるという問題がある。
【００１２】
次に、実開平５−２５５２５号公報に関しては、空間の任意の領域でのポインティングが可能となるという利点がある。しかし、高価なＰＳＤを使用するため低価格化が著しいモバイル機器のポインティング装置としては不十分であると判断され実用化には至っていない。
【００１３】
一方、特開平１０−９８１２公報においては、ポインタまたはマウスとしてのどちらかの使用方法を選択する必要があった。つまり、カーソルを常時動かすというポインタとしての使用方法と、マウスとしてカーソルを必要な時のみ動かすという使用方法とを切り替えたい場合には、別途スイッチ等を設けて切り替える必要があり手間がかかっていた。
【００１４】
スイッチを用いない方法として、空中で特定の動作を行うなどの必要があり、初心者であってもその動作を憶えなければ操作できない状況であった。更に、スクロール機能は考慮されていなかったので別途スクロール手段を設けなくてはならなかった。
【００１５】
また、切り替わった事を知る手がかりも無かったため、実際に操作をしてみてはじめて正しいか間違いかを確認できるという状態であった。また、現行のマウスは２次元平面上にその動きを拘束され、ディスプレー上にある３次元仮想物体を操作するには、不自然な操作を強いられていたのは否めない。
【００１６】
これらの状況は、それまで連続して行っていた思考を中断させることとなり、ユーザに余計なストレスを与えていた。
【００１７】
本発明は、上述した課題を解決するために提案されたものであり、コストをかけることなく、位置測定のための操作性を飛躍的に向上させることができる位置測定用入力支援装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、特開平１０−９８１２号公報に記載された技術などを利用して、上述した課題を解決した。
【００１９】
請求項１記載の発明は、光源の位置を認識する認識手段と、前記認識手段により認識された光源の位置に基づいて、３次元の連続する閉入力空間及び開入力空間の少なくとも一方を定義する定義手段と、を有している。
【００２０】
したがって、請求項１記載の発明によれば、光源の位置を用いることで、３次元の連続する閉入力空間及び開入力空間の少なくとも１つを定義することができる。
【００２１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、複数の光源の位置を各々同時に認識する。
【００２２】
したがって、請求項２記載の発明によれば、認識手段によって複数の光源の位置を同時に認識することで、３次元の連続する閉入力空間及び開入力空間の少なくとも１つを定義することができる。
【００２３】
請求項３記載の発明は、光源が入力空間の中にある場合と光源が入力空間の外にある場合とに応じて、五感の少なくとも１つに訴える刺激手段を有している。
【００２４】
したがって、請求項３記載の発明によれば、光源が３次元空間上の入力空間の中にある場合と外にある場合を区別して五感の少なくとも１つに訴えることで、光源が入力空間内にある場合と外にある場合をユーザに確実に認識させることができる。
【００２５】
請求項４記載の発明は、光源の位置が入力空間内にあり、かつ所定の操作が行われたときに、光源の位置の移動に応じて前記入力空間を移動させる入力空間移動手段を有している。
【００２６】
したがって、請求項４記載の発明によれば、卓上マウスのように入力空間が限定されず、表示装置と入力を分離して。任意に入力空間を定義することができる。
【００２７】
請求項５記載の発明は、光源が入力空間内にある時に、前記入力空間の境界から光源までの距離に応じて、五感の少なくとも１つに訴える刺激手段を有している。
【００２８】
したがって、請求項５記載の発明によれば、ユーザに予め光源が入力領域の境界に近いかを知らせるので、ユーザの不用意な動きを軽減して、使い勝手を向上させることができる。
【００２９】
請求項６記載の発明は、光源が異なる入力閉空間を通過したときに生じる時系列パターンに基づいてコマンドを形成するコマンド形成手段を有している。
【００３０】
したがって、請求項６記載の発明によれば、入力閉空間を光源が通過することによって生じる時系列パターンに基づいて制御装置へのコマンドを形成することで、例えば識別情報やパスワードを設定することができる。
【００３１】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の発明において、光源の時系列の座標位置を記録する記録手段と、前記記録手段により記録された座標位置の前記入力閉空間内での変化に応じて、前記コマンド形成手段により形成されたコマンドを実行するコマンド実行手段と、を更に有している。
【００３２】
したがって、請求項７記載の発明によれば、光源の時系列の座標位置の変化に応じてコマンドを実行することにより、ユーザは自由にコマンドを設計することができる。
【００３３】
請求項８記載の発明は、請求項６記載の発明において、前記光源の３次元軌跡を認識する認識手段と、前記認識手段により認識された３次元軌跡を対応するコマンドへ変換する変換手段と、を更に有している。
【００３４】
したがって、請求項８記載の発明によれば、光源の移動に伴って生じる３次元の軌跡を認識し、認識された３次元の軌跡を対応するコマンドへ変換することにより、光源の３次元軌跡と対応するコマンドを予め定義しておけば、ユーザは容易にコマンドを設計することができる。
【００３５】
請求項９記載の発明は、複数の光源と、複数の所定の光源が各々所定の３次元領域にあるときに、所定のコマンドを生成するコマンド生成手段と、を有している。
【００３６】
したがって、請求項９記載の発明によれば、複数の所定の光源が各々所定の３次元領域にあるときに所定のコマンドを生成することにより、例えば、所定のユーザの承認がない場合には他のユーザが勝手に使用するのを防止することができる。
【００３７】
請求項１０記載の発明は、複数の光源と、所定の光源によって所定の３次元領域で行われる入力行為と、他の光源によって前記所定の３次元領域及び他の３次元領域の少なくとも一方で行われる入力行為とを認識する認識手段と、前記認識手段により認識されたときに、所定のコマンドを生成するコマンド生成手段と、を有している。
【００３８】
したがって、請求項１０記載の発明によれば、所定の光源によって所定の３次元領域で行われる入力行為と、他の光源によって前記所定の３次元領域及び他の３次元領域の少なくとも一方で行われる入力行為とを認識したときに、所定のコマンドを形成することにより、例えば、所定のユーザの承認がない場合には他のユーザが勝手に使用することを防止することができる。また、複数の所定のユーザの承認があった場合に限り、所定のプロセスを働かせたり、又は所定のプロセスを終了させることもできる。
【００３９】
請求項１１記載の発明は、第１の特定の連続入力空間と第２の連続する連続入力空間との集合算を行う集合算手段を有している。
【００４０】
したがって、請求項１１記載の発明によれば、異なる連続入力領域の集合算を行うことができる。
【００４１】
請求項１２記載の発明は、第１の連続入力空間が定義されている時に、別の入力空間を新たに定義すると、その両者に共通部分があるとき、両者を併合する入力空間を新たに生成する第１の入力空間生成手段と、第１の連続入力空間が定義されている時に、別の入力空間を新たに定義すると、その両者に共通部分がある時、その共通部分を新たな入力空間として生成する第２の入力空間生成手段と、第１の連続入力空間が定義されている時に、別の入力空間を新たに定義すると、その両者に共通部分がある時、第１の連続入力空間から共通部分を除いた入力空間を新たに生成する第３の入力空間生成手段と、第２の連続入力空間が定義されている時に、別の入力空間を新たに定義すると、その両者に共通部分がある時、第２の連続入力空間から共通部分を除いた入力空間を新たに生成する第４の入力空間生成手段と、新たに連続入力空間が定義されたとき、全空間からその連続空間を除いた入力空間を新たに生成する第５の入力空間生成手段と、第１の連続入力空間とそれに共通部分のない第２の連続入力空間を合わせた不連続空間を新たな入力空間として生成する第６の入力空間生成手段と、を有している。なお、第１の連続空間と第２の連続空間が共通部分はないが接している場合には、両者を合わせたものは一つの連続空間になる場合がある。
【００４２】
したがって、請求項１２記載の発明によれば、入力空間を増やす場合であっても、最初からやり直すことなく、容易に第１の入力空間と第２の入力空間を１つの入力空間として取り扱うことができる。
【００４３】
請求項１３記載の発明は、３次元の複数の入力空間の各々に対応する複数の表示装置と、光源が所定の入力空間にあるときに、前記所定の入力空間に対応する表示装置のカーソルを移動させるカーソル移動手段と、を有している。
【００４４】
したがって、請求項１３記載の発明によれば、複数の表示装置に対して１つのポインタを使用することができる。
【００４５】
請求項１４記載の発明は、請求項１３記載の発明において、前記複数の入力領域の各々に異なる入力形態を設定する入力形態設定手段を更に有している。
【００４６】
したがって、請求項１４記載の発明によれば、複数の入力領域で異なる入力形態をもつことができ、ユーザは入力形態を意識することなく、光源を異なる入力領域間で移動させることができる。
【００４７】
請求項１５記載の発明は、請求項１３記載の発明において、２つの光源を結ぶ直線と１つ以上の連続入力空間とが交点を持つときに、前記交点を有する連続入力空間を選択する選択手段を更に有している。
【００４８】
したがって、請求項１５記載の発明によれば、２つの光源を結ぶ直線と１つ以上の連続入力空間と交点を持つときにその連続入力空間を選択することにより、例えば、１つのポインタで複数のコンピュータ端末やディスプレイを選択して操作することができる。
【００４９】
請求項１６記載の発明は、異なる波長をもつ１つ以上の光源と、前記光源の光量を所定のパターンで変化させる光量変化手段と、を有している。
【００５０】
したがって、請求項１６記載の発明によれば、光源を所定のパターンで変化させることにより、光で読み取ることができる識別情報を形成することができる。
【００５１】
請求項１７記載の発明は、所定のパターンで、かつ波長の異なる光を発生する１つ以上の光源と、前記複数の光源で発生された光のうち、各々異なる波長の光のみを反射する複数の反射手段と、前記複数の反射手段により反射された光が前記所定パターンであるときに、前記複数の反射手段により反射された光の中に所定の波長の光があるか否かを検出する検出手段と、を有している。
【００５２】
したがって、請求項１７記載の発明によれば、複数の反射手段により反射された光が所定パターンであるときに、複数の反射手段により反射された光の中に所定の波長の光があるか否かを検出することにより、光で読み取ることができる識別情報を形成することができる。
【００５３】
請求項１８記載の発明は、光源と、前記光源の３次元位置を測定する測定手段と、前記測定手段で測定された光源の３次元位置に応じて、カーソルの輝度を変化させる輝度変化手段と、を有することを特徴とする。
【００５４】
したがって、請求項１８記載の発明によれば、光源の３次元位置に応じてカーソルの輝度を変化させることにより、光源までの距離をユーザの視覚に訴えることができる。
【００５５】
請求項１９記載の発明は、光源と、前記光源の３次元位置を測定する測定手段と、前記測定手段で測定された光源の３次元位置の変化に応じて、画面上のカーソルの位置変化の時間遅れを変化させる変化手段と、を有している。
【００５６】
したがって、請求項１９記載の発明によれば、光源の３次元位置の変化に応じてカーソルの画面上での位置変化の時間遅れを変化させることにより、光源までの距離をユーザに訴えることができる。
【００５７】
請求項２０記載の発明は、光源と、前記光源の３次元位置を測定する測定手段と、前記測定手段で測定された光源の３次元位置に応じて、聴覚を刺激する聴覚刺激手段と、を有している。
【００５８】
したがって、請求項２０記載の発明によれば、光源までの距離をユーザの聴覚に訴えることができる。
【００５９】
請求項２１記載の発明は、請求項１８記載の発明において、前記測定手段で測定された光源の３次元位置に応じて、カーソルの複製の数を変化させて、前記複製をカーソルが表示されている近傍に表示させる制御を行う第１の表示制御手段を更に有している。
【００６０】
したがって、請求項２１記載の発明によれば、光源の３次元位置に応じてカーソルの複製の数を変化させ、複製をカーソルが表示されている近傍に表示させることにより、光源までの距離をユーザの視覚に訴えることができる。
【００６１】
請求項２２記載の発明は、請求項２１記載の発明において、カーソルの複製をカーソル表示位置の近傍に表示させると共に、光源の位置に応じて前記複製を回転させて表示させる制御を行う第２の表示制御手段を更に有している。
【００６２】
したがって、請求項２２記載の発明によれば、カーソルの複製をカーソルが表示されている近傍に光源の位置に応じて回転表示させることにより、光源までの距離をユーザの視覚に訴えることができる。
【００６３】
請求項２３記載の発明は、請求項２０記載の発明において、前記測定手段で測定された光源の３次元位置に応じて、嗅覚を刺激する嗅覚刺激手段を更に有している。
【００６４】
したがって、請求項２３記載の発明によれば、光源までの距離をユーザの嗅覚に訴えることができる。
【００６５】
請求項２４記載の発明は、請求項４記載の発明において、仮想空間内の仮想物体に対する回転軸を定義する回転軸定義手段と、前記回転軸定義手段で定義された回転軸に対して前記仮想物体を回転させる回転手段と、を更に有している。
【００６６】
したがって、請求項２４記載の発明によれば、仮想空間における仮想物体をより現実の感覚で移動回転させることができる。
【００６７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１乃至第１３の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００６８】
［第１の実施の形態］
図１を参照しながら説明する。
【００６９】
まず、初めに連続する領域を定義するためのモードに入っているものとする。これは例えば、ソフトでもってパソコンに組み込んでおく。特にこのモードでは光源が発光しており、その発光を認識するセンサーが稼動中である。
【００７０】
光源４０２は指に付けられており、その下に他の指でスイッチ４０３を押すようになっている。スイッチを押せば、その時点での発光点の３次元の位置が記録される。もちろんキーボードからあるキーを打つことによって記録せよというコマンドが発せられたとしても良い。ただキーボードを利用する方法では光源の位置がパソコン画面から十分遠い場合にはキーボードを打ちにいく操作が面倒になる。
【００７１】
いくつの点を認識させれば良いかは連続する領域の定義のしかたによる。ここでは、ユーザは４つの点４０４を定義するようにする。すなわち、ユーザは地表に対しパソコンの画面と平行になるように空間に平面を作るように四隅に光源をもっていき、クリックを押す。
【００７２】
すると、パソコンは４点４０４から定義された矩形４０５とパソコンの画面（地表に対して垂直にあるものとする。）を含む平面、および矩形の四隅からパソコンを含む平面に垂線をおろしたときにできる垂線４０６から囲まれた直方体計算し、その領域をコマンド認識領域として扱う。
【００７３】
この領域定義モードでは４つの点が認識された時点で自動的に直方体が定義付けされる。パソコンが置かれている平面をデフォールトとすると、上２点だけでも充分である。なお、最後の点を決定するには、先ほどのスイッチをダブルクリックしたり、パソコンの特定のキーボードを打つことによってその最後を認識させるようにしても良い。最後の確認がなされた後、パソコン内部にはこの直方体を入力領域としてそのパラメタ−やその他の属性がリストに登録される。新しく定義される入力領域はそのパラメターが順次このリストに追加される。
【００７４】
この直方体が出来た後、光源がこの直方体の外か中かを判断するモードに入る。そして、同時に画面上に円状のアイコン４０７が設定される。このアイコンはもし光源がこの直方体の中にあれば、ある特定の輝度または色相をもつものとする。例えば、赤などが良い例である。そして、光源が外にあれば、黄色や黄緑など赤に対して区別できかつ判断が自然にできるような色を選ぶ。
【００７５】
これができるのはこのプロセスの中で、上記直方体を構成する６面を表す方程式が記録されているからである。光源の長方体の内外を調べるのは光源の位置と６面との位置関係で決まり、３次元コンピュータグラフィックスなどで用いられている標準の手法を用いれば良い。
【００７６】
光源の直方体の内外において、画面上に円状アイコンの色などが変わるので、ユーザにとって視覚でもってその位置を知ることができる。ユーザは光源を直方体の内外に繰り返し出し入れすることによって、光源の長方体の内外の状態を時系列にそって表現することができる。これは０を外、１を内と対応させれば、（もちろんある一定の時間内に行うルールを作ったもとで）簡単な０１パターンを作ったことになり、ある特定の０１パターンに対してある特定のコマンド（パソコンに対するコマンド）を決めてやれば簡単なコンピュータ入力装置ができたことになる。また、パスワードとして使えることは言うまでも無い。
【００７７】
したがって、パソコン画面から離れた３次元空間上に連続領域を定義することができ、また光源がその連続領域内にある時と、そうでないときを区別することができる。
【００７８】
なお、本実施の形態では、光源４０２は１つであるものとして説明したが、予め複数の光源が設けられてもよい。また、アイコン４０７の輝度や色相等を変えてユーザの視覚に訴える例について説明したが、ユーザのその他の五感に訴えるようにしてもよい。
【００７９】
［第２の実施の形態］
位置測定用入力支援装置において、光源の３次元上の位置が認識される。そのような３次元位置測定用入力支援装置の例として、特開平１０−９８１２号公報に記載された技術を利用することができる。
【００８０】
図２はその原理を説明する図である。この装置は９０度角で接するフォトダイオード２０２，２０３に対し、光源から２つのダイオードからなる角を繋いだ線分が両ダイオードから構成される角度の間にあるような発散光源からの光の量、即ちそれぞれのフォトダイオードで受け取る光量の比は、光源２０６とフォトダイオードの接点２０１を結ぶ線分を考えたとき、その線分とそれぞれのフォトダイオードでから構成される角度の比（２０５／２０４）に比例することから光源の向きが計算できることを利用している。なお、このフォトダイオードを複数のセンサーからなるＣＣＤやＣＭＯＳセンサーで置きかえることも可能である。
【００８１】
図３はノートパソコン１００においてそのようなセンサー１０１を装着していることを表している。ユーザの指の上に光源１０２を、それに付随していわゆる左クリックが１０３で示されている。光源の電源は電池や電線を通して得られるものとする。
【００８２】
光源の位置はたとえばディスプレー装置のある特定位置、たとえば左上角や画面中央を原点として測られる。パソコンにはカーソルを制御する手段があり、また画面上に現れるカーソルの形状を定義するデータがある。
【００８３】
したがって、ユーザが良く使う領域（例えば画面から１０ｃｍないし２５ｃｍくらいの距離の領域）では通常のパソコンのようにカーソルは１つしか現れないが、光源がその０−１０ｃｍの距離にあるときには、図４に示すように、もとのカーソルの近傍に２つのカーソルを表示するようにする（３０３）。一方、光源が画面から２５ｃｍ以上のところではもとのカーソルの近傍に４つのカーソルを表示するようにする（３０５）。このような表示方法によりユーザは画面から適切な位置に光源を戻すよう促されたことになり、使い勝手が向上する。複製されたカーソルが単に距離に比例するのではなく（もちろんそのようにしても良い。）、適切な距離から離れるに従ってその数が増すようにした工夫で使い勝手が向上する。
【００８４】
カーソルの複製の数は画面からの距離に応じて変わるある変数を決めるようにしても良い。それをリストにしてカーソルの位置変化に応じてその変数をとりだし、カーソルを表示する装置にそれを送るようにしても良い。画面からの光源の距離に応じて、複製カーソルのもとのカーソルからの距離を変化させることも可能である。
【００８５】
さらに、複製は１つだけにして、もとのカーソルの近傍を回転させるようにしてもよい。この場合、光源の画面からの距離に応じてその回転数や回転速度を変化させるようにしてユーザに距離感を提供することができる。
【００８６】
したがって、この場合光源が画面に近づいたり３０２遠ざかったり３０４するにしたがって、カーソルの数が変わって画面の現れる（３０３、３０５）ことになる。このようにしてユーザは自分がもっている光源の画面からの位置をカーソルの数の変化でもって確かめることができ、その使い勝手が向上する。なお、ここで通常の距離として画面から１０ｃｍから２５ｃｍと述べたがもちろんこれは他の距離でもよく、それぞれのユーザによって異なるようにして良い。
【００８７】
さらに、上記では光源の画面からの距離に応じて画面上のカーソルの大きさを変化させたが、大きさのほかにその形状や色などのいわゆるカーソルの形状属性を距離に応じて変化させることも可能である。
【００８８】
また、カーソルそのものではなく、音など光源の画面からの距離に応じて変化させることも目が不自由な者にとっても好適である。例えば、距離に応じてメロディーを変えるとか、或いは、周波数を変えることも可能である。或いは、カーサーの輝度の変化の周期を距離に応じて変化させるようにしても良い。
【００８９】
光源が画面からかなり離れたところでは、カーソルが認識しにくい場合も生じる。この場合、画面全体のバックグランドの色を距離に応じて変化させるということも好適である。
【００９０】
また、カーソル以外の形状やアイコンが距離に応じて現れるようにしたり、距離そのものを画面上の表示するようにしても良い。その距離も棒状のインジケータで表現することも可能であり、またそのインジケータの色を距離に応じて連続的に変えることも可能である。また、距離に応じて周期を変えながらフラッシュ・ライトを点滅させるようにしても目の不自由な方にとっても好適である。同様に画面に現れるカーソルや形状を距離に応じて周期を変えて回転させたり、振幅運動させたりすることもできる。振幅させるのも形状が一定で位置が振幅して変わる場合もあるが、形状の大きさが周期的に変わるようにしても良い。
【００９１】
さらに、眼の不自由な方に対しては、振動子をポケットの中にいれてもらい、光源が領域内にある時に、パソコン側から、ブルーツースなど無線を通じてその振動子を（距離に応じて）振動させるようにしても良い。
【００９２】
距離感を得るための手法として光源のディスプレーからの距離に応じて、光源の動きの速さに対して、カーソルの動きを光源がディスプレーに近いときは早く、遠い時は遅くするようにしても距離感をユーザが知ることができる。これらの手法はその応用と状況によって取り入れることが肝要である。
【００９３】
盲人が自分の立っているところや光源がある位置がどこかを知るために、光源がある入力領域に入ったときに、ある香りを発生させることによって自分の位置を知らしむようにすることも可能である。部屋ごとに光源認識装置があるとして、各部屋ごとにことなるにおいやメロディーは提供することは眼の不自由な人にとって自分がどの部屋にいるかが容易に分かり好適である。認識装置あるいはその他の基準点からの距離に応じて香りの強さを変えることもある程度の距離感を利用者に与えることになり効果が見られる。
【００９４】
したがって、光源のディスプレーからの距離に応じて、五感に訴える形でユーザにフィードバックをかけることができる。
【００９５】
［第３の実施の形態］
本実施の形態では、定義空間をドラッグ・アンド・ドロップすることについて説明する。
【００９６】
図５に示すように、このシステムにおいて閉空間がすでに定義されているものとする。また、ドラッグ・アンド・ドロップのモードに入っているものとする。対象閉空間は点１５０５を含むパソコン画面と平行な長方形１５０４と対応するパソコン画面、及びそのパソコン画面を含む平面上に長方形１５０４の４角からおろした垂線及びその垂線が交わる点１５０６を含む４点から定義される。
【００９７】
光源１５０２にはいわゆるパソコンの左クリックボタン１５０３もついているものとする。手を動かして光源を閉空間にいれる。するとディスプレー上の光源が閉空間に入っていることが表示される（アイコン１５０７）。ここではこの特定アイコンの色が明るくなることでそれが表現されているものとする。
【００９８】
左クリック１５０３をある一定時間押したままにすると、ちょうどパソコンの場合おなじように閉空間をドラッグすることの開始を表す。ここで利用者は光源を左クリックボタンを押したまま、任意の位置にもっていく。センサは常に光源の位置を検出している。したがって光源の位置の閉空間内での相対的位置も決まっている。そして移動のあと左クリックボタン１５０２を外すと、前記閉空間が現在の光源の位置１５１２とドラッグが始まったときの光源の位置１５０２との差分だけ平行移動させられる。これをドロップと呼ぶことにする。ドロップが行われたとき、閉空間は光源の位置のドラックが始まったときの光源の閉空間に対する関係が保持されたように平行移動が行われる。
【００９９】
したがって、この操作が終わったとき、閉空間を表す例えば角の座標１５０６・１５０５が光源の差分だけ平行移動したように更新され１５１１・１５０９となる。平面１５０４は平面１５１０に平行移動させられている。もちろんドラッグしている間もある一定時間ごとに光源の位置を計算してドラッグの始まった光源の位置との差分で対象とする閉空間を表す座標を逐次更新するようにしても良い（ディスプレー上に現在の矩形位置を縮小表記しドラッグの様子を表現できればなお良い）。なおこのドラッグの間、光源が入力矩形に入っているので、アイコン１５０７はハイライトされたままとなっている。
【０１００】
したがって、予め決められた空間の位置と任意の場所に移動することができ、ディスプレーと入力空間を分離されることが可能となる。したがって、例えばベッドに横たわってパソコンを利用する場合、自分の手元にそのような入力空間を定義することができ、パソコンを自分のベッドの上に置かなくてすみ、パソコンの入力の利便性が増す。
【０１０１】
［第４の実施の形態］
図６を参照しながら説明する。
【０１０２】
パソコン画面手前に矩形を定義することで直方体領域Ｒ０が定義されているものとする。ここでＲＮは全空間ＳからＲ０を除いたものである。この直方体は６つの平面方程式で定義づけられるが、そのうちの１つは画面を含む平面Ｒである。平面Ａ０とパソコン画面側のＲでもって直方体領域Ｒ０は囲まれているものとする。
【０１０３】
画面の中心から手前に垂直な垂線がｘ座標軸に対応している。各平面は
ａ・ｘ＋ｂ・ｙ＋ｃ・ｚ＝ｑ
であらわされる。
【０１０４】
ここで、ａ，ｂ，ｃ，ｑは特定の平面に固有な定数である。これらの平面の内、パソコンの画面に平行な平面を選ぶ。これをＡ０と呼ぶ。ユーザは今この平面より手前、パソコンの画面と反対側にいるとする。するとこの平面からユーザ側３ｃｍにある平面は
ａ・（ｘ＋３）＋ｂ・ｙ＋ｃ・ｚ＝ｑ
であらわされ、これをＡ１と呼ぶ。
【０１０５】
逆にパソコンの画面側３ｃｍにある平面は
ａ・（ｘ−３）＋ｂ・ｙ＋ｃ・ｚ＝ｑ
であらわされる。これをＡ２と呼ぶ。
【０１０６】
Ａ２とＡ０で囲まれた直方体をＲ２，Ａ０とＡ１で囲まれた領域をＲ１と呼ぶことにする。Ｒ０からＲ２を除いた直方体領域をＲ３と呼ぶことにする。仕上がって、第２の実施の形態で述べたように領域Ｒ３，Ｒ２，Ｒ１、そしてＲＮはパソコン画面からＸ座標が増す方向にならんでいることになる。なお、ＲＮは正確にはＳ−ＲＯだが、ここでは直方体Ｒ０の画面Ａ０に垂直な平面が常識的にユーザ側に延長されたと考えた四面に囲まれたＲＮの部分をさす。
【０１０７】
第２の実施の形態ではＲ０とＲＮに対応する色を決めて、光源がその領域にあるときに領域に対応する色が画面のアイコン上に現れるようにした。Ｒ３にはＲ０と同じ色相を、ＲＮは前の実施の形態で直方体Ｒ０の外側を表す色相を、Ｒ２とＲ１にはＲ０とＲＮの間の色相の内２つを選び距離に応じて順番に色相が自然に変わるように選ぶ。別の方法として光源がＲ２からＲ１にある場合連続的に色相を画面からの距離に応じて変化させるようにしても良い。
【０１０８】
したがって、ユーザに前もって光源が入力領域の境界から近いかどうかを知らせて、使い勝手が良くなる。特に不用意な動きを軽減できる。
【０１０９】
［第５の実施の形態］
図７を参照しながら説明する。
【０１１０】
光源がユーザが自由に設定した異なる領域を通過することによって生じる領域名の時系列３次元位置パターンをパソコン入力へのコマンドとして使う。このような方法は、特開２００１−３０６２３５号公報（特願２０００−１１７６１５号）に記載されている。しかし、そこではそのようなパターンを決める複数の閉領域は予め決められていて、変更が出来なかった。
【０１１１】
さらに、同じ領域にいてもこの装置では光源に３次元の位置が認識されているのでそれから時系列パターンを次にようにして構成することができる。
【０１１２】
すなわち、ある特定直方体入力領域Ｒ０を考える。この直方体領域は画面に対してその左右２つの面が平行であるとする。この領域内に光源をもった指があったとする。この指をある特定の時間内に画面に向かって数回近づけたり遠ざけたりする。
【０１１３】
例えば、ここでは３回指を前後させたとする。最後はもとの位置（大体でよい）このとき光源が一回の前後運動である特定の最小長より動いたとする。そうすることによって光源の位置の時系列が認識される。パソコンではこの光源の位置の時系列を常に保存しているので、絶えずある特定の間隔で、ある特定の時間を窓としてその間の光源の位置の時系列パターンを観察していることになる。そしてそこに３回の距離の遠近のパターンが近いところから始まって近いところで終わったことが観察されたとする。即ち、図７でＡＢＡＢＡＢＡである。このパターンは近遠近遠近遠である（近い遠いは画面からの距離で測る。）。
【０１１４】
光源の初期の位置から始めて次に画面の方に近づき、またもとに戻すという操作を繰り返すことによって先のパターンと逆のパターン、遠近遠近遠近を作ることもできる。このパターンが認識されたとき、例えば、ＶＲＭＬ（Ｖｉｒｔｕａｌ　Ｒｅａｌｉｔｙ　Ｍｏｄｅｌｉｎｇ　Ｌａｎｇｕａｇｅ）の物体を仮想空間で自分から遠くにもってくる操作をするコマンドとして使える。
【０１１５】
ここまでの説明では画面に対してと書いたが、画面に限らず、入力連続空間（通常閉空間）を決める平面、曲面に対する光源の相対的位置に対してパターンを決めるようにしても良い。例えばこの定義に従えば、矩形閉空間を決める相対する２平面に対する光源の位置関係から、左右左右、右左右左右左、上下上下、下上下上などが容易に定義され、それぞれのパターンの常識的に対応するコマンドがさらに定義される。
【０１１６】
したがって、ユーザが自由にコマンドを設計できる。
【０１１７】
［第６の実施の形態］
上述した図７を参照しながら説明する。
【０１１８】
特定領域、例えば、６０２とパソコン画面を含む平面６０１で定義された連続する直方体領域Ｒ０は画面の手前に定義されているものとする。ユーザＡの持っている光源を光源Ａとする。またユーザＢの光源を光源Ｂとする。ここではユーザＢはいわゆる意味でのスーパーユーザであり、最初に光源Ａと光源Ｂが同時にＲ０内で認識されない限り、ユーザＡはこの領域を利用するパソコンが利用できないようにする。
【０１１９】
光源Ａと光源Ｂはそれぞれ異なり、固体に固有の波長の光（赤外線も含む）を発するとなお好適である。光源の光にフィルターをかけて、特定光源が見えやすくするようにしても良い。複数の光源を区別するには周波数を変える方法、位相を変える方法、パルスのパターンを変えるなど様様な方法が考えられる。
【０１２０】
上記では同一の領域を考えたが、一般にある特定の複数の光源がある特定の領域に、また別の特定の複数の光源が別の特定領域にあるとき、それをある特定のコマンドとして認識するようにしても好適である。単純例としてある特定領域にある光源の数によってある特定のコマンドを定義する場合などが考えられる。
【０１２１】
これまでは、複数の光源が単にある特定の領域にあることだけを考えたが、さらにこれを発展させて、各光源が特定の入力コマンドを実行したときのみ、すなわち複数のコマンドが実質同時に実行されたときのみ、ある別のコマンドが実行されるようにしても良い。
【０１２２】
例えば、複数のユーザのうち過半数がパソコンの基本ソフトあるいはアプリケーションソフトを終わらせるように各光源を使って指示した時のみ（そのような指示の仕方は別の実施の形態で述べる。）該当するソフトを終わらせるようにするなどである。具体的にパソコン教室で先生の光源と生徒の光源の両方がパソコンを終わらせるコマンドを送った場合のみパソコンを終わらせるというような場合である。
【０１２３】
したがって、ある特定ユーザ（スーパーユーザ）の承認がなければ、パソコンを使えない状態となり、パソコンの不正使用を防げる。複数のユーザのもとでしかある特定のプロセスが動かせないように、あるいは終わらせることが出来ないようになる。
【０１２４】
［第７の実施の形態］
図８を参照しながら説明する。
【０１２５】
パソコン画面手前の３次元空間を適当な平面７０２で分断して生成される２つの背反領域Ａ，Ｂに対して、光源を交互に出し入れすることにより、その光源のある領域の名前からなる時系列パターンができる。そのパターンをコマンドやＩＤ，あるいはパスワードとして定義することが可能である。もちろん各領域に光源が滞在する時間をも前記時系列パターンに含めても良い。この場合、滞在時間が区別できるよう充分その最低滞在時間などを設定しておく必要がある。光源７０３と７０４は２つの開空間（背反領域ＡとＢ、ただし共通領域はない。）を移動する光源を表している。
【０１２６】
これらのパターンに対してユーザが五感で認識できるような形でフィードバックをかけることも好適である。
【０１２７】
したがって、ＩＤやパスワードを設定することができる。
【０１２８】
［第８の実施の形態］
図９を参照しながら説明する。
【０１２９】
すでに特定の直方体入力領域が画面の手前に定義されている（１３１１）ものとする。（点線および平面１３１０で囲まれた領域）図９（Ａ）において、この領域内に光源を持っていき、例えば、光源を３回オンオフを特定の時間内に繰り返す。さらに、別のコマンドを定義する。例えば、このモードで光源を２回上下に振ると現在ある領域に別の領域を付加することを意味したとする。
【０１３０】
このコマンドの後、光源が新たな連続領域を定義するモードになっとことを意味する。したがってその後、実線で表された矩形領域１３１３を例えば第２の実施の形態のように指定したとする。この場合、光源が最初の領域１３１１でディスプレーに近いところの平面をまず定義する。この場合光源が領域１３１１の中にあることを確認するようにしても良い。すると領域指定が終わるやいなや、即ち１３１３のディスプレーから遠い側の平面が定義されるやいなや、２つの領域の集合和１３１４が定義される。特に前に定義して連続閉空間をカバーするように新しい連続閉空間を定義すると、後者が前者を包含する関係であるときは、前の定義は消滅し新たに連続空間が定義される。
【０１３１】
なお、図９（Ｂ）に示すように、２つの領域が連続しない場合、エラーメッセージを画面に出すようにする。なお、２つの連続しない領域を同領域とみなすことも可能である。
【０１３２】
２回目のコマンドが２回下上にする操作はここでは集合差分をとるコマンドとする。図９（Ｃ）において、新たに連続領域１３３２が入力された後、初めからある連続領域１３３１から共通部分１３３４取り除き、取り除かれた集合差の領域を改めてＲ（１３３３）として定義しなおす。
【０１３３】
このように集合算ができるようにする理由は、直方体を決めている平面や辺などをピックアップして新たに定義しなおすことがこの３次元入力装置では比較的難しいことと、また、直方体の集合算で行ったほうがやり易いからである。
【０１３４】
図９（Ｂ）は集合和、集合差の両方の場合に適応され、第１の入力領域と第２の入力領域が共通領域を持たないならば、エラーが起こることを示している。
【０１３５】
同様なコマンドとして共通部分１３３４をとることも考えられる。集合操作コマンドのモードで例えば、上記上下または下上の操作の替わりに平面上で円弧を２回描くようにしても良い。ここまでで述べてきた光源のオンオフや、その後の集合算のコマンドとしての上下、下上、円弧はその限りではなく、ユーザが納得するコマンドを定義するようにするのが好適である。
【０１３６】
図９（Ｂ）を用いて１３３３と１３３２の共有部分空間として１３３４を定義することを述べる。これは２種類の光源に対して両方が使える空間を表す。あるいはグループで使う場合に個人の空間を大きな共有空間に定義する場合に有効である。このコマンド・モードでは１３３３と１３３２を定義するとその共通連続空間１３３４が生成される。
【０１３７】
他の集合算もこれまでの説明と同様に定義できるので省略する。なお、複数の連続しない空間を１つの属性共有する空間としてあつかうには、改めてそれを定義するモードを設ける。その場合、図９（Ｂ）において、第１の入力空間と第２の入力空間が１つの入力空間として扱われる。
【０１３８】
したがって、入力領域の集合算が可能になる。特に領域を増やす場合に最初からやりなおす必要がなくなる。
【０１３９】
［第９の実施の形態］
図１０を参照しながら説明する。
【０１４０】
現状では１つのディスプレーで表示されているものを同時に他のディスプレーで表示することは可能である。これは単にディスプレーへの信号を他のディスプレーに送れば良いことである。この場合最初の画面にでているポインターも他の画面に現れるのは当然である。
【０１４１】
同様に各３次元立体空間にあるポインターが入ったことは、第２の実施の形態のように決定づけられる。このシステムでは光源が異なった仮想領域に入るたびに、領域に入ったことを示すアイコンの色が異なるようにする。即ち、各ディスプレーは各領域に対応するアイコンがあると仮定すると、異なる仮想領域毎に異なるアイコンを定義してあり、光源がある領域に入ると対応するアイコンの色が変わるようにする。これらのアイコンは対応する領域が分かるように対応付けることも好適である。
【０１４２】
図８では左領域Ａと右領域Ｂが定義されている。光源がどちらに入るかでディスプレー上のアイコンの色が変わるように設定する。あるいは２つのアイコンを用意しておき、光源がどちらかの領域にある時、対応するアイコンがハイライトされるように設定しても良い。
【０１４３】
例えば、図１０に示すように、１つのディスプレーに複数の光源認識領域が定義されていたとする。それぞれのアイコンにカーソル用、画面手前などといった言葉をつけることも可能であるし、それぞれ異なったモードに設定される。領域１４４２はキーボートのモード、領域１４４３はスクロールのモード、空中の領域１４４１ポインターのモードが設定される。スクロール・モードやキーボード・モードでは光源の位置がパソコンが置いてある平面から数ｍｍ以内にあるとする。キーボード・モードではソフトのキーボードがディスプレー上に表れ、光源の位置に対応するキーがハイライトされる。
【０１４４】
それら複数のアイコンが実際の複数の仮想領域の位置関係を反映させるようにディスプレーに描かれる（１４４４）ことも必要である。
【０１４５】
したがって、１つのポインターが複数のディスプレーに対して利用することができる。複数の領域が異なるモードで存在することが可能で、ユーザーはそれを意識することなく、光源を領域間で移動させる。従って、従来のマウスのように、各モードにおいて頭の切り替えを図る必要がなくなり、思考の中断が軽減される。
【０１４６】
［第１０の実施の形態］
本実施の形態では、３次元入力の認識と擬似正規化を説明する。
【０１４７】
３次元での光源の軌跡を任意の入力コマンドとして利用できる。このシステムは時系列にそって３次元座標がある一定間隔（例えば０．０１秒）で記録をとっている。システムは任意の時点から遡ってある時刻までの時間を１つのウインドウとして常にその記録をチェックしている。
【０１４８】
例えば図１１に示すように、光源が２秒以内に光源８０２の上下運動８０３をしたとする。すると代表的な点をとり（全部のデータでも良い）その点が直線を構成しているか確認する。またその直線が描かれる方向、その繰り返しを検出する。例えば、上下運動（その復路も考慮に入れて）２回をある特定時間で確認するなら、画面にあるＶＲＬＭで記述されているオブジェクトを下方にある一定量動かせというコマンドとして解釈させるようにする。また別の例として同じ平面上で弧状または半円を描く操作をする。この操作はＶＲＬＭなどの物体をその方向にある物体の中心を基準に一定量まわせ（ｘ−ｙ平面に対して）ということと解釈させる。
【０１４９】
軌跡を認識する方法の一例を図１１、図１２、図１３を参照しながら説明する。
【０１５０】
先の例のように、システムは任意の地点から過去に遡って、例えば２秒間の間、その３次元軌跡が何であったかを認識する。この過去２秒間は上記記録の行われるすべての時点から始まって行っている。すべての過去２秒間の内、１つでも弧状が認識されたならば、ただちにその時点で弧状に対応するコマンドを処理するものとする。光源の上下運動を確認するためのパラメターは上下運動（水平線に垂直な通常のＹ軸方向）の最小の距離９０１と上下運動が横（水平線と同じ通常のｘ軸方向）にぶれることなくある一定の距離９０２内に収まることである。
【０１５１】
同様に半円弧を認識するには円弧の始点１０１と終点１０２を結ぶ線から円弧は弧の端１０３まで充分な最低距離１０４があること、１０１や１０２にくる光源の位置が２−３回ともある特定の位置内にあることなどである。
【０１５２】
なお、これらのパラメターは予め設定しておいても良いが、コマンド生成モードというのを設け、ユーザが自由に設定できるようにしても好適である。
【０１５３】
したがって、任意の３次元形状をコマンドとして登録することができ、各ユーザ毎のカスタムメイドのコマンドを利用することができる。
【０１５４】
［第１１の実施の形態］
特に面白いパターンとして半円弧を地表と平行な平面上でくり返すことにより、ＶＲＭＬの物体を回転させることも可能である。その半円弧の始まりの位置と光源がユーターンする位置との時系列関係から回転する方向を自然な解釈で定義することができる。また、描かれた半円弧は平面や垂直方向のみならず、平面に対してある角度で描くことも可能である。したがって、そこから定義されるＶＲＭＬの平面基準点に対する回転平面の角度を自然に定義づけすることができる。もちろん回転の方向付けも平面における場合と同様に決定できる。半円弧ではなく、円弧を描いて上記と同様なことも可能である。
【０１５５】
ここからこれまでの３次元軌跡コマンドを利用してＶＲＭＬのオブジェクトを従来のように２次元上に拘束されたマウスではなく、３次元の動きでごく自然に動かすことができるのを説明する。
【０１５６】
図１４に示すように、コンピュータ上に仮想空間１６０５とその中に仮想３次元物体１６０２があったとする。この物体に対応してパソコン画面手前にその仮想空間と相似の入力閉空間１６０６を設定する。相似の程度は、まずユーザに第１の実施の形態で説明したような３次元矩形空間を設定させることに始まる。ＶＲＭＬ動作モードでこれを設定すると、パソコン内の仮想空間１６０５とこの３次元入力空間１６０６を対比させて、その比率（各３軸方向への比率も含む）を求める。従って、対象とする３次元仮想物体１６０２（以下物体Ａと呼ぶ）もその比に対応して、３次元矩形空間内に１６０３として定義することができる。ここで３次元入力空間内にできた物体１６０３を物体Ｂと呼ぶことにする。
【０１５７】
物体Ｂはこれまで定義してきた閉空間とその性質においてことなる。即ち、この空間は固定されていなく、光源が中にある時に、あるコマンドの後、光源と物体Ｂの相対的位置が固定され、光源が３次元入力空間内を移動するに対応して移動が可能である（第３の実施の形態参照）。
【０１５８】
ここで、移動には平行移動と回転移動が考えられる。平行移動の場合は、光源の動きにつれて、物体Ｂが動く場合であり、この場合回転がないので、物体Ｂの３次元矩形空間との相対的方向は変わらないが位置だけが変化する。なお、物体Ｂが入力３次元空間からはみ出る場合はエラー・メッセージなどだして操作を繰り返しさせる。
【０１５９】
一方、回転移動の場合、細かく言うと２つの回転移動がある。１つは回転軸が物体Ｂを通過する場合であり、もう１つは回転軸が物体Ｂを交わらない場合である。
【０１６０】
回転軸が物体Ｂを通過する場合、ユーザ定義の回転軸や予め回転軸を物体のいわゆる中心を通るように設定しておくことができる。回転軸を設定する場合はまず光源を物体Ｂの外にもっていき（コンピュータディスプレー上でそれはフィードバックがかかり確認できる。）、任意の直線１６０４を定義することによって設定できる。直線の始まりと終わりはクリックなどを行って設定する。もちろん直線を定義するときに、物体Ｂと交点ができる場合はエラーメッセージを出させて、操作を繰り返させるようにしても良い。逆に、回転軸がＢを通るように設定する場合に、定義した直線がＢと交点を持たない場合はエラーメッセージを出させて、これも操作を繰り返させる。
【０１６１】
同様にＶＲＭＬでは視点を変えるという操作があるが、これはＶＲＭＬ上の常識的に考えられる水平面を考え、その水平面に対応する水平面を３次元入力空間内で設定する。そして後者の平面を光源で動かす（水平面に垂直なＹ軸方向）ことによって、視点の変化を与えることができる（視点はこの水平面に対して固定されていると考える。）。
【０１６２】
フィードバックの方法として光源の位置（それを動かす指も入れて良い。）をＶＲＭＬ上の反映させることができる。これはコンピュータ内の仮想空間とパソコン外の３次元入力空間が対応しているので、コンピュータ・グラフィックのテクニックなどを使い実現できる。
【０１６３】
ＶＲＭＬにおけるズームの動作はこの装置では次のように行う。入力空間で光源を物体Ｂの外に置く、光源を画面から垂直な方向に対して（ｚ軸）画面から見て遠近遠近、または近遠近遠などと動かして、ズームやパンを行う。
【０１６４】
したがって、ＶＲＭＬなどの仮想空間における仮想物体をより現実の感覚で移動回転が可能になる。
【０１６５】
［第１２の実施の形態］
図１５を参照しながら説明する。
【０１６６】
ここでは初めに第１の実施の形態のコマンド認識領域の直方体が２つ定義されているものとする。画面の３次元情報は予め決められても良いし、またユーザが後で定義するようにしても良い。簡単のため、それぞれの直方体を定義する平面群を画面Ａ（全部で６面ある）と画面Ｂ（全部で６面ある）と呼ぶことにする。また２つの直方体は同一の平面上にあるが重なりはないものとする（１１０４）。光源はこれまでの説明で使われてきたように、１つの拡散光ではなく、２つの拡散光１１０２，１１０３があるものとし、その拡散光は１つの線分上にあるようにペンや棒１１０１などの上に物理的に固定されているものとする。
【０１６７】
これまで説明したように、このシステムでは光源が認識されると、その３次元位置も求められる。２つに光源があるので、その２つの光源を結ぶ線分の方程式が求められる。さらに、その方程式と上記画面Ａと画面Ｂとの交点を求めることができる。それぞれの画面は重なりがないのでそれぞれの画面との交点があるかどうかは背反事象である。すなわち交点がもとまった時点でその画面が選択できたことになり、以後の入力にその画面を使われるようになる。なお、どちらの画面にも上記線分が交わらないことも当然ある。
【０１６８】
より具体的応用例として、パソコン教室が行われているとする。するとインストラクターは特定のパソコンだけを起動させたい、あるいはインストラクタのポインターを見せたいといった場合、そのパソコンを指定するのに、１つ１つしていたのでは大変である。その場合、各パソコン前に定義された矩形ボックスを一括してポインタで選択できると便利である。
【０１６９】
したがって、１つのポインターで複数のコンピュータ端末やディスプレーを操作することができる。
【０１７０】
［第１３の実施の形態］
図１６を参照しながら説明する。
【０１７１】
複数の光源（ここでは４つの光源とする）１２０６を用意し、それぞれの光源は異なる波長をもつようにし、またある一定間隔で定期的にそれらの光源が順番に発光を繰り返すようにする。４つの光源の代りに、１つの光源で４種類の波長に対応するフィルターを順番に光源の前に置くようにしても良い。
【０１７２】
シール１２０１など（例えば２×２ｃｍ）に４つ光源の波長に反射する同サイズの反射板１２０２，１２０３，１２０４，１２０５を装着する。シールそのものはどの波長でも反射しない物質でできているものとする。ある特定の波長の反射板があればその波長の反射が確認できるので、４つ反射板をシールに装着するかどうかで、ここでは２×２×２×２＝１６通りのバターンができ、ＩＤとして利用することができる。図１６では左下の反射板１２０５が無い状態を点線の円で表していて、他の３つの反射板は存在する。ここで上記２×２ｃｍは１つの例であって、反射板からの反射光が充分観察できる大きさを決めることによっていくらでも反射板の大きさを小さくでき、よってシールの大きさも小さくできる。
【０１７３】
このシールを指や手の甲その他の場所に貼り付けて使用する。人の肩の場所に貼り付けて、入り口を通過した時に光をあてて、その人のＩＤを読み取るようにすることも可能である。
【０１７４】
【発明の効果】
本発明によれば、コストをかけることなく、位置測定のための操作性を飛躍的に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】入力領域を定義することの説明図である。
【図２】距離認識装置の原理図である。
【図３】距離認識装置と光源の構成図である。
【図４】複製カーソルの数が光源の位置により変化することを説明する図である。
【図５】入力領域の移動を説明する図である。
【図６】入力領域の境界付近における距離感のフィードバックを説明する図である。
【図７】入力領域に２つの光源がある図である。
【図８】２つの入力領域がある図である。
【図９】入力領域の集合算を説明する図である。
【図１０】モードの異なる入力領域の説明図である。
【図１１】３次元入力を説明する図である。
【図１２】３次元入力を説明する図である。
【図１３】３次元入力を説明する図である。
【図１４】３次元仮想体を動かすことを説明する図である。
【図１５】複数の入力領域を選択することの説明図である。
【図１６】波長の異なる複数の反射板の図である。
【符号の説明】
Ｒ　入力境界領域でディスプレーの平面と重なる平面
Ａ０　入力境界領域でディスプレーと反対側の平面
Ａ２　入力領域でＡ０に近い平面
Ａ１　入力外領域でＡ０に近い平面
Ｒ１　閉領域
Ｒ２　閉領域
Ｒ３　閉領域
Ｒ０　Ｒ２とＲ３の和集合
ＲＮ　開領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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