JP2001125735A - コンピュータ操作装置 - Google Patents
コンピュータ操作装置Info
- Publication number
- JP2001125735A JP2001125735A JP30224199A JP30224199A JP2001125735A JP 2001125735 A JP2001125735 A JP 2001125735A JP 30224199 A JP30224199 A JP 30224199A JP 30224199 A JP30224199 A JP 30224199A JP 2001125735 A JP2001125735 A JP 2001125735A
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- magnetic
- rotation
- cylinders
- computer
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 マウスとかジョイスティック等のコンピュー
タ操作装置の構造の簡単化，小型化および耐久性の向上
を目指す。 【解決手段】 任意方向に回転可能に支承された球に相
互に軸方向を直交させて二つの円筒体を接触させ、球の
回転に従って回転するように軸支し、これらの円筒体に
その円周方向にＮ極，Ｓ極が交互に現われるように縞状
に着磁し、これらの円筒体に対向させて夫々複数組の磁
気センサを設け、これらの磁気センサからの出力信号に
よりコンピュータのカーソル駆動信号を形成するように
した。
タ操作装置の構造の簡単化，小型化および耐久性の向上
を目指す。 【解決手段】 任意方向に回転可能に支承された球に相
互に軸方向を直交させて二つの円筒体を接触させ、球の
回転に従って回転するように軸支し、これらの円筒体に
その円周方向にＮ極，Ｓ極が交互に現われるように縞状
に着磁し、これらの円筒体に対向させて夫々複数組の磁
気センサを設け、これらの磁気センサからの出力信号に
よりコンピュータのカーソル駆動信号を形成するように
した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はマウスとかジョイス
ティック等のコンピュータ操作装置に関する。
ティック等のコンピュータ操作装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在用いられているマウスは机面を転動
するボールに車を接触させ、この車の軸に光式ロータリ
エンコーダを連動させた構造になっており、機構的に複
雑な上に、光式ロータリエンコーダの円板が相当の直径
を必要とするため、マウスの外形が背が盛り上がった型
になり、手との適合性が良くない。またジョイスティッ
クはポテンショメータを用いているので、摩耗により動
作不良を起こし易く、耐久性が低い。
するボールに車を接触させ、この車の軸に光式ロータリ
エンコーダを連動させた構造になっており、機構的に複
雑な上に、光式ロータリエンコーダの円板が相当の直径
を必要とするため、マウスの外形が背が盛り上がった型
になり、手との適合性が良くない。またジョイスティッ
クはポテンショメータを用いているので、摩耗により動
作不良を起こし易く、耐久性が低い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は例えばマウス
においては機構的に簡単でマウスの背を低くし、人間工
学的に手との適合性を良くし、ジョイスティックにおい
ては摩耗の問題がなく耐久的となるような、何れにも共
通に適用できる一つの機構を提供しようとするものであ
る。
においては機構的に簡単でマウスの背を低くし、人間工
学的に手との適合性を良くし、ジョイスティックにおい
ては摩耗の問題がなく耐久的となるような、何れにも共
通に適用できる一つの機構を提供しようとするものであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】机面との接触によりまた
は装着されたレバーにより任意の方向に回動可能に支承
された球に接触して回転するように二つの円筒体をその
軸が互いに直交するように配置し、この円筒体の表面に
円周方向に磁極が並んで現われるように縞状に着磁し、
これら各円筒体の筒面に対向させて磁気センサを配置
し、これらの磁気センサの出力波形をパルス化してコン
ピュータのカーソル駆動信号とするようにした。
は装着されたレバーにより任意の方向に回動可能に支承
された球に接触して回転するように二つの円筒体をその
軸が互いに直交するように配置し、この円筒体の表面に
円周方向に磁極が並んで現われるように縞状に着磁し、
これら各円筒体の筒面に対向させて磁気センサを配置
し、これらの磁気センサの出力波形をパルス化してコン
ピュータのカーソル駆動信号とするようにした。
【０００５】
【発明の実施の形態】図１に本発明の一つの実施形態を
示す。１は鋼球で机面を転動できるようにマウスに支承
されている。或はジョイスティックであれば任意方向に
回動させ得るよう支承され、球の上面に不図示の把手が
取付けてある。図はこれらの装置の鋼球とこの鋼球の回
動を検出するセンサ部のみを示している。２，３は鋼球
１の赤道面上で相互の軸方向が直交している円筒体で、
共に鋼球１に接触しており、鋼球１の回動に応じて回転
するように軸受４に支承されている。円筒体２，３は表
面が磁性体層であり、円筒面の円周方向にＮ極，Ｓ極が
縞状に交互に並ぶように着磁してある。５１，５２，５
３は円筒体２に対向させた磁気センサ例えばホール素
子、６１，６２，６３は円筒体３に対向させた磁気セン
サで、５１〜５３の組は鋼球１の赤道面上に円筒体２の
母線方向に並び、相互の位置関係は鋼球１の赤道面に垂
直の方向に少しずつずらせてある。磁気センサ６１〜６
３の組も円筒体３に対して上述したと同じ位置関係にな
っている。
示す。１は鋼球で机面を転動できるようにマウスに支承
されている。或はジョイスティックであれば任意方向に
回動させ得るよう支承され、球の上面に不図示の把手が
取付けてある。図はこれらの装置の鋼球とこの鋼球の回
動を検出するセンサ部のみを示している。２，３は鋼球
１の赤道面上で相互の軸方向が直交している円筒体で、
共に鋼球１に接触しており、鋼球１の回動に応じて回転
するように軸受４に支承されている。円筒体２，３は表
面が磁性体層であり、円筒面の円周方向にＮ極，Ｓ極が
縞状に交互に並ぶように着磁してある。５１，５２，５
３は円筒体２に対向させた磁気センサ例えばホール素
子、６１，６２，６３は円筒体３に対向させた磁気セン
サで、５１〜５３の組は鋼球１の赤道面上に円筒体２の
母線方向に並び、相互の位置関係は鋼球１の赤道面に垂
直の方向に少しずつずらせてある。磁気センサ６１〜６
３の組も円筒体３に対して上述したと同じ位置関係にな
っている。
【０００６】図１で鋼球１が矢印Ａの方向に回転してい
るとする。このとき磁気センサ５１〜５３の出力は夫々
時間的に正負反転する信号を出力する。図２はこの信号
を波形整形して矩形波とした波形を示すタイムチャート
である。磁気センサ５１〜５３は磁気センサ５１が一番
低い位置にあって、５２，５３と順に高い位置になって
いるので、球１の矢印Ａ方向の回動に対して各センサの
出力パルスの位相は５１が最も進んでおり、５３が最も
遅れている。磁気センサ５１〜５３の上下方向の位置ず
れを円筒体２の磁極の配列ピッチの１／６ずつとする
と、各センサの出力パルスはセンサ５１の出力の一周期
の前半は５１の出力の立下がり、５２の出力の立下が
り、５３の出力の立下がり、次に５１の出力の立上が
り、５２の出力の立上がり、５３の出力の立上がりの順
になり、これらの立下がり，立上がりを順に取って行く
ことで、円筒体２の磁極ピッチの１／６の細かさで円筒
体２の回転角を検出でき、それに応じた細かさで鋼球１
の転動距離、或はジョイスティックなら鋼球の回転角を
検出できる。鋼球１の矢印Ｂ方向の回転に対しても円筒
体３と磁気センサ６１〜６３との間で上述した所と同様
にして矢印Ｂ方向の回転を検出できる。矢印Ｃ方向の回
転に対しては磁気センサ５１〜５３の組と６１〜６３の
組の両方から回転量の信号が得られて、Ｃ方向の回転は
それら各回転量のベクトル合成として求められるのであ
る。 鋼球の回転方向が逆のときは各センサの出力パル
スの位相の順序が図２とは逆になるので、例えば磁気セ
ンサ５１の出力パルスから５２の出力パルスを引算した
結果がプラスであれば正転、マイナスであれば逆転と判
定される。
るとする。このとき磁気センサ５１〜５３の出力は夫々
時間的に正負反転する信号を出力する。図２はこの信号
を波形整形して矩形波とした波形を示すタイムチャート
である。磁気センサ５１〜５３は磁気センサ５１が一番
低い位置にあって、５２，５３と順に高い位置になって
いるので、球１の矢印Ａ方向の回動に対して各センサの
出力パルスの位相は５１が最も進んでおり、５３が最も
遅れている。磁気センサ５１〜５３の上下方向の位置ず
れを円筒体２の磁極の配列ピッチの１／６ずつとする
と、各センサの出力パルスはセンサ５１の出力の一周期
の前半は５１の出力の立下がり、５２の出力の立下が
り、５３の出力の立下がり、次に５１の出力の立上が
り、５２の出力の立上がり、５３の出力の立上がりの順
になり、これらの立下がり，立上がりを順に取って行く
ことで、円筒体２の磁極ピッチの１／６の細かさで円筒
体２の回転角を検出でき、それに応じた細かさで鋼球１
の転動距離、或はジョイスティックなら鋼球の回転角を
検出できる。鋼球１の矢印Ｂ方向の回転に対しても円筒
体３と磁気センサ６１〜６３との間で上述した所と同様
にして矢印Ｂ方向の回転を検出できる。矢印Ｃ方向の回
転に対しては磁気センサ５１〜５３の組と６１〜６３の
組の両方から回転量の信号が得られて、Ｃ方向の回転は
それら各回転量のベクトル合成として求められるのであ
る。 鋼球の回転方向が逆のときは各センサの出力パル
スの位相の順序が図２とは逆になるので、例えば磁気セ
ンサ５１の出力パルスから５２の出力パルスを引算した
結果がプラスであれば正転、マイナスであれば逆転と判
定される。
【０００７】図３は上述した検出動作を行う回路の構成
を示す。５１〜５３は図１の磁気センサ５１〜５３であ
る。これらの出力信号は波形整形され微分回路Ｄ１〜Ｄ
３で微分される。これらの微分回路出力を図４に示す。
図４の左側３組の波形は球の（図１における）矢印Ａ方
向（正転）の場合、右側３組は逆転の場合の波形であ
る。各微分回路の出力パルスは回路Ｃ１〜Ｃ３を通して
全て正方向パルスに変換され、ＯＲ回路ＯＲを通してＡ
ＮＤゲートＡＮＤ１，ＡＮＤ２に送られ、これらのゲ−
トの何れかを通してコンピュータにカーソルのＹ方向の
正または負の駆動信号となる。
を示す。５１〜５３は図１の磁気センサ５１〜５３であ
る。これらの出力信号は波形整形され微分回路Ｄ１〜Ｄ
３で微分される。これらの微分回路出力を図４に示す。
図４の左側３組の波形は球の（図１における）矢印Ａ方
向（正転）の場合、右側３組は逆転の場合の波形であ
る。各微分回路の出力パルスは回路Ｃ１〜Ｃ３を通して
全て正方向パルスに変換され、ＯＲ回路ＯＲを通してＡ
ＮＤゲートＡＮＤ１，ＡＮＤ２に送られ、これらのゲ−
トの何れかを通してコンピュータにカーソルのＹ方向の
正または負の駆動信号となる。
【０００８】次にＡＮＤゲートＡＮＤ１，ＡＮＤ２の機
能を説明する。これらのゲートはＯＲ回路の出力パルス
を正転信号とするか逆転信号とするかの切換えを行うも
のである。微分回路Ｄ１〜Ｄ３の出力は正転の場合、Ｄ
１，Ｄ２，Ｄ３の順に正パルスが出るのでまずＲＳフリ
ップフロップＲＳ１がリセットされ、次にＲＳ２がリセ
ットされる。そしてフリップフロップＲＳ２のリセット
出力がＯＮのときＡＮＤゲートＡＮＤ１が開いてい、コ
ンピュータには正進信号が入力される。逆転のときはＤ
２，Ｄ１の順に正パルスが出力されるので、ＲＳ１’，
ＲＳ２’はセット状態になり、ＲＳ２’のセット出力Ｏ
ＮでＡＮＤゲートＡＮＤ２が開くので、コンピュータに
は逆進信号が入力されることになる。Ｄ３の出力パルス
はＲＳ１，ＲＳ１’をセットして、例えば正転でＤ２の
信号の次のＤ３の信号の後のＤ１の信号により逆転とな
る誤動作を防ぐものである。鋼球１の図１矢印Ｂ方向の
回転に対しては磁気センサ６１〜６３に対して図３と同
じ回路構成が働いてコンピュータにカーソルＸ方向駆動
の信号を入力する。
能を説明する。これらのゲートはＯＲ回路の出力パルス
を正転信号とするか逆転信号とするかの切換えを行うも
のである。微分回路Ｄ１〜Ｄ３の出力は正転の場合、Ｄ
１，Ｄ２，Ｄ３の順に正パルスが出るのでまずＲＳフリ
ップフロップＲＳ１がリセットされ、次にＲＳ２がリセ
ットされる。そしてフリップフロップＲＳ２のリセット
出力がＯＮのときＡＮＤゲートＡＮＤ１が開いてい、コ
ンピュータには正進信号が入力される。逆転のときはＤ
２，Ｄ１の順に正パルスが出力されるので、ＲＳ１’，
ＲＳ２’はセット状態になり、ＲＳ２’のセット出力Ｏ
ＮでＡＮＤゲートＡＮＤ２が開くので、コンピュータに
は逆進信号が入力されることになる。Ｄ３の出力パルス
はＲＳ１，ＲＳ１’をセットして、例えば正転でＤ２の
信号の次のＤ３の信号の後のＤ１の信号により逆転とな
る誤動作を防ぐものである。鋼球１の図１矢印Ｂ方向の
回転に対しては磁気センサ６１〜６３に対して図３と同
じ回路構成が働いてコンピュータにカーソルＸ方向駆動
の信号を入力する。
【０００９】上例では各方向の磁気センサは各３個ずつ
になっているが、これは２個でもよく、４個以上でもよ
いのである。また上例では鋼球を用いているが、これは
軟磁性鋼（軟鋼）で、円筒体２，３の磁極との間に吸着
力が作用するので、鋼球１と円筒体２，３とは歯車が噛
合っているように滑りのない接触伝動が行われる為、両
者間の接触圧は小さくて良い利点がある。しかし鋼球１
と円筒体２，３間の摩擦を大きくする別の手段例えば鋼
球１の表面を粘着性のある軟質樹脂とすることで非磁性
の球を用いることもできる。円筒体２，３表面の磁極は
Ｎ，Ｓ交互に並ぶ必要はなく一方の極だけが間隔を明け
て並んでもよい。また円筒体は全体が磁性体であっても
表面だけが磁性体層になっているものでもよい。また円
筒体は歯車状に溝を付けた芯体表面を磁性材料で平滑に
した形にしてもよい。このようにして円筒表面に磁化用
の磁極の一方を近ぐけて円筒体を回すと磁性体層の厚い
所が深さ方向に磁化されて、表面には一方の磁極だけが
円周方向に並ぶようになる。なお上述回路構成は磁気的
構成の場合に限られず、光式の場合等にも適用できるも
のである。
になっているが、これは２個でもよく、４個以上でもよ
いのである。また上例では鋼球を用いているが、これは
軟磁性鋼（軟鋼）で、円筒体２，３の磁極との間に吸着
力が作用するので、鋼球１と円筒体２，３とは歯車が噛
合っているように滑りのない接触伝動が行われる為、両
者間の接触圧は小さくて良い利点がある。しかし鋼球１
と円筒体２，３間の摩擦を大きくする別の手段例えば鋼
球１の表面を粘着性のある軟質樹脂とすることで非磁性
の球を用いることもできる。円筒体２，３表面の磁極は
Ｎ，Ｓ交互に並ぶ必要はなく一方の極だけが間隔を明け
て並んでもよい。また円筒体は全体が磁性体であっても
表面だけが磁性体層になっているものでもよい。また円
筒体は歯車状に溝を付けた芯体表面を磁性材料で平滑に
した形にしてもよい。このようにして円筒表面に磁化用
の磁極の一方を近ぐけて円筒体を回すと磁性体層の厚い
所が深さ方向に磁化されて、表面には一方の磁極だけが
円周方向に並ぶようになる。なお上述回路構成は磁気的
構成の場合に限られず、光式の場合等にも適用できるも
のである。
【００１０】
【発明の効果】本発明によれば、マウスに適用した場
合、機構的に従来の光式ロータリエンコーダを用いたも
のに比し簡単で、マウスを薄型に造ることが出来、ジョ
イスティックに適用した場合、摺動抵抗を用いないから
耐久的であり信頼性が高くなる。
合、機構的に従来の光式ロータリエンコーダを用いたも
のに比し簡単で、マウスを薄型に造ることが出来、ジョ
イスティックに適用した場合、摺動抵抗を用いないから
耐久的であり信頼性が高くなる。
【図１】本発明の一実施形態における要部斜視図。
【図２】上例における磁気センサの出力波形（波形整形
したもの）の波形図。
したもの）の波形図。
【図３】上例における信号処理回路の構成を示すブロッ
ク図。
ク図。
【図４】上記回路の動作を説明するための波形図。
１ 鋼球 ２ 円筒体 ３ 円筒体 ４ 軸受 ５１ 磁気センサ ５２ 磁気センサ ５３ 磁気センサ ６１ 磁気センサ ６２ 磁気センサ ６３ 磁気センサ
Claims (1)
- 【請求項１】 全方向回動自在に支承された球に、二つ
の円筒体を互いに自分の軸を直交させて接触させ、これ
らの円筒体が上記球の回転に追従して回転するように夫
々軸支し、上記各円筒体にその円周方向に磁極が並ぶよ
う縞状に着磁し、これら各円筒体の筒面に対向させて夫
々複数個の磁気センサ配置し、これらの磁気センサの出
力信号を処理してコンピュータのカーソル駆動信号とす
るようにしたコンピュータ操作装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30224199A JP2001125735A (ja) | 1999-10-25 | 1999-10-25 | コンピュータ操作装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30224199A JP2001125735A (ja) | 1999-10-25 | 1999-10-25 | コンピュータ操作装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001125735A true JP2001125735A (ja) | 2001-05-11 |
Family
ID=17906661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30224199A Pending JP2001125735A (ja) | 1999-10-25 | 1999-10-25 | コンピュータ操作装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001125735A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100443705B1 (ko) * | 2001-07-26 | 2004-08-09 | 이진성 | 컴퓨터의 입력장치용 엔코더 |
-
1999
- 1999-10-25 JP JP30224199A patent/JP2001125735A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100443705B1 (ko) * | 2001-07-26 | 2004-08-09 | 이진성 | 컴퓨터의 입력장치용 엔코더 |
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