JP2000148391A - コンピュ―タ用位置入力装置中に納められたボ―ルの光学的トラッキングのための方法及び装置 - Google Patents
コンピュ―タ用位置入力装置中に納められたボ―ルの光学的トラッキングのための方法及び装置Info
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- G05G9/047—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks
- G05G9/053—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks the controlling member comprising a ball
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
- G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光学的トラッキング技術の利点を有してはい
るが、シャフトエンコーダのようにより低いコストでマ
ウスやジョイスティックの動きを決定する方法を提供す
る 【解決手段】 カーソルまたはポインタの位置を機械的
動きにより制御する方法であって、マイクロテクスチャ
ーを表面に有する球（３）の一部を、自由に回転できる
ように支持（４、１４、１５）するステップと、球が回
転するように機械的動きを球に伝えるステップと、球
（３）の一部分を照明（５）するステップと、照明され
たマイクロテクスチャーの画像を、球（３）の回転に伴
うパターンの相対位置の変化を表わす位置制御信号を生
成する光学的位置トラッキング回路（７）上に結像させ
る（６）ステップと、位置制御信号をコンピュータなど
の装置へと伝える（１３）ステップとを含む方法および
その方法を実施するための装置。
るが、シャフトエンコーダのようにより低いコストでマ
ウスやジョイスティックの動きを決定する方法を提供す
る 【解決手段】 カーソルまたはポインタの位置を機械的
動きにより制御する方法であって、マイクロテクスチャ
ーを表面に有する球（３）の一部を、自由に回転できる
ように支持（４、１４、１５）するステップと、球が回
転するように機械的動きを球に伝えるステップと、球
（３）の一部分を照明（５）するステップと、照明され
たマイクロテクスチャーの画像を、球（３）の回転に伴
うパターンの相対位置の変化を表わす位置制御信号を生
成する光学的位置トラッキング回路（７）上に結像させ
る（６）ステップと、位置制御信号をコンピュータなど
の装置へと伝える（１３）ステップとを含む方法および
その方法を実施するための装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータ用位
置入力装置中に納められたボールの光学的トラッキング
の方法とコンピュータ用位置入力装置に関する
置入力装置中に納められたボールの光学的トラッキング
の方法とコンピュータ用位置入力装置に関する
【０００２】
【従来の技術】従来のコンピュータマウスでは、ホイー
ル、ローラーまたは軸を介してシャフトエンコーダに機
械的に結合した回転するボールを用いて、マウスの互い
に直交する方向の動きをコンピュータにより生成される
表示画面中のカーソルやその他のインディケータの所望
の動きを表わす信号に変換する。ボールと、シャフトエ
ンコーダを回転させるローラーまたは軸との間の機械的
インターフェースには妥協点が多い。わずかのごみまた
は単に通常の磨耗が進むだけで、その機構はよくて使い
にくくなったり、最悪の場合では全く役に立たなくな
る。
ル、ローラーまたは軸を介してシャフトエンコーダに機
械的に結合した回転するボールを用いて、マウスの互い
に直交する方向の動きをコンピュータにより生成される
表示画面中のカーソルやその他のインディケータの所望
の動きを表わす信号に変換する。ボールと、シャフトエ
ンコーダを回転させるローラーまたは軸との間の機械的
インターフェースには妥協点が多い。わずかのごみまた
は単に通常の磨耗が進むだけで、その機構はよくて使い
にくくなったり、最悪の場合では全く役に立たなくな
る。
【０００３】マウスを支持する表面に直接的に呼応する
光学的トラッキング機構をコンピュータマウスに設ける
ことは知られている。このような技術によれば表面が照
明され、その一部を複数の隣り合う画素から成る画像を
形成するために使用出来るようになっている。表面の反
射率やその他の性状は大きく変化し、イメージング機構
に多大な重荷を課している。照明を管理するために通常
は何等かの制御ループが必要とされる。これが更に複雑
性を増大させ、従って装置全体の費用を高くしている。
光学的トラッキング機構をコンピュータマウスに設ける
ことは知られている。このような技術によれば表面が照
明され、その一部を複数の隣り合う画素から成る画像を
形成するために使用出来るようになっている。表面の反
射率やその他の性状は大きく変化し、イメージング機構
に多大な重荷を課している。照明を管理するために通常
は何等かの制御ループが必要とされる。これが更に複雑
性を増大させ、従って装置全体の費用を高くしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】光学的トラッキング技
術の利点の幾つかまたは殆どを有してはいるが、シャフ
トエンコーダのようにより低いコストで単純な、マウス
の動きに対応する方法が望まれる。
術の利点の幾つかまたは殆どを有してはいるが、シャフ
トエンコーダのようにより低いコストで単純な、マウス
の動きに対応する方法が望まれる。
【０００５】
【課題を解決する手段】マウスやジョイスティックの内
部の環境を光学的に制御することができ、その環境中で
は周囲の光を排除して、所望の照明の角度、強度及び分
光内容を確立し、その環境中にあるボールの一部を撮像
される唯一の表面とする。このボールは、従来と同じよ
うにして、即ち作業面上のマウスの移動に伴う摩擦によ
るか、或は可動式ジョイスティックに取り付けられ、そ
れを支持していることによるかのいずれかの理由で動か
されるものである。しかしながら、ボールの動きを感知
するためには、それに押圧されるローラーまたは軸を有
するシャフトエンコーダのかわりに、ボールの小さな領
域のマイクロテクスチャーを利用して任意の画像が形成
され、その動きがトラッキングされる。これにより形成
された画像は、もちろんボールの回転と共に変化する。
即ち、古い画像の部分が視野から出て行くと同時に新し
い部分が入ってくるわけである。連続する画像は内部的
に光学的トラッキング機構内で画素のアレイとして表わ
され、そしてトラッキング機構では視野の一辺に沿った
幾つかの画素が消えて行く一方で、視野の他の一辺から
他の画素が現れるようになっている。変化しない画素の
パターンを一致させることで動きが判定される。新たな
画素により描かれるパターンは、消えて行く画素により
表わされるものといかなる関連性も持つ必要はない。即
ち、ボールはその表面に既知のパターンまたは精密なパ
ターンのいずれをも有する必要は無いということであ
る。表面は任意のマイクロテクスチャーを有していて良
い。ピクセルアレイの中にある充分な数の画素によりこ
れらの変化の領域を分離できるので、パターンを一致さ
せることで、ボールの動きの量と方向を判定することが
でき、この量は画素で表わされる。これはコンピュータ
位置入力装置のためには十分なものであり、コンピュー
タ上で実行される従来型のマウスドライバによって、画
面上のポインタまたはカーソル位置を制御するようにス
ケールすることが可能である。
部の環境を光学的に制御することができ、その環境中で
は周囲の光を排除して、所望の照明の角度、強度及び分
光内容を確立し、その環境中にあるボールの一部を撮像
される唯一の表面とする。このボールは、従来と同じよ
うにして、即ち作業面上のマウスの移動に伴う摩擦によ
るか、或は可動式ジョイスティックに取り付けられ、そ
れを支持していることによるかのいずれかの理由で動か
されるものである。しかしながら、ボールの動きを感知
するためには、それに押圧されるローラーまたは軸を有
するシャフトエンコーダのかわりに、ボールの小さな領
域のマイクロテクスチャーを利用して任意の画像が形成
され、その動きがトラッキングされる。これにより形成
された画像は、もちろんボールの回転と共に変化する。
即ち、古い画像の部分が視野から出て行くと同時に新し
い部分が入ってくるわけである。連続する画像は内部的
に光学的トラッキング機構内で画素のアレイとして表わ
され、そしてトラッキング機構では視野の一辺に沿った
幾つかの画素が消えて行く一方で、視野の他の一辺から
他の画素が現れるようになっている。変化しない画素の
パターンを一致させることで動きが判定される。新たな
画素により描かれるパターンは、消えて行く画素により
表わされるものといかなる関連性も持つ必要はない。即
ち、ボールはその表面に既知のパターンまたは精密なパ
ターンのいずれをも有する必要は無いということであ
る。表面は任意のマイクロテクスチャーを有していて良
い。ピクセルアレイの中にある充分な数の画素によりこ
れらの変化の領域を分離できるので、パターンを一致さ
せることで、ボールの動きの量と方向を判定することが
でき、この量は画素で表わされる。これはコンピュータ
位置入力装置のためには十分なものであり、コンピュー
タ上で実行される従来型のマウスドライバによって、画
面上のポインタまたはカーソル位置を制御するようにス
ケールすることが可能である。
【０００６】ボールの何等かの磨耗、破損、或はそれに
付着したごみは、光学的トラッキング機構にとっては単
にマイクロテクスチャーとして認識されるだけである。
マイクロテクスチャーはいずれにせよ任意なものである
ことがわかっているため、これらの現象はボールの動き
に機械的に支障をきたさない限りはあまり重要な問題で
はない。これはボールの回転に従って押圧されるシャフ
トエンコーダ上のローラー或は軸の回転に磨耗や破損或
はごみが支障をきたすことのある従来型のシャフトエン
コーダ方式から見ると、確実な改善と言える。
付着したごみは、光学的トラッキング機構にとっては単
にマイクロテクスチャーとして認識されるだけである。
マイクロテクスチャーはいずれにせよ任意なものである
ことがわかっているため、これらの現象はボールの動き
に機械的に支障をきたさない限りはあまり重要な問題で
はない。これはボールの回転に従って押圧されるシャフ
トエンコーダ上のローラー或は軸の回転に磨耗や破損或
はごみが支障をきたすことのある従来型のシャフトエン
コーダ方式から見ると、確実な改善と言える。
【０００７】
【発明の実施の形態】次に、コンピュータマウスを簡略
化した第一の電気機械的部分ブロック図を示す図１を参
照すると、コンピュータマウス１は、その中央にマウス
ボール３を有する環状のリテーナ４（できれば取り外し
可能）を支持する基板２を有している。マウスボール３
は従来型のようにゴムでスチール製のボールを覆ったも
のでも良い。マウスボール３の外表面には、モールドの
内部にテクスチャー（微少な凹凸）を加えるか、または
モールディング後にエンボス加工を行うか、また或はブ
ラスト法またはタンブル装置により表面を摩食するかの
いずれかにより、人為的にマイクロテクスチャーが施さ
れていることが望ましい。しかしながらこれまでの試行
経験によれば、そのような人為的なマイクロテクスチャ
ー形成が不必要な場合があることも分かっている。表面
高さ（「粗さ」）の微細な変化は反射率を変えるために
それをマイクロテクスチャーと呼ぶことができるが、そ
れはまた材料組成や表面形状を局所的に異なるものにす
ることによっても作ることが出来る。対象となる形状サ
イズは５から５００μｍである。
化した第一の電気機械的部分ブロック図を示す図１を参
照すると、コンピュータマウス１は、その中央にマウス
ボール３を有する環状のリテーナ４（できれば取り外し
可能）を支持する基板２を有している。マウスボール３
は従来型のようにゴムでスチール製のボールを覆ったも
のでも良い。マウスボール３の外表面には、モールドの
内部にテクスチャー（微少な凹凸）を加えるか、または
モールディング後にエンボス加工を行うか、また或はブ
ラスト法またはタンブル装置により表面を摩食するかの
いずれかにより、人為的にマイクロテクスチャーが施さ
れていることが望ましい。しかしながらこれまでの試行
経験によれば、そのような人為的なマイクロテクスチャ
ー形成が不必要な場合があることも分かっている。表面
高さ（「粗さ」）の微細な変化は反射率を変えるために
それをマイクロテクスチャーと呼ぶことができるが、そ
れはまた材料組成や表面形状を局所的に異なるものにす
ることによっても作ることが出来る。対象となる形状サ
イズは５から５００μｍである。
【０００８】続いて、ボール３は、別個の内部リテーナ
ー１４、１５より成る内部支持機構によって更に所定の
位置に保持されている。内部支持機構の厳密な性質はデ
ザイン選択上の問題であり、軸上の複数のローラー（シ
ャフトエンコーダ付きマウスのデザインと同様）から、
基板２に取り付けられたり、その一部として成形された
りする環状のオリフィスをもってリテイナー４上に配置
されたものまで多岐にわたる。更なる可能性としては、
基板２に取り付けられた、或は成形された複数のフィン
ガーがあげられる。内部支持機構がマウスパッド（図示
せず）のように弾力性を持ち、これによりマウスが作業
面に置かれた場合のマウスボール３の持ち上がりに従う
ようにしたものもまた望ましい場合もある。いずれにし
ても、環状リテーナー４及び内部支持機構は、協調して
ボール３をわずかな遊びと共にほぼ固定された位置に保
持する一方で、ボール３が作業面に接して、その上で動
かされたときに自由に回転出来るようにしなっている。
これに関連して留意すべきなのは、ボール３がわずかに
下方に突き出しており、基板２の底部が低摩擦性のスキ
ッド即ちすべり材９、１０により作業面から離れて保持
されていることである。
ー１４、１５より成る内部支持機構によって更に所定の
位置に保持されている。内部支持機構の厳密な性質はデ
ザイン選択上の問題であり、軸上の複数のローラー（シ
ャフトエンコーダ付きマウスのデザインと同様）から、
基板２に取り付けられたり、その一部として成形された
りする環状のオリフィスをもってリテイナー４上に配置
されたものまで多岐にわたる。更なる可能性としては、
基板２に取り付けられた、或は成形された複数のフィン
ガーがあげられる。内部支持機構がマウスパッド（図示
せず）のように弾力性を持ち、これによりマウスが作業
面に置かれた場合のマウスボール３の持ち上がりに従う
ようにしたものもまた望ましい場合もある。いずれにし
ても、環状リテーナー４及び内部支持機構は、協調して
ボール３をわずかな遊びと共にほぼ固定された位置に保
持する一方で、ボール３が作業面に接して、その上で動
かされたときに自由に回転出来るようにしなっている。
これに関連して留意すべきなのは、ボール３がわずかに
下方に突き出しており、基板２の底部が低摩擦性のスキ
ッド即ちすべり材９、１０により作業面から離れて保持
されていることである。
【０００９】ＬＥＤ（発光ダイオード）５がボール３近
傍に配置されており、ボール３の領域１１を照明（出来
ればテクスチャーの差異を協調するように斜めから）す
るようになっている。レンズまたはレンズ系６が照明さ
れた領域１１の画像の焦点を、引用することにより本明
細書の一部を構成するものとする関連する米国特許第５
６４４１３９号および米国特許出願第０９／０５２０４
６号（１９９８年４月３０日出願）の開示することろに
従って構築した集積回路であることが望ましいトラッキ
ング光学画像センサ７内の画像センサアレイ（図示せ
ず）上に合わせる。領域１１のサイズはボールの曲率の
半径に比して小さく（例えば７／１６インチ（１．１ｃ
ｍ）のボールで０．０５０平方インチ（０．３２ｃ
ｍ２））、焦点や歪みに対する考慮は特に必要ない。即
ちあらゆる実際的な目的において領域１１を平面と考え
ることが出来るのである。もちろん領域１１は、照明さ
れている、そしてその画像がトラッキング光学画像セン
サ７上に焦点が合わせられているボール３のいかなる部
分でも良いことは明らかである。ボール３の回転に伴
い、領域１１の位置は変わらないが、これにより照明さ
れているマイクロテクスチャーのパターンは変化してゆ
き、動きとして検知される。
傍に配置されており、ボール３の領域１１を照明（出来
ればテクスチャーの差異を協調するように斜めから）す
るようになっている。レンズまたはレンズ系６が照明さ
れた領域１１の画像の焦点を、引用することにより本明
細書の一部を構成するものとする関連する米国特許第５
６４４１３９号および米国特許出願第０９／０５２０４
６号（１９９８年４月３０日出願）の開示することろに
従って構築した集積回路であることが望ましいトラッキ
ング光学画像センサ７内の画像センサアレイ（図示せ
ず）上に合わせる。領域１１のサイズはボールの曲率の
半径に比して小さく（例えば７／１６インチ（１．１ｃ
ｍ）のボールで０．０５０平方インチ（０．３２ｃ
ｍ２））、焦点や歪みに対する考慮は特に必要ない。即
ちあらゆる実際的な目的において領域１１を平面と考え
ることが出来るのである。もちろん領域１１は、照明さ
れている、そしてその画像がトラッキング光学画像セン
サ７上に焦点が合わせられているボール３のいかなる部
分でも良いことは明らかである。ボール３の回転に伴
い、領域１１の位置は変わらないが、これにより照明さ
れているマイクロテクスチャーのパターンは変化してゆ
き、動きとして検知される。
【００１０】トラッキング光学センサ７はボールの動き
を検知し、そしてインターフェース１２を通じ、適切な
動きの表示をコンピュータへと接続１２を介して通信す
る。接続１２の特定の種類については、設計上の選択に
よるが、有線（ＰＳ／２、ユニバーサルシリアルバス
（ＵＳＢ）、ＲＳ−２３２等）と同様、無線モード（赤
外線または低出力ＲＦ）の情報伝送も含まれる。
を検知し、そしてインターフェース１２を通じ、適切な
動きの表示をコンピュータへと接続１２を介して通信す
る。接続１２の特定の種類については、設計上の選択に
よるが、有線（ＰＳ／２、ユニバーサルシリアルバス
（ＵＳＢ）、ＲＳ−２３２等）と同様、無線モード（赤
外線または低出力ＲＦ）の情報伝送も含まれる。
【００１１】最後に、基板２と共に外部の周囲光を排除
する全体の囲いを形成している一方であらゆるマウスボ
タン或はその他の制御部（図示せず）をも有する上部ハ
ウジング８もまた図示した。
する全体の囲いを形成している一方であらゆるマウスボ
タン或はその他の制御部（図示せず）をも有する上部ハ
ウジング８もまた図示した。
【００１２】次に図２を参照すると、本発明に基づいて
構築したジョイスティック１６の簡略化した電気機械的
部分ブロック図が示されている。具体的には、レバー、
即ちハンドル１７（「スティック」）が囲い（それ自体
は図示せず）の何等かの上板、またはその他の表面１９
から略垂直状態に延びている。レバー即ちハンドル１７
は押された場合に電気接触を発動（例えばスイッチとし
て機能）するボタン２８を末端に有していてもよい。反
対端においてレバー１７はボール１８に固定されてお
り、ボールは従来の手段により閉鎖されてはいるがレバ
ー１７に印加される力に呼応していかなる方向にも自由
に旋回可能である（しかしながらレバー１７の軸を中心
とする回転はしないようになっていることが好まし
い）。
構築したジョイスティック１６の簡略化した電気機械的
部分ブロック図が示されている。具体的には、レバー、
即ちハンドル１７（「スティック」）が囲い（それ自体
は図示せず）の何等かの上板、またはその他の表面１９
から略垂直状態に延びている。レバー即ちハンドル１７
は押された場合に電気接触を発動（例えばスイッチとし
て機能）するボタン２８を末端に有していてもよい。反
対端においてレバー１７はボール１８に固定されてお
り、ボールは従来の手段により閉鎖されてはいるがレバ
ー１７に印加される力に呼応していかなる方向にも自由
に旋回可能である（しかしながらレバー１７の軸を中心
とする回転はしないようになっていることが好まし
い）。
【００１３】ジョイスティックは一般的に、ユーザーの
手によって力が加えられていない場合、レバー１７をそ
の垂直位置または非作動位置に戻すための何等かのセン
タリング機構を持っている。図２においてこの機能は弾
力性のあるカバー２０により供されており、これは異物
（ふけや菓子のかけら等）や周辺光をジョイスティック
の内部に入れないようにする更なる機能も担っている。
その他のセンタリング機構も勿論可能であり、それらに
は引張コイルバネや圧縮バネ、柔軟で弾力を持つ部材、
バネ座金、磁石、おもり、プーリーやケーブルなどが含
まれるがこの限りではない。センタリング機構は選択肢
が１つでもあればデザイン選択による。
手によって力が加えられていない場合、レバー１７をそ
の垂直位置または非作動位置に戻すための何等かのセン
タリング機構を持っている。図２においてこの機能は弾
力性のあるカバー２０により供されており、これは異物
（ふけや菓子のかけら等）や周辺光をジョイスティック
の内部に入れないようにする更なる機能も担っている。
その他のセンタリング機構も勿論可能であり、それらに
は引張コイルバネや圧縮バネ、柔軟で弾力を持つ部材、
バネ座金、磁石、おもり、プーリーやケーブルなどが含
まれるがこの限りではない。センタリング機構は選択肢
が１つでもあればデザイン選択による。
【００１４】図１のマウスの場合と同様に、ＬＥＤ２１
がボール１８上の小さい領域を照明している。照明はボ
ール１８のマイクロテクスチャーを強調するように低い
入射角であるのが望ましい。領域２６に相対し、領域２
６の画像の焦点をナビゲーションセンサ２３中の光セン
サアレイへと合わせるレンズまたはレンズ系２２があ
り、ナビゲーションセンサ２３は適切なインターフェー
ス２４に結合し、これを介してデータ伝送経路２５によ
って位置入力装置に呼応するコンピュータまたはその他
の機構へと繋がっている。レバー即ちハンドル１７が１
つの位置から別の位置へと曲げられると、ボールはその
拘束されている位置において回転することは言うまでも
ない。領域２６はもちろんレンズ２２に対して保持され
る。変化するのはマイクロテクスチャーの特定のパター
ンであり、図１の要素７と同じでも良いトラッキング光
学ナビゲーションセンサ２３にその画像が入る。これら
はパターンが変化し、検知され、従来より周知の方法で
使用されているコンピュータ（またはその他の機構）へ
と位置入力情報として送られる。
がボール１８上の小さい領域を照明している。照明はボ
ール１８のマイクロテクスチャーを強調するように低い
入射角であるのが望ましい。領域２６に相対し、領域２
６の画像の焦点をナビゲーションセンサ２３中の光セン
サアレイへと合わせるレンズまたはレンズ系２２があ
り、ナビゲーションセンサ２３は適切なインターフェー
ス２４に結合し、これを介してデータ伝送経路２５によ
って位置入力装置に呼応するコンピュータまたはその他
の機構へと繋がっている。レバー即ちハンドル１７が１
つの位置から別の位置へと曲げられると、ボールはその
拘束されている位置において回転することは言うまでも
ない。領域２６はもちろんレンズ２２に対して保持され
る。変化するのはマイクロテクスチャーの特定のパター
ンであり、図１の要素７と同じでも良いトラッキング光
学ナビゲーションセンサ２３にその画像が入る。これら
はパターンが変化し、検知され、従来より周知の方法で
使用されているコンピュータ（またはその他の機構）へ
と位置入力情報として送られる。
【００１５】最後に、明確には示さなかったもののＬＥ
Ｄ２１、レンズ２２及びナビゲーションセンサ２３はジ
ョイスティックの囲われた部分内にあり、周辺からの光
は排除されていることは容易に理解出来ることである。
Ｄ２１、レンズ２２及びナビゲーションセンサ２３はジ
ョイスティックの囲われた部分内にあり、周辺からの光
は排除されていることは容易に理解出来ることである。
【００１６】また更に留意すべきは、全てのジョイステ
ィックがコンピュータシステムの位置入力装置として使
用されている訳ではない点である。いくつかのジョイス
ティックは、「遠隔制御」のようなジョイスティックか
ら離れた対象物の位置または動作を制御するシステム用
の入力機構として利用されている。例としてはラジコン
の飛行機、車またはボートなどがあげられる。他の例と
しては、加工機械の切削用の刃の位置制御があげられ
る。ジョイスティック内の球状表面のマイクロテクスチ
ャーを光学的にトラッキングする技術はこれらの種類の
遠隔制御用途にも適用可能であることは明らかである。
ィックがコンピュータシステムの位置入力装置として使
用されている訳ではない点である。いくつかのジョイス
ティックは、「遠隔制御」のようなジョイスティックか
ら離れた対象物の位置または動作を制御するシステム用
の入力機構として利用されている。例としてはラジコン
の飛行機、車またはボートなどがあげられる。他の例と
しては、加工機械の切削用の刃の位置制御があげられ
る。ジョイスティック内の球状表面のマイクロテクスチ
ャーを光学的にトラッキングする技術はこれらの種類の
遠隔制御用途にも適用可能であることは明らかである。
【図１】マウスの動きをマウス中のボールの動きを検知
することにより判定するトラッキング光学センサを用い
るために構成したコンピュータマウスの簡略化した電気
機械的部分ブロック図である。
することにより判定するトラッキング光学センサを用い
るために構成したコンピュータマウスの簡略化した電気
機械的部分ブロック図である。
【図２】スティックの動きをボールの動きを検知するこ
とにより判定するトラッキング光学センサを用いるため
に構成したコンピュータジョイスティックの簡略化した
電気機械的部分ブロック図である。
とにより判定するトラッキング光学センサを用いるため
に構成したコンピュータジョイスティックの簡略化した
電気機械的部分ブロック図である。
１ マウス ３、１８ マイクロテクスチャーを有する球状の表面 ４ リテーナー ５、２１ 照明源 ６、２２ レンズ ７、２３ 光学的位置トラッキング回路 １３、２５ コンピュータ等への接続 １４、１５ リテーナー １６ ジョイスティック １７ レバー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 399117121 395 Ｐａｇｅ Ｍｉｌｌ Ｒｏａｄ Ｐ ａｌｏ Ａｌｔｏ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ Ｕ．Ｓ．Ａ.
Claims (5)
- 【請求項１】 コンピュータ画面上等に表示されるカー
ソルまたはポインタの位置を機械的動きで制御する方法
であって、 マイクロテクスチャーを有する球状表面（３）の一部
を、その球状表面が捕らえられた状態にはあるが、自由
に回転できるように支持（４、１４、１５）するステッ
プと、 球状表面が回転するように機械的動きを球状表面に伝え
るステップと、 球状表面の一部分のマイクロテクスチャーを照明（５）
するステップと、 照明されたマイクロテクスチャーの画像を、球状表面の
回転に伴う画像のマイクロテクスチャー中のパターンの
相対位置の変化を表わす位置制御信号を生成する光学的
位置トラッキング回路（７）上に結像させる（６）ステ
ップと、 位置制御信号を、カーソルまたはその他のポインタの位
置を変化させることによりその位置制御信号に呼応する
装置へと伝える（１３）ステップとを含む方法。 - 【請求項２】 機械的な動きを用いてその機械的な動き
から離れた対象物の動作を制御する方法であって、 マイクロテクスチャーを有する球状表面（３）の一部
を、その球状表面が捕らえられている状態にはあるが、
自由に回転できるように支持（４、１４、１５）するス
テップと、 球状表面が回転するように機械的動きを球状表面に伝え
るステップと、 球状表面の一部分のマイクロテクスチャーを照明（５）
するステップと、 照明されたマイクロテクスチャーの画像を、球状表面の
回転に伴う画像のマイクロテクスチャー中のパターンの
相対位置の変化を表わす位置制御信号を生成する光学的
位置トラッキング回路（７）上にと結像する（６）ステ
ップと、 位置制御信号を、機械的動きから離れた対象物の動作を
制御することによりその位置制御信号に呼応する装置へ
と伝える（１３）ステップとを含む方法。 - 【請求項３】 コンピュータ等のための位置入力装置で
あって、 マイクロテクスチャーを有する球状の表面（３、１８）
であって、捕らえられているように取り付けられ、マイ
クロテクスチャーを有する球状の表面の回転を起こす機
械的動きを受けて伝えることができる表面と、 マイクロテクスチャーを有する球状の表面の一部分に向
けられた照明源（５、２１）と、 マイクロテクスチャーを有する球状の表面の照明される
部分の近傍に配置され、それに光学的に結合する光学的
位置トラッキング回路（７、２３）とを含み、 光学的位置トラッキング回路が、マイクロテクスチャー
を有する球状の表面の回転に伴うマイクロテクスチャー
中のパターンの相対位置の変化を表わす位置制御信号
（１３、２５）を生成することを特徴とする装置。 - 【請求項４】 上記装置がコンピュータマウス（１）で
あって、上記機械的動きを受けて伝えることが、マイク
ロテクスチャーを有する球状の表面の露出した部分と、
マウスが置かれる略平坦な作業面との間の摩擦接触によ
りなされることを特徴とする請求項３に記載の装置。 - 【請求項５】 上記装置がジョイスティック（１６）で
あって、レバー（１７）がその一端でマイクロテクスチ
ャーを有する球状の表面に取り付けられており、上記機
械的動きがレバーを動かすことにより発生されることを
特徴とする請求項３に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US16700998A | 1998-10-06 | 1998-10-06 | |
| US09/167009 | 1998-10-06 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000148391A true JP2000148391A (ja) | 2000-05-26 |
Family
ID=22605580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11285731A Pending JP2000148391A (ja) | 1998-10-06 | 1999-10-06 | コンピュ―タ用位置入力装置中に納められたボ―ルの光学的トラッキングのための方法及び装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20010009414A1 (ja) |
| EP (1) | EP0992936A3 (ja) |
| JP (1) | JP2000148391A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2008069084A1 (ja) * | 2006-11-30 | 2008-06-12 | Tamagawa Seiki Co., Ltd. | 球体の絶対角度検出システム、球体アクチュエータおよびポインティングデバイス |
| JP4493730B2 (ja) * | 2008-07-31 | 2010-06-30 | 国立大学法人広島大学 | ３次元物体表示制御装置及びその方法 |
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| US11614805B2 (en) | 2017-08-20 | 2023-03-28 | Pixart Imaging Inc. | Joystick with light emitter and optical sensor within internal chamber |
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| GB0208471D0 (en) * | 2002-04-12 | 2002-05-22 | Cursor Controls Ltd | Improved pointing device |
| US7400317B2 (en) | 2003-08-29 | 2008-07-15 | Avago Technologies Ecbu Ip Pte Ltd | Finger navigation system using captive surface |
| EP1574825A1 (en) * | 2004-03-12 | 2005-09-14 | Xitact S.A. | Device for determining the longitudinal and angular position of a rotationally symmetrical apparatus |
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| US20060284831A1 (en) * | 2005-06-21 | 2006-12-21 | Rosenberg Paul K | Optical input device with a rotatable surface |
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| KR100921814B1 (ko) * | 2007-04-26 | 2009-10-16 | 주식회사 애트랩 | 포인팅 장치 및 이의 움직임 제어 방법 |
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| US8823644B2 (en) | 2009-12-08 | 2014-09-02 | Contour Design Inc. | Inner-sensor based pointing device |
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| US10031591B2 (en) | 2015-05-08 | 2018-07-24 | Contour Design, Inc. | Pointing device bracket assembly and system |
| US11023053B2 (en) | 2016-11-11 | 2021-06-01 | Contour Innovations Llc | Inner-sensor pointing device system |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US4794384A (en) * | 1984-09-27 | 1988-12-27 | Xerox Corporation | Optical translator device |
| GB2272763B (en) * | 1992-11-14 | 1996-04-24 | Univ Sheffield | Device and method for determining movement |
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-
1999
- 1999-08-05 EP EP99115490A patent/EP0992936A3/en not_active Withdrawn
- 1999-10-06 JP JP11285731A patent/JP2000148391A/ja active Pending
-
2001
- 2001-03-06 US US09/800,160 patent/US20010009414A1/en not_active Abandoned
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| US11144084B2 (en) | 2017-08-20 | 2021-10-12 | Pixart Imaging Inc. | Control method applied to a joystick |
| US11614805B2 (en) | 2017-08-20 | 2023-03-28 | Pixart Imaging Inc. | Joystick with light emitter and optical sensor within internal chamber |
| US11829180B2 (en) | 2017-08-20 | 2023-11-28 | Pixart Imaging Inc. | Pressure detection device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20010009414A1 (en) | 2001-07-26 |
| EP0992936A3 (en) | 2003-01-02 |
| EP0992936A2 (en) | 2000-04-12 |
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