JP2002202850A - Input device - Google Patents

Input device

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JP2002202850A
JP2002202850A JP2000402600A JP2000402600A JP2002202850A JP 2002202850 A JP2002202850 A JP 2002202850A JP 2000402600 A JP2000402600 A JP 2000402600A JP 2000402600 A JP2000402600 A JP 2000402600A JP 2002202850 A JP2002202850 A JP 2002202850A
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JP
Japan
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input device
magnet
magnetic
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fulcrum
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JP2000402600A
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Japanese (ja)
Inventor
Tamotsu Koike
保 小池
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Nagano Fujitsu Component Ltd
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Nagano Fujitsu Component Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To actualize an input device which can generate a coordinate signal in addition to a two-dimensional coordinate signal without requiring any extra operation space. SOLUTION: The input device 1 is equipped with a detected body 2 which can be displaced around a specific fulcrum P and can rotate on an axis (m) of rotation penetrating the fulcrum P and detecting means S1, S2, S3, and S4 which detect the detected body 2 being displaced or rotated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、表示装置のポイン
タ操作または例えば工作機械、ロボット、携帯情報端末
もしくはゲームマシンなどの各種電気機器の制御指令を
可能にする入力装置、特にxy2次元座標信号の他に更
なる座標信号を生成することができる入力装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an input device which enables a pointer operation of a display device or a control command of various electric devices such as a machine tool, a robot, a portable information terminal or a game machine, in particular, an xy two-dimensional coordinate signal. Another embodiment relates to an input device capable of generating a further coordinate signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、コンピュータの操作性を向上する
ためにGUI(Graphical User Interface)が採用され
ている。一層複雑化するコンピュータにおけるGUI操
作を容易にするために、ディスプレイ画面上のアイコン
等を指示する手段として、各種座標入力装置が用いられ
ている。特にラップトップ型もしくはノートブック型な
どの携帯可能なコンピュータの出現に伴い、座標入力装
置の形態が多様化しつつある。
2. Description of the Related Art In recent years, a GUI (Graphical User Interface) has been adopted to improve operability of a computer. Various coordinate input devices have been used as means for designating icons and the like on a display screen in order to facilitate GUI operations in a computer that is becoming more complicated. In particular, with the advent of portable computers such as laptops and notebooks, the form of coordinate input devices is diversifying.

【0003】机上操作を前提としたマウスなどの座標入
力装置は使用に際し操作スペースを確保する必要があ
る。しかし、ラップトップ型もしくはノートブック型な
どの携帯可能なコンピュータは、屋外あるいは車中など
テーブルの無いところで使用される機会も多く、マウス
の操作スペースの確保も困難である場合が多い。そこ
で、小型化が可能で使用に際して操作スペースを必要と
しない、トラックボール型座標入力装置や、ドーム状の
操作部を傾斜させることによって傾斜角度差を検出する
タイプの座標入力装置(以下、「ドームポイント型座標
入力装置」と呼ぶ。)が開発されている。
[0003] A coordinate input device such as a mouse, which is designed to be operated on a desk, needs to secure an operation space when used. However, a portable computer such as a laptop type or a notebook type is often used outdoors or in a car without a table, and it is often difficult to secure a mouse operation space. Therefore, a trackball-type coordinate input device that can be downsized and does not require an operation space for use, or a coordinate input device of a type that detects a tilt angle difference by tilting a dome-shaped operation unit (hereinafter, “dome-type”) A “point-type coordinate input device” is being developed.

【0004】ドームポイント型座標入力装置は、操作性
が良く小型軽量化も比較的容易であるという特長ゆえ、
コンピュータ用の座標入力装置としての用途以外に各種
電気機器のための制御指令装置としての用途も広がりつ
つある。例えば、工作機械、ロボット、輸送機械、携帯
電話などの携帯情報端末、医療機器またはゲームマシン
など、様々な場面での制御指令装置として期待されてい
る。
[0004] The dome point type coordinate input device is characterized in that it has good operability and is relatively easy to reduce in size and weight.
In addition to the use as a coordinate input device for a computer, the use as a control command device for various electric devices is expanding. For example, it is expected as a control command device in various scenes such as a machine tool, a robot, a transport machine, a portable information terminal such as a mobile phone, a medical device or a game machine.

【0005】図8は、従来例におけるドームポイント型
座標入力装置の原理構成図である。一般にドームポイン
ト型座標入力装置101は、操作部に協動する磁石2
と、磁石2の傾斜を検出するための検出手段である磁気
反応素子S1、S2、S3およびS4と、を備えてな
る。磁気反応素子S1、S2、S3およびS4は、磁界
を電圧に変換して出力する素子であり、基板3に実装さ
れる。図8に示すように、各磁気反応素子S1、S2、
S3およびS4は、後述する基準点に対して対称に配置
される。すなわち、磁気変換素子S1およびS2がX方
向に、磁気変換素子S3およびS4がY方向に配置され
る。
FIG. 8 is a block diagram showing the principle of a conventional dome point type coordinate input device. Generally, the dome point type coordinate input device 101 includes a magnet 2 cooperating with an operation unit.
And magnetic response elements S1, S2, S3 and S4, which are detection means for detecting the inclination of the magnet 2. The magnetic reaction elements S1, S2, S3, and S4 are elements that convert a magnetic field into a voltage and output the voltage, and are mounted on the substrate 3. As shown in FIG. 8, each magnetic reaction element S1, S2,
S3 and S4 are arranged symmetrically with respect to a reference point described later. That is, the magnetic transducers S1 and S2 are arranged in the X direction, and the magnetic transducers S3 and S4 are arranged in the Y direction.

【0006】磁石2は円柱状であり、底面に対して垂直
方向に磁界を形成する。磁石2は、磁石2の底面の中心
点における法線が、基準点において基板3に対し垂直に
貫通するように基板3の上方に配置される。図9は、従
来例におけるドームポイント型座標入力装置の回路構成
図である。各磁気反応素子S1、S2、S3およびS4
の出力は、図9に示される差動増幅回路を介してマイコ
ン4に入力される。図8に示されたドームポイント型座
標入力装置においては、磁気反応素子S1およびS2で
出力される電圧は差動増幅され、X方向成分の出力とし
てマイコン4に入力される。同様に、磁気反応素子S3
およびS4で出力される電圧は差動増幅され、Y方向成
分の出力としてマイコン4に入力される。マイコン4は
X方向成分の出力およびY方向成分の出力から、操作量
および操作方向に応じたXY2次元の座標信号を生成
し、ホストコンピュータへ出力する。
The magnet 2 has a columnar shape and generates a magnetic field in a direction perpendicular to the bottom surface. The magnet 2 is arranged above the substrate 3 such that a normal line at a center point of the bottom surface of the magnet 2 penetrates perpendicularly to the substrate 3 at a reference point. FIG. 9 is a circuit diagram of a conventional dome point type coordinate input device. Each magnetic reaction element S1, S2, S3 and S4
Is input to the microcomputer 4 via the differential amplifier circuit shown in FIG. In the dome point type coordinate input device shown in FIG. 8, the voltages output from the magnetically responsive elements S1 and S2 are differentially amplified and input to the microcomputer 4 as an output in the X direction. Similarly, the magnetic reaction element S3
And the voltage output at S4 is differentially amplified and input to the microcomputer 4 as an output of the Y-direction component. The microcomputer 4 generates an XY two-dimensional coordinate signal corresponding to the operation amount and the operation direction from the output of the X-direction component and the output of the Y-direction component, and outputs the coordinate signal to the host computer.

【0007】なお、R6XおよびR7XならびにR6Y
およびR7Yは分圧抵抗である。すなわちマイコン4に
入力される電圧の範囲を例えば0〜5Vとしたとき、磁
石2が操作されていない場合、基準電圧として2.5V
がマイコン4に印加されるように電圧値を調整する。磁
石2が操作されていない場合、すなわち、基板3に対し
て直立している場合では、磁石2は、各磁気反応素子S
1、S2、S3およびS4に対して等間隔で離間してい
る。従って、各磁気反応素子S1、S2、S3およびS
4に印加される磁界はほぼ等しくなるので、各磁気反応
素子が出力する電圧値も等しい。それゆえ各磁気反応素
子S1およびS2の出力電圧は差動増幅されてもほぼ0
Vであり、マイコン4に印加される電圧は2.5Vであ
る。
Note that R6X, R7X and R6Y
And R7Y are voltage dividing resistors. That is, when the range of the voltage input to the microcomputer 4 is, for example, 0 to 5 V, and when the magnet 2 is not operated, the reference voltage is 2.5 V
Is adjusted to be applied to the microcomputer 4. When the magnet 2 is not operated, that is, when the magnet 2 stands upright with respect to the substrate 3, the magnet 2
1, S2, S3 and S4 are equally spaced. Therefore, each of the magnetic reaction elements S1, S2, S3 and S
Since the magnetic fields applied to 4 become substantially equal, the voltage values output by the respective magnetically responsive elements are also equal. Therefore, the output voltage of each of the magnetic reaction elements S1 and S2 is substantially zero even when the differential amplification is performed.
V, and the voltage applied to the microcomputer 4 is 2.5V.

【0008】一方、磁石2を操作して傾斜させると、各
磁気反応素子S1、S2、S3およびS4に印加される
磁界がそれぞれ変化するので、各磁気反応素子が出力す
る電圧値が変化する。例えば磁石2をX方向の正の向き
に傾斜させると、磁気反応素子S1の出力電圧が磁気反
応素子S2の出力電圧よりも大きくなる。各磁気反応素
子S1およびS2の出力電圧は差動増幅され、分圧抵抗
で調整された後、マイコン4に入力される。
On the other hand, when the magnet 2 is operated and tilted, the magnetic field applied to each of the magnetic responsive elements S1, S2, S3 and S4 changes, so that the voltage output from each magnetic responsive element changes. For example, when the magnet 2 is tilted in the positive direction of the X direction, the output voltage of the magnetic responsive element S1 becomes higher than the output voltage of the magnetic responsive element S2. The output voltages of the magnetic reaction elements S1 and S2 are differentially amplified, adjusted by a voltage dividing resistor, and then input to the microcomputer 4.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】従来例によるドームポ
イント型座標入力装置は、上述のように操作部に協動す
る磁石2を所望の方向に傾斜させることによってXY2
次元の座標信号を生成することができるが、コンピュー
タ上の複雑化した各種アプリケーションソフトやその他
の電気機器などにおいて要望される更なる座標信号を生
成することができない問題がある。
The dome point type coordinate input device according to the prior art is constructed by tilting the magnet 2 cooperating with the operation section in a desired direction as described above.
Although a dimensional coordinate signal can be generated, there is a problem in that it is not possible to generate a further coordinate signal required by various kinds of complicated application software and other electric devices on a computer.

【0010】従って本発明の目的は、上記問題に鑑み、
格別な操作スペースを必要とせずに、2次元座標信号の
他に更なる座標信号も生成することができる入力装置を
提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to solve the above problems,
An object of the present invention is to provide an input device that can generate an additional coordinate signal in addition to a two-dimensional coordinate signal without requiring a special operation space.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を実現するため
に、本発明の第1の態様においては、入力装置は、所定
の支点を中心として変位可能であると共に、支点を貫通
する回転軸で回転可能な被検出体と、被検出体の変位も
しくは回転を検出する検出手段と、を備える。被検出体
は底面が円形であり、支点は底面の中心点から偏心した
底面上の点であり、回転軸は支点を底面に対して垂直に
貫通する。検出手段は、定常時の被検出体の底面に平行
な基板上に、回転軸と基板との交点に関して対称位置に
配置される。
In order to achieve the above object, in a first aspect of the present invention, an input device is displaceable about a predetermined fulcrum and is rotated by a rotating shaft passing through the fulcrum. It comprises a rotatable object to be detected, and a detecting means for detecting the displacement or rotation of the object to be detected. The object has a circular bottom surface, the fulcrum is a point on the bottom surface eccentric from the center point of the bottom surface, and the rotation axis passes through the fulcrum perpendicular to the bottom surface. The detecting means is arranged on a substrate parallel to the bottom surface of the object to be detected in a steady state, at a symmetrical position with respect to an intersection between the rotation axis and the substrate.

【0012】本発明の第2の態様においては、入力装置
は、底面が円形であり、底面の中心点から偏心した底面
上の点において底面に対して垂直に貫通する回転軸を有
する被検出体と、被検出体の回転を検出する検出手段
と、を備える。検出手段は、被検出体の底面に平行な基
板上に、回転軸と基板との交点に関して対称位置に配置
される。
[0012] In a second aspect of the present invention, the input device comprises a detection object having a circular bottom surface and having a rotation axis penetrating perpendicularly to the bottom surface at a point on the bottom surface eccentric from the center point of the bottom surface. And detection means for detecting the rotation of the object to be detected. The detection means is disposed on a substrate parallel to the bottom surface of the object to be detected, at a symmetrical position with respect to an intersection between the rotation axis and the substrate.

【0013】本発明によれば、底面が円形である被検出
体の中心点とは異なる位置に支点を設け、この支点を基
準に被検出体を傾斜もしくは回転させたときの操作状態
を検出できる検出手段を有するので、格別な操作スペー
スを必要とせずに、2次元座標信号の他に更なる座標信
号を生成することができる。
According to the present invention, the fulcrum is provided at a position different from the center point of the detection object having a circular bottom surface, and the operation state when the detection object is tilted or rotated with reference to the fulcrum can be detected. Since the detecting means is provided, it is possible to generate further coordinate signals in addition to the two-dimensional coordinate signals without requiring a special operation space.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】図1〜7を参照して本発明の入力
装置について説明する。図1は本発明の実施形態におけ
る入力装置の原理構成図であり、図2は本発明の実施形
態における入力装置の上面図である。本実施形態の入力
装置1は、所定の支点Pで変位可能であると共に、支点
Pを貫通する回転軸で回転可能な被検出体として磁石2
と、磁石2の変位もしくは回転を検出する検出手段とし
て磁気反応素子S1、S2、S3およびS4と、を備え
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An input device according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a principle configuration diagram of an input device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a top view of the input device according to the embodiment of the present invention. The input device 1 according to the present embodiment includes a magnet 2 serving as an object to be detected that is displaceable at a predetermined fulcrum P and is rotatable about a rotation axis passing through the fulcrum P
And magnetic response elements S1, S2, S3 and S4 as detecting means for detecting the displacement or rotation of the magnet 2.

【0015】磁石2はその底面が円形であり、この底面
に対し垂直方向に磁界を形成する。磁石2は好ましくは
円柱状であるが、底面が円形であってこの底面に対し垂
直方向に磁界を形成するものであればよく、例えば円錐
状であってもよい。磁石2の支点Pは、円形である底面
の中心点Oとは異なる底面上に位置する。すなわち、支
点Pと中心点Oとは距離OPだけ離れた位置にある。
The magnet 2 has a circular bottom surface, and generates a magnetic field in a direction perpendicular to the bottom surface. The magnet 2 is preferably cylindrical, but may be any as long as it has a circular bottom surface and forms a magnetic field in a direction perpendicular to the bottom surface. For example, it may be conical. The fulcrum P of the magnet 2 is located on a bottom surface different from the center point O of the circular bottom surface. That is, the fulcrum P and the center point O are located at a distance from each other by the distance OP.

【0016】後述するように、本発明の座標入力装置1
は、操作部(図示せず)を例えば指などで操作したと
き、Pを支点として±xyの4方向のいずれかの方向に
操作部に協動して磁石2を傾斜させることができ、ま
た、支点Pにおいて底面に対して垂直に貫通する回転軸
mで操作部に協動して磁石2を回転させることもできる
構造を有する。なお、説明を簡明にするために、図1に
示すように、磁石2の回転方向をそれぞれA、Bとす
る。
As will be described later, the coordinate input device 1 of the present invention
When the operation unit (not shown) is operated with a finger, for example, the magnet 2 can be tilted in cooperation with the operation unit in any of four directions of ± xy with P as a fulcrum. , The magnet 2 can also be rotated in cooperation with the operation unit on a rotation axis m that penetrates perpendicularly to the bottom surface at the fulcrum P. Note that, for simplicity of description, the rotation directions of the magnet 2 are A and B, respectively, as shown in FIG.

【0017】磁石2は、操作前の状態である定常時を考
えたときの上述の底面が基板3に平行となるように設け
られる。磁石2の傾斜もしくは回転が完了した後は、後
述するような、操作前の状態に復帰する機構を設ける。
磁石2の変位もしくは回転を検出するための検出手段
が、磁石2の下方に設置される。本実施形態では、検出
手段として4つの磁気反応素子S1、S2、S3および
S4が基板3上に実装される。なお、検出手段は、磁石
2の変位もしくは回転を検出できればよく、例えばS
1、S2、S3およびS4で形成される円内とほぼ同じ
大きさを有する1つの磁気反応素子であってもよい。
The magnet 2 is provided so that the above-mentioned bottom surface is parallel to the substrate 3 when a steady state, which is a state before operation, is considered. After the inclination or rotation of the magnet 2 is completed, a mechanism for returning to the state before the operation as described later is provided.
Detection means for detecting displacement or rotation of the magnet 2 is provided below the magnet 2. In the present embodiment, four magnetic reaction elements S1, S2, S3 and S4 are mounted on the substrate 3 as detection means. The detecting means only needs to be able to detect the displacement or rotation of the magnet 2, and for example, S
One magnetic reaction element having substantially the same size as the circle formed by 1, S2, S3 and S4 may be used.

【0018】磁気反応素子S1、S2、S3およびS4
は、磁界を電圧値に変換して出力する。磁気反応素子S
1、S2、S3およびS4は回転軸mと基板3との交点
Qを基準点としてほぼ対称に配置される。例えば、図2
に示すように、座標入力装置1を上面から見たとき、磁
気反応素子S4は、支点Pから上述の円の弧に最も近い
位置付近に配置される。また、磁気反応素子S1および
S2は、磁気反応素子S4と支点Pとを結ぶ線nに直交
しかつ支点Pを通る線kと上述の円の弧との交点付近の
位置であって、支点Pと磁気反応素子S1との距離およ
び支点Pと磁気反応素子S2との距離が支点Pと磁気反
応素子S4との距離にほぼ等しくなるような位置に配置
される。そして、磁気反応素子S3は、線n上の位置で
あって、支点Pを基準としたときの磁気反応素子S4に
ほぼ対称の位置に配置される。
Magnetic reaction elements S1, S2, S3 and S4
Converts the magnetic field into a voltage value and outputs the voltage value. Magnetic reaction element S
1, S2, S3 and S4 are arranged substantially symmetrically with respect to an intersection Q between the rotation axis m and the substrate 3 as a reference point. For example, FIG.
When the coordinate input device 1 is viewed from above, the magnetic responsive element S4 is arranged near the position closest to the arc of the circle from the fulcrum P as shown in FIG. The magnetic responsive elements S1 and S2 are located near the intersection of a line k orthogonal to the line n connecting the magnetic responsive element S4 and the fulcrum P and passing through the fulcrum P and the arc of the circle, and the fulcrum P The distance between the fulcrum P and the magnetic responsive element S2 and the distance between the fulcrum P and the magnetic responsive element S2 are substantially equal to the distance between the fulcrum P and the magnetic responsive element S4. The magnetic responsive element S3 is disposed at a position on the line n and substantially symmetric with respect to the magnetic responsive element S4 with respect to the fulcrum P.

【0019】図3は、本発明の実施形態における入力装
置の回路構成図である。本実施形態では、各磁気反応素
子S1、S2、S3およびS4の出力は、それぞれ増幅
器AMPを介してマイコン4に入力される。マイコン4
内に実現される座標信号生成手段は、磁気反応素子S
1、S2、S3およびS4の各出力から、後述するよう
な手法で、磁石2の操作状態に応じた例えばXY2次元
の座標信号もしくは更なる座標信号を生成し、ホストコ
ンピュータへ出力する。従来例における座標入力装置で
は、例えば図9に示すように差動増幅器を含む回路構成
であったが、本実施例では図3に示すようなより簡単な
回路構成で実現可能である。従って部品点数も少ない。
FIG. 3 is a circuit diagram of the input device according to the embodiment of the present invention. In the present embodiment, the outputs of the respective magnetically responsive elements S1, S2, S3 and S4 are input to the microcomputer 4 via the amplifier AMP. Microcomputer 4
The coordinate signal generation means realized in the
From each output of S1, S2, S3, and S4, for example, an XY two-dimensional coordinate signal or a further coordinate signal corresponding to the operation state of the magnet 2 is generated by a method described below and output to the host computer. In the conventional coordinate input device, for example, the circuit configuration includes a differential amplifier as shown in FIG. 9, but in the present embodiment, it can be realized with a simpler circuit configuration as shown in FIG. Therefore, the number of parts is small.

【0020】次に、本発明の入力装置における入力信号
生成を説明する。表1は、磁石2を支点Pに対して±x
yの4方向のいずれかの方向に傾斜または回転軸mに対
して回転方向AもしくはBのいずれかの方向に回転させ
たときの、各磁気反応素子S1、S2、S3およびS4
が出力する電圧値の変化を示している。
Next, generation of an input signal in the input device of the present invention will be described. Table 1 shows that the magnet 2 is ± x with respect to the fulcrum P.
Each of the magnetic reaction elements S1, S2, S3 and S4 when tilted in any one of the four directions y or rotated in any one of the rotation directions A or B with respect to the rotation axis m.
Indicates a change in the voltage value output from the switch.

【0021】[0021]

【表1】 [Table 1]

【0022】上述のように、図1〜3の本発明の入力装
置1は、磁石2を操作することによって、Pを支点とす
る±xyの4方向への傾斜、もしくは回転軸mでの回転
が可能である。磁石2を操作することによって磁気反応
素子S1、S2、S3およびS4の出力が変化するの
で、本発明においてはこの変化状態に基づいてXY2次
元の座標信号もしくは更なる座標信号を生成する。
As described above, the input device 1 of the present invention shown in FIGS. 1 to 3 can operate the magnet 2 to incline in four directions ±± xy with P as a fulcrum, or to rotate around the rotation axis m. Is possible. By operating the magnet 2, the outputs of the magnetic reaction elements S1, S2, S3 and S4 change. In the present invention, an XY two-dimensional coordinate signal or a further coordinate signal is generated based on this change state.

【0023】本発明による入力装置では、磁石2を傾斜
させた場合はXY2次元の座標信号を生成し、磁石2を
回転させた場合は更なる座標信号を生成する。例えばこ
の入力信号を回転方向および回転量に関する信号(以下
「回転信号」とよぶ。)とする。まず、磁石2を傾斜さ
せた場合の各磁気反応素子S1、S2、S3およびS4
の出力電圧値の変化を説明する。上述のように磁石2は
Pを支点として±xyの4方向のいずれかの方向に傾斜
可能であるが、傾斜方向により磁石2と各磁気反応素子
S1、S2、S3およびS4との距離が変化するので各
磁気反応素子S1、S2、S3およびS4に印加される
磁界の大きさが変化する。従って各磁気反応素子S1、
S2、S3およびS4の出力電圧値も変化する。
In the input device according to the present invention, an XY two-dimensional coordinate signal is generated when the magnet 2 is tilted, and further coordinate signals are generated when the magnet 2 is rotated. For example, the input signal is a signal related to the rotation direction and the rotation amount (hereinafter, referred to as “rotation signal”). First, each of the magnetic reaction elements S1, S2, S3 and S4 when the magnet 2 is tilted
Will be described. As described above, the magnet 2 can be inclined in any of four directions of ± xy with P as a fulcrum. However, the distance between the magnet 2 and each of the magnetic reaction elements S1, S2, S3 and S4 changes depending on the inclination direction. Therefore, the magnitude of the magnetic field applied to each of the magnetic reaction elements S1, S2, S3 and S4 changes. Therefore, each magnetic reaction element S1,
The output voltage values of S2, S3 and S4 also change.

【0024】例えば、磁石2をプラスx方向に傾斜させ
た場合を考える。この場合、磁石2と磁気反応素子S1
との距離は近づくので磁気反応素子S1に印加される磁
界の大きさは増加する。これに対し、磁石2と磁気反応
素子S2との距離は遠くなるので磁気反応素子S2に印
加される磁界の大きさは減少する。一方、磁石2と磁気
反応素子S3およびS4との距離はほとんど変化しない
ので磁気反応素子S3およびS4に印加される磁界の大
きさもほとんど変化しない。従って、磁気反応素子S1
の出力電圧値は増加し磁気反応素子S2の出力電圧値は
減少するが、磁気反応素子S3およびS4の出力電圧値
は両方ともほとんど変化しない。
For example, consider the case where the magnet 2 is inclined in the plus x direction. In this case, the magnet 2 and the magnetic reaction element S1
And the distance from the magnetic field becomes smaller, the magnitude of the magnetic field applied to the magnetic reaction element S1 increases. On the other hand, the distance between the magnet 2 and the magnetic responsive element S2 increases, so that the magnitude of the magnetic field applied to the magnetic responsive element S2 decreases. On the other hand, since the distance between the magnet 2 and the magnetic responsive elements S3 and S4 hardly changes, the magnitude of the magnetic field applied to the magnetic responsive elements S3 and S4 hardly changes. Therefore, the magnetic reaction element S1
The output voltage value of the magnetic reaction element S2 decreases and the output voltage value of the magnetic reaction element S2 decreases, but the output voltage values of both the magnetic reaction elements S3 and S4 hardly change.

【0025】次に、磁石2を回転させた場合の各磁気反
応素子S1、S2、S3およびS4の出力電圧値の変化
を説明する。上述のように磁石2は底面に対し垂直方向
に磁界を形成し、また、支点Pにおいて垂直に貫通する
回転軸mで回転可能である。回転方向により各磁気反応
素子S1、S2、S3およびS4に印加する磁界を形成
する磁石2の底面積が変化する。すなわち、回転方向に
より磁石2が各磁気反応素子S1、S2、S3およびS
4に印加する磁界の大きさが変化する。従って各磁気反
応素子S1、S2、S3およびS4の出力電圧値も変化
する。
Next, changes in the output voltage values of the respective magnetically responsive elements S1, S2, S3 and S4 when the magnet 2 is rotated will be described. As described above, the magnet 2 generates a magnetic field in a direction perpendicular to the bottom surface, and is rotatable about a rotation axis m vertically penetrating at the fulcrum P. The bottom area of the magnet 2 that forms the magnetic field applied to each of the magnetic reaction elements S1, S2, S3, and S4 changes depending on the rotation direction. That is, the magnet 2 is driven by the magnetic reaction elements S1, S2, S3, and S3 depending on the rotation direction.
4, the magnitude of the magnetic field applied changes. Therefore, the output voltage value of each magnetic reaction element S1, S2, S3 and S4 also changes.

【0026】例えば、磁石2を回転方向Aへ回転させた
場合を考える。磁石2がA方向に回転するにつれ、磁気
反応素子S1に印加される磁界を形成する磁石2の底面
積は増加するので、磁気反応素子S1に印加される磁界
の大きさは増加する。また、磁気反応素子S2に印加さ
れる磁界を形成する磁石2の底面積は減少するので、磁
気反応素子S2に印加される磁界の大きさは減少する。
磁気反応素子S3に印加される磁界を形成する磁石3の
底面積は減少するので、磁気反応素子S3に印加される
磁界の大きさは減少する。さらに、磁気反応素子S4に
印加される磁界を形成する磁石3の底面積は増加するの
で、磁気反応素子S3に印加される磁界の大きさは増加
する。
For example, consider the case where the magnet 2 is rotated in the rotation direction A. As the magnet 2 rotates in the direction A, the bottom area of the magnet 2 forming the magnetic field applied to the magnetic responsive element S1 increases, so that the magnitude of the magnetic field applied to the magnetic responsive element S1 increases. Further, since the bottom area of the magnet 2 forming the magnetic field applied to the magnetic responsive element S2 is reduced, the magnitude of the magnetic field applied to the magnetic responsive element S2 is reduced.
Since the bottom area of the magnet 3 forming the magnetic field applied to the magnetic responsive element S3 decreases, the magnitude of the magnetic field applied to the magnetic responsive element S3 decreases. Further, since the bottom area of the magnet 3 forming the magnetic field applied to the magnetic responsive element S4 increases, the magnitude of the magnetic field applied to the magnetic responsive element S3 increases.

【0027】また、磁石2を回転方向Bへ回転させた場
合を考える。磁石2がB方向に回転するにつれ、磁気反
応素子S1に印加される磁界を形成する磁石2の底面積
は減少するので、磁気反応素子S1に印加される磁界の
大きさは減少する。また、磁気反応素子S2に印加され
る磁界を形成する磁石2の底面積は増加するので、磁気
反応素子S2に印加される磁界の大きさは増加する。磁
気反応素子S3に印加される磁界を形成する磁石3の底
面積は減少するので、磁気反応素子S3に印加される磁
界の大きさは減少する。さらに、磁気反応素子S4に印
加される磁界を形成する磁石3の底面積は増加するの
で、磁気反応素子S3に印加される磁界の大きさは増加
する。
Consider a case where the magnet 2 is rotated in the rotation direction B. As the magnet 2 rotates in the B direction, the bottom area of the magnet 2 that forms the magnetic field applied to the magnetic responsive element S1 decreases, so that the magnitude of the magnetic field applied to the magnetic responsive element S1 decreases. Further, since the bottom area of the magnet 2 forming the magnetic field applied to the magnetic responsive element S2 increases, the magnitude of the magnetic field applied to the magnetic responsive element S2 increases. Since the bottom area of the magnet 3 forming the magnetic field applied to the magnetic responsive element S3 decreases, the magnitude of the magnetic field applied to the magnetic responsive element S3 decreases. Further, since the bottom area of the magnet 3 forming the magnetic field applied to the magnetic responsive element S4 increases, the magnitude of the magnetic field applied to the magnetic responsive element S3 increases.

【0028】従って、磁石2を回転方向Aへ回転させる
と、磁気反応素子S1およびS4の出力電圧値は増加
し、磁気反応素子S2およびS3の出力電圧値は減少す
る。一方、磁石2を回転方向Bへ回転させると、磁気反
応素子S2およびS4の出力電圧値は増加し、磁気反応
素子S1およびS3の出力電圧値は減少する。以上のこ
とから、磁石2を操作してPを支点とする±xyの4方
向のいずれかの方向に傾斜またはmを回転軸として回転
方向AもくはBのいずれかの方向に回転させたときの各
磁気反応素子S1、S2、S3およびS4の出力電圧値
の変化をまとめると、表1が得られる。
Therefore, when the magnet 2 is rotated in the rotation direction A, the output voltage values of the magnetic responsive elements S1 and S4 increase and the output voltage values of the magnetic responsive elements S2 and S3 decrease. On the other hand, when the magnet 2 is rotated in the rotation direction B, the output voltage values of the magnetic reaction elements S2 and S4 increase, and the output voltage values of the magnetic reaction elements S1 and S3 decrease. From the above, the magnet 2 was operated to tilt in any of the four directions ± xy with P as a fulcrum, or to rotate in either the rotation direction A or B with m as the rotation axis. Table 1 is obtained by summarizing changes in output voltage values of the respective magnetic reaction elements S1, S2, S3 and S4.

【0029】表1に示すように、磁石2の操作状態は合
計6つあるが、そのそれぞれにおける磁気反応素子S
1、S2、S3およびS4の出力電圧値の変化の組合せ
は、操作状態毎に異なるものとなる。従って、磁気反応
素子S1、S2、S3およびS4の出力電圧値の変化状
態に基づいて、ホストコンピュータへ出力すべき信号を
生成することができる。すなわち、マイコン4内に実現
される座標信号生成手段は、磁石2を±xyの4方向の
いずれかの方向に傾斜させた場合は、対応する±xyの
ずれかの座標信号を生成する。また、各磁気反応素子S
1、S2、S3およびS4の出力電圧値の各変化が「増
加」、「減少」、「減少」および「増加」である場合は
回転方向Aへの回転信号を、「減少」、「増加」、「減
少」および「増加」である場合は回転方向Bへの回転信
号を、各増加量および各減少量に応じた回転量を有する
ようにそれぞれ生成する。
As shown in Table 1, there are a total of six operating states of the magnet 2, and the magnetic responsive element S
The combinations of changes in the output voltage values of 1, S2, S3 and S4 are different for each operation state. Therefore, a signal to be output to the host computer can be generated based on the change state of the output voltage value of the magnetic reaction elements S1, S2, S3, and S4. That is, when the magnet 2 is tilted in any one of the four directions ± xy, the coordinate signal generation means implemented in the microcomputer 4 generates a coordinate signal corresponding to the deviation ± xy. In addition, each magnetic reaction element S
When the changes of the output voltage values of 1, S2, S3 and S4 are “increase”, “decrease”, “decrease” and “increase”, the rotation signal in the rotation direction A is “decrease” and “increase” , “Decrease” and “increase”, a rotation signal in the rotation direction B is generated so as to have a rotation amount corresponding to each increase amount and each decrease amount.

【0030】以上説明したように、マイコン4は、各磁
気反応素子S1、S2、S3およびS4の出力電圧値の
変化量から、所定の傾斜量もしくは回転量に対応する座
標信号もしくは入力信号を生成する。なお、座標信号が
指示する例えばコンピュータのディスプレイ画面上にお
けるカーソルの移動量や、回転信号が指示するコンピュ
ータのディスプレイ画面上における目的物の回転量は、
それぞれ磁石2の傾斜時間や回転時間に比例したものと
してもよい。またさらに、磁石2の傾斜量や回転量を、
コンピュータのディスプレイ画面におけるカーソルの移
動速度や、コンピュータのディスプレイ画面上における
目的物の回転速度に対応させてもよい。
As described above, the microcomputer 4 generates a coordinate signal or an input signal corresponding to a predetermined tilt amount or rotation amount from the change amount of the output voltage value of each of the magnetic reaction elements S1, S2, S3 and S4. I do. Incidentally, for example, the amount of movement of the cursor on the display screen of the computer indicated by the coordinate signal, the amount of rotation of the target on the display screen of the computer indicated by the rotation signal,
Each of them may be proportional to the tilt time or rotation time of the magnet 2. Further, the inclination amount and rotation amount of the magnet 2 are
It may correspond to the moving speed of the cursor on the display screen of the computer or the rotation speed of the target on the display screen of the computer.

【0031】ところで、本発明における入力装置1は、
各磁気反応素子S1、S2、S3およびS4は上述した
ように基板3上に実装される。磁気反応素子は磁界の変
化を非接触で検出可能であるので、各磁気反応素子S
1、S2、S3およびS4が実装された基板3の表面
を、シリコンなどの樹脂もしくはPETなどのフィルム
などの被覆材(図示せず)でコーティングしてもよい。
基板3には磁気反応素子の他に、中央処理装置などの各
種電子部品、抵抗、コンデンサなども実装されるが、こ
れらを含めた基板を被覆材でコーティングすれば、本発
明による入力装置を、例えは水分あるいは油分などにさ
らされるおそれのある場所でも使用することができる。
例えば工作機械の入力装置として用いる場合には特に有
効であるといえる。
Incidentally, the input device 1 according to the present invention comprises:
Each of the magnetic responsive elements S1, S2, S3 and S4 is mounted on the substrate 3 as described above. Since the magnetic responsive element can detect a change in the magnetic field in a non-contact manner, each magnetic responsive element S
The surface of the substrate 3 on which 1, S2, S3 and S4 are mounted may be coated with a coating material (not shown) such as a resin such as silicon or a film such as PET.
In addition to the magnetically responsive elements, various electronic components such as a central processing unit, resistors, and capacitors are mounted on the substrate 3. If the substrate including these is coated with a coating material, the input device according to the present invention can be used. For example, it can be used in places where there is a risk of exposure to moisture or oil.
For example, it can be said to be particularly effective when used as an input device of a machine tool.

【0032】次に、本発明による入力装置を、コンピュ
ータのドームポインタ型座標入力装置として実現する場
合の具体的な実施例について説明する。図4は本発明の
実施例による入力装置の分解斜視図であり、図5は本発
明の実施例による入力装置の断面図である。また、図6
は本発明の実施例による入力装置の回転機構の分解斜視
図である。
Next, a specific embodiment in which the input device according to the present invention is realized as a dome pointer type coordinate input device of a computer will be described. FIG. 4 is an exploded perspective view of the input device according to the embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view of the input device according to the embodiment of the present invention. FIG.
1 is an exploded perspective view of a rotation mechanism of an input device according to an embodiment of the present invention.

【0033】ドーム11は、入力装置1の操作部であ
る。ユーザはドーム11を指で傾斜させたり指で摘んで
回転させることで入力装置1を操作する。後述するよう
に、磁石2はドーム11に協動する。図1および2を参
照して説明したように、本発明の入力装置1では、磁石
2を、すなわちドーム11を回転方向AまたはBのいず
れかの方向に回転させることができるが、図6はこのた
めの回転機構を示している。
The dome 11 is an operation unit of the input device 1. The user operates the input device 1 by inclining the dome 11 with a finger or picking and rotating the dome 11 with a finger. As will be described later, the magnet 2 cooperates with the dome 11. As described with reference to FIGS. 1 and 2, in the input device 1 of the present invention, the magnet 2, that is, the dome 11 can be rotated in either the rotation direction A or B, but FIG. The rotation mechanism for this is shown.

【0034】ホルダ13は、スライダ12を回転可能に
保持する。ホルダ13は後述するスプリング14および
ハウジング15を介して基板3に固定される。スライダ
12の外側にはストッパ23が、ホルダ13の内側には
ストッパ24が、それぞれ設けられる。ストッパ23お
よび24は、ドーム11を摘んで回転させようとしたと
きの限界をユーザに知らしめるものであり、本実施例で
は限界回転角を例えば±90度とする。なお、この限界
回転角は本発明を限定するものではない。ドーム11を
指で限界回転角以上に無理に回転させようとすると、ス
トッパ23はストッパ24に引っかかるので、それ以上
は回転できない。なお、ストッパ23および24の数は
本実施例ではそれぞれ2つであるが、その他の数であっ
てもよい。
The holder 13 holds the slider 12 rotatably. The holder 13 is fixed to the substrate 3 via a spring 14 and a housing 15 described later. A stopper 23 is provided outside the slider 12, and a stopper 24 is provided inside the holder 13. The stoppers 23 and 24 inform the user of the limit when the dome 11 is to be picked and rotated. In the present embodiment, the limit rotation angle is, for example, ± 90 degrees. This limit rotation angle does not limit the present invention. If the dome 11 is forcibly rotated beyond the limit rotation angle by a finger, the stopper 23 is caught by the stopper 24, and cannot be further rotated. Although the number of the stoppers 23 and 24 is two in this embodiment, any other number may be used.

【0035】また、回転完了後に操作前の状態に戻すた
めの機構としてバネ25がストッパ23とストッパ24
との間に結合される。スライダ12の内側には凹部32
が設けられ、凹部32にはマグネットホール33が更に
設けられる。マグネットホール33には磁石2が挿入さ
れる。なお、マグネットホール33は、上述したように
磁石2の中心点Oを貫通する軸が支点Pを貫通する回転
軸mとずれるように設けられる。
As a mechanism for returning to the state before the operation after the rotation is completed, the spring 25 includes the stopper 23 and the stopper 24.
Is joined between A recess 32 is provided inside the slider 12.
Are provided, and the recess 32 is further provided with a magnet hole 33. The magnet 2 is inserted into the magnet hole 33. The magnet hole 33 is provided such that the axis passing through the center point O of the magnet 2 is shifted from the rotation axis m passing through the fulcrum P as described above.

【0036】操作部となるドーム11の内側にはリブ2
1と突起部31とが設けられる。スライダ12の凹部3
2にドーム11の突起部31が嵌め合わされる。従って
ユーザがドーム11を操作すれば、ホルダ12内のマグ
ネットホール33に挿入されている磁石2が協動するこ
とになる。さて、図1および2を参照して説明したよう
に、本発明の入力装置1では、磁石2を、すなわちドー
ム11を±xyの4方向のいずれかの方向に傾斜させる
こともできる。このために、ドーム11を±xyの4方
向のいずれかの方向に沿って傾斜させるガイドラインと
なるリブ21が例えば4つ設けられる。リブ21の数は
これに限定されるものではなく、その他の数であっても
よい。リブ21は、後述するハウジング15に設けられ
た溝22に沿って滑走可能である。なお、リブ21は、
ドーム11を指で摘んで回転させたときにリブ21はハ
ウジング15に引っかからないような大きさにする。
A rib 2 is provided inside the dome 11 serving as an operation unit.
1 and a projection 31 are provided. Concave part 3 of slider 12
2, the projection 31 of the dome 11 is fitted. Therefore, when the user operates the dome 11, the magnets 2 inserted in the magnet holes 33 in the holder 12 cooperate. Now, as described with reference to FIGS. 1 and 2, in the input device 1 of the present invention, the magnet 2, that is, the dome 11, can be inclined in any of four directions of ± xy. For this purpose, for example, four ribs 21 are provided as guide lines for inclining the dome 11 along any of four directions of ± xy. The number of the ribs 21 is not limited to this, and may be another number. The rib 21 is slidable along a groove 22 provided in the housing 15 described later. The rib 21 is
The rib 21 is sized so that it does not catch on the housing 15 when the dome 11 is picked and rotated with a finger.

【0037】ホルダ13の外側にはスプリング14が設
けられる。スプリング14の最上部34はドーム11の
内側の上面35に接している。ドーム11を指で傾斜さ
せたときスプリング14は撓み、指をドーム11から離
すと、スプリング14の反発力でドーム11は、操作前
の状態に戻る。スプリング14の外側にはハウジング1
5が設けられる。ハウジング15の側面には溝22が例
えば4つの設けられる。溝22の数は少なくともリブ2
1の数よりも多ければよい。上述のドーム11は、ハウ
ジング15の上方を覆う。ドーム11を指で傾斜させた
とき、リブ21は溝22に沿って滑走する。リブ21が
溝22に嵌らない場合はドーム11を傾斜させることは
できず、従ってドーム11を回転させながら傾斜させる
ということはできない。
A spring 14 is provided outside the holder 13. The uppermost portion 34 of the spring 14 contacts the upper surface 35 inside the dome 11. When the dome 11 is tilted with a finger, the spring 14 bends. When the finger is separated from the dome 11, the dome 11 returns to the state before the operation due to the repulsive force of the spring 14. The housing 1 is located outside the spring 14.
5 are provided. For example, four grooves 22 are provided on the side surface of the housing 15. The number of grooves 22 is at least rib 2
It suffices that the number is greater than the number of 1. The above-mentioned dome 11 covers the upper part of the housing 15. When the dome 11 is tilted with a finger, the rib 21 slides along the groove 22. When the rib 21 does not fit in the groove 22, the dome 11 cannot be inclined, and therefore, the dome 11 cannot be inclined while rotating.

【0038】基板3上には磁気反応素子S1、S2、S
3およびS4が、図1および2を参照して説明したよう
な位置に実装される。すなわち、マグネットホール33
に挿入されている磁石2の中心点Oとは異なる位置にあ
る支点Pを貫通する回転軸mが、基板3と交差する点Q
を基準にして対称に設置される。基板3には磁気反応素
子S1、S2、S3およびS4の他に、中央処理装置な
どの各種電子部品、抵抗、コンデンサなども実装され
る。そして、これらを含めた基板上を被覆材16(図4
では図示せず)でコーティングする。ハウジング15は
コーティングされた被覆材16上に固定される。
On the substrate 3, the magnetically responsive elements S1, S2, S
3 and S4 are implemented in locations as described with reference to FIGS. That is, the magnet hole 33
A rotation axis m passing through a fulcrum P at a position different from the center point O of the magnet 2 inserted into the
Are installed symmetrically with respect to. In addition to the magnetically responsive elements S1, S2, S3, and S4, various electronic components such as a central processing unit, resistors, capacitors, and the like are mounted on the substrate 3. The covering material 16 (FIG. 4)
(Not shown). The housing 15 is fixed on a coated covering 16.

【0039】図7は、本発明の更なる実施例による入力
装置の分解斜視図である。本実施例では、ハウジング1
5の上縁部26にストッパ27を設け、このストッパ2
7がドーム11のリブ21に引っかかることにより上述
の限界回転角以上の回転を防ぐ。従って、図4〜6を参
照して説明したスライダ12のストッパ23およびホル
ダ13のストッパ24は設けない。また、回転操作終了
後に所定の位置に戻すための機構としてのバネ(図示せ
ず)がリブ21とストッパ27との間に結合される。ス
トッパ23および24の数は、本実施例では2つである
が、その他の数であってもよい。なお、その他の構造は
図4〜6を参照して説明したとおりである。
FIG. 7 is an exploded perspective view of an input device according to a further embodiment of the present invention. In this embodiment, the housing 1
5 is provided with a stopper 27 at the upper edge portion 26 thereof.
7 is caught on the rib 21 of the dome 11, thereby preventing rotation beyond the above-mentioned limit rotation angle. Therefore, the stopper 23 of the slider 12 and the stopper 24 of the holder 13 described with reference to FIGS. Further, a spring (not shown) as a mechanism for returning to a predetermined position after the rotation operation is connected between the rib 21 and the stopper 27. The number of the stoppers 23 and 24 is two in this embodiment, but may be another number. The other structure is as described with reference to FIGS.

【0040】以上ドームポイント型座標入力装置につい
て説明したが、本発明の入力装置を、工作機械あるいは
ゲームマシンなどの制御指令のためのジョイスティック
型入力装置としても実現することもできる。この場合
は、図4および5または7に示す実施例におけるドーム
11を、長円筒形のスティックに置き換えればよい。そ
の他の構成は図4および5または7と同様である。
Although the dome point type coordinate input device has been described above, the input device of the present invention can also be realized as a joystick type input device for controlling commands of a machine tool or a game machine. In this case, the dome 11 in the embodiment shown in FIGS. 4 and 5 or 7 may be replaced with a long cylindrical stick. Other configurations are the same as those in FIGS.

【0041】以上説明したように、本発明の入力装置に
よれば、底面が円形である被検出体の中心点とは異なる
位置に支点を設け、この支点を基準に被検出体を傾斜も
しくは回転させたときの操作状態を検出できる検出手段
を有するので、格別な操作スペースを必要とせずに、2
次元座標信号の他に更なる座標信号も生成することがで
きる。
As described above, according to the input device of the present invention, the fulcrum is provided at a position different from the center point of the object having a circular bottom, and the object is tilted or rotated with reference to the fulcrum. Since there is a detecting means capable of detecting the operation state when the operation is performed, no special operation space is required, and
Further coordinate signals can be generated in addition to the dimensional coordinate signals.

【0042】また、検出手段が実装された基板を被覆材
でコーティングすれば、本発明による入力装置が適用で
きる分野もより一層広がる。また、基板の錆びや破損を
防ぐことができる。なお、ここで説明した実施形態で
は、被検出体の変位もしくは回転を検出する検出手段は
4つ備えられるが、この数は本発明を限定するものでは
なく、少なくとも3つ備えればよい。この場合、例えば
空間ベクトル理論を用いて各入力信号を計算すればよ
い。
If the substrate on which the detecting means is mounted is coated with a coating material, the field to which the input device according to the present invention can be applied is further expanded. Further, rust and breakage of the substrate can be prevented. In the embodiment described here, four detecting means for detecting the displacement or rotation of the object to be detected are provided, but the number is not limited to the present invention, and at least three means may be provided. In this case, each input signal may be calculated using, for example, space vector theory.

【0043】ところで、上述の入力装置の変形例とし
て、回転方向のみの入力信号を生成するものとして実現
しても良い。この場合、図1および2において、支点P
を底面に対して垂直方向に貫通する回転軸mで回転可能
な機構を有し、表1において回転方向AもしくはBのみ
の場合について入力信号を生成するような座標信号生成
手段を実現すればよいことが当業者であれば理解できよ
う。
By the way, as a modified example of the above-described input device, the input device may be realized to generate an input signal only in the rotation direction. In this case, in FIG. 1 and FIG.
May be realized by a mechanism capable of rotating with a rotation axis m that penetrates in the direction perpendicular to the bottom surface, and generating an input signal for only the rotation direction A or B in Table 1. It will be understood by those skilled in the art.

【0044】また、変形例として、図1および2の磁石
2を、傾斜もしくは回転の他に、上下方向へ移動可能に
し、z軸方向の座標信号を生成するようにしてもよい。
なお、本実施形態では、被検出体として磁石を、検出手
段として磁気反応素子を、それぞれ用いることにより、
磁気的に被検出体の変位もしくは回転を検出できるよう
にした。しかし、被検出体の変位若しくは回転を非接触
で検出できるようなものであれば他の構造であってもよ
い。
As a modified example, the magnet 2 of FIGS. 1 and 2 may be made movable in the vertical direction in addition to the tilt or rotation, and a coordinate signal in the z-axis direction may be generated.
In the present embodiment, by using a magnet as the object to be detected and a magnetic responsive element as the detecting means,
The displacement or rotation of the object to be detected can be detected magnetically. However, another structure may be used as long as the displacement or rotation of the detection target can be detected in a non-contact manner.

【0045】例えば、被検出体として底面に対し垂直な
方向に光を発する発光素子を有する物体と、その発光を
検知するための受光素子とを組み合せ、光学的に被検出
体の変位もしくは回転を検知してもよい。この場合、受
光素子が受光する光強度が、ここで説明した磁気反応素
子が検知する磁界の強さに対応する。また例えば、被検
出体として底面に対し垂直な方向に静電界を形成する電
界発生手段を有する物体と、その静電界を検知するため
の検知手段とを組み合せ、電気的に被検出体の変位もし
くは回転を検知してもよい。この場合、検知手段が検知
する電界強度が、ここで説明した磁気反応素子が検知す
る磁界の強さに対応する。
For example, an object having a light emitting element which emits light in a direction perpendicular to the bottom surface as a detection object and a light receiving element for detecting the light emission are combined to optically control the displacement or rotation of the detection object. It may be detected. In this case, the light intensity received by the light receiving element corresponds to the intensity of the magnetic field detected by the magnetic responsive element described here. Further, for example, an object having an electric field generating means for forming an electrostatic field in a direction perpendicular to the bottom surface as a detection object and a detection means for detecting the electrostatic field are combined, and the object is electrically displaced or moved. The rotation may be detected. In this case, the electric field strength detected by the detecting means corresponds to the strength of the magnetic field detected by the magnetic responsive element described here.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の入力装置
によれば、底面が円形である被検出体の中心点とは異な
る位置に支点を設け、この支点を基準に被検出体を傾斜
もしくは回転させたときの操作状態を検出できる検出手
段を有するので、格別な操作スペースを必要とせずに、
2次元座標信号の他に更なる座標信号を生成することが
できる。
As described above, according to the input device of the present invention, the fulcrum is provided at a position different from the center point of the object having a circular bottom, and the object is inclined with respect to the fulcrum. Or because it has a detection means that can detect the operation state when rotated, without requiring a special operation space,
Further coordinate signals can be generated in addition to the two-dimensional coordinate signals.

【0047】本発明の入力装置は、被検出体の傾斜状態
もしくは回転状態を非接触で検知することができ、構造
が簡単で小型化も容易であり、部品点数も少ない。ま
た、樹脂やフィルムを用いて検知手段が実装された基板
をコーティングすることも容易である。従って、基板の
錆びや破損を防ぐことが可能である。このようなことか
ら、本発明の入力装置は使用環境も限定されない利点を
有する。
The input device of the present invention can detect the tilted state or the rotated state of the object to be detected in a non-contact manner, has a simple structure, is easy to reduce in size, and has a small number of parts. It is also easy to coat the substrate on which the detecting means is mounted using a resin or a film. Therefore, it is possible to prevent rust and breakage of the substrate. Thus, the input device of the present invention has an advantage that the use environment is not limited.

【0048】具体的には、本発明の入力装置を、コンピ
ュータのドームポインタ型座標入力装置として実現可能
である。特に、ラップトップ型もしくはノートブック型
などの携帯可能なコンピュータにおける座標入力装置に
有効である。また、本発明による入力装置によれば、更
なる座標信号として回転信号を生成することができるの
で、例えばコンピュータのディスプレイ画面上におい
て、3D画像の回転などを容易に実行することができ
る。
Specifically, the input device of the present invention can be realized as a dome pointer type coordinate input device of a computer. In particular, it is effective for a coordinate input device in a portable computer such as a laptop type or a notebook type. Further, according to the input device of the present invention, since a rotation signal can be generated as a further coordinate signal, for example, a 3D image can be easily rotated on a display screen of a computer.

【0049】また、本発明の入力装置を、工作機械ある
いはゲームマシンなどの制御指令のためのジョイスティ
ック型入力装置としても実現可能である。また、本発明
による入力装置を、劣悪な環境で使用されることの多い
工作機械の制御指令装置として用いれば、広い操作スペ
ースを必要とせず、かつ、水分や油分を遮断できるので
特に有効であるといえる。
The input device of the present invention can also be realized as a joystick type input device for commanding control of a machine tool or a game machine. Further, when the input device according to the present invention is used as a control command device of a machine tool that is often used in a bad environment, a large operation space is not required, and moisture and oil can be cut off, which is particularly effective. It can be said that.

【0050】また、本発明による入力装置を、上述のよ
うに小型化も容易であるので情報携帯端末の操作手段と
しても適用可能であり、例えば画面のスクロール操作あ
るいはメニュー選択操作などに適用することができる。
また、本発明による入力装置を、ゲームマシンの入力装
置としても適用可能である。回転量や回転方向を指示す
る信号を生成することができるので、自動車や飛行機な
どのシミュレーションゲームには特に有効である。
The input device according to the present invention can also be used as an operation means of an information portable terminal because it can be easily miniaturized as described above. For example, it can be applied to a screen scroll operation or a menu selection operation. Can be.
Further, the input device according to the present invention is also applicable as an input device of a game machine. Since a signal for instructing the amount of rotation and the direction of rotation can be generated, it is particularly effective for a simulation game for a car or an airplane.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態における入力装置の原理構成
図である。
FIG. 1 is a principle configuration diagram of an input device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施形態における入力装置の上面図で
ある。
FIG. 2 is a top view of the input device according to the embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施形態における入力装置の回路構成
図である。
FIG. 3 is a circuit configuration diagram of the input device according to the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例による入力装置の分解斜視図で
ある。
FIG. 4 is an exploded perspective view of the input device according to the embodiment of the present invention;

【図5】本発明の実施例による入力装置の断面図であ
る。
FIG. 5 is a cross-sectional view of an input device according to an embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施例による入力装置の回転機構の分
解斜視図である。
FIG. 6 is an exploded perspective view of a rotation mechanism of the input device according to the embodiment of the present invention.

【図7】本発明の更なる実施例による入力装置の分解斜
視図である。
FIG. 7 is an exploded perspective view of an input device according to a further embodiment of the present invention;

【図8】従来例におけるドームポイント型座標入力装置
の原理構成図である。
FIG. 8 is a principle configuration diagram of a conventional dome point type coordinate input device.

【図9】従来例におけるドームポイント型座標入力装置
の回路構成図である。
FIG. 9 is a circuit configuration diagram of a conventional dome point type coordinate input device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…入力装置 2…磁石 3…基板 4…マイコン 11…ドーム 12…スライダ 13…ホルダ 14…スプリング 15…ハウジング 16…被覆材 21…リブ 22…溝 23、24、27…ストッパ 25…バネ 31…突起部 32…凹部 33…マグネットホール S1、S2、S3、S4…磁気反応素子 m…回転軸 O…中心点 P…支点 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Input device 2 ... Magnet 3 ... Substrate 4 ... Microcomputer 11 ... Dome 12 ... Slider 13 ... Holder 14 ... Spring 15 ... Housing 16 ... Coating material 21 ... Rib 22 ... Grooves 23, 24, 27 ... Stopper 25 ... Spring 31 ... Projection part 32 ... Concave part 33 ... Magnet hole S1, S2, S3, S4 ... Magnetic reaction element m ... Rotary axis O ... Center point P ... Support point

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定の支点を中心として変位可能である
と共に、前記支点を貫通する回転軸で回転可能な被検出
体と、 該被検出体の変位もしくは回転を検出する検出手段と、
を備えることを特徴とする入力装置。
An object to be detected that is displaceable about a predetermined fulcrum and is rotatable about a rotation axis passing through the fulcrum, and detection means for detecting displacement or rotation of the object to be detected.
An input device comprising:
【請求項2】 前記被検出体は底面が円形であり、前記
支点は前記底面の中心点から偏心した前記底面上の点で
あり、前記回転軸は前記支点を前記底面に対して垂直に
貫通する請求項1に記載の入力装置。
2. The object has a circular bottom surface, the fulcrum is a point on the bottom surface eccentric from a center point of the bottom surface, and the rotation axis passes through the fulcrum perpendicular to the bottom surface. The input device according to claim 1, wherein
【請求項3】 前記検出手段は、定常時の前記被検出体
の前記底面に平行な基板上に、前記回転軸と前記基板と
の交点に関して対称位置に配置される請求項2に記載の
入力装置。
3. The input device according to claim 2, wherein said detection means is arranged on a substrate parallel to said bottom surface of said detection target in a steady state, at a symmetrical position with respect to an intersection between said rotation axis and said substrate. apparatus.
【請求項4】 前記被検出体が変位もしくは回転したと
きの各前記検出手段の出力変化を変換して座標信号を生
成する座標信号生成手段を備える請求項3に記載の入力
装置。
4. The input device according to claim 3, further comprising a coordinate signal generating unit that converts a change in output of each of the detecting units when the object to be detected is displaced or rotated to generate a coordinate signal.
【請求項5】 前記座標信号生成手段は、前記被検出体
が各前記検出手段に対して傾斜したときに生じる各前記
検出手段の前記出力変化を変換してXY座標を指示する
座標信号を生成し、前記被検出体が前記回転軸で回転し
たときに生じる各前記検出手段の前記出力変化を変換し
て更なる座標信号を生成する請求項4に記載の入力装
置。
5. The coordinate signal generating means generates a coordinate signal indicating an XY coordinate by converting the output change of each of the detecting means caused when the object to be detected is tilted with respect to each of the detecting means. The input device according to claim 4, wherein the output change of each of the detection units, which is generated when the object to be detected is rotated about the rotation axis, is converted to generate a further coordinate signal.
【請求項6】 底面が円形であり、前記底面の中心点か
ら偏心した前記底面上の点において前記底面に対して垂
直に貫通する回転軸を有する被検出体と、該被検出体の
回転を検出する検出手段と、を備えることを特徴とする
入力装置。
6. A detection object having a circular bottom surface and having a rotation axis perpendicularly penetrating the bottom surface at a point on the bottom surface eccentric from a center point of the bottom surface, and rotating the detection object. An input device, comprising: a detection unit for detecting.
【請求項7】 前記検出手段は、前記被検出体の前記底
面に平行な基板上に、前記回転軸と前記基板との交点に
関して対称位置に配置される請求項6に記載の入力装
置。
7. The input device according to claim 6, wherein the detection means is disposed on a substrate parallel to the bottom surface of the object to be detected, at a symmetrical position with respect to an intersection between the rotation axis and the substrate.
【請求項8】 前記被検出体が回転したときの各前記検
出手段の出力変化を変換して座標信号を生成する座標信
号生成手段を備える請求項7に記載の入力装置。
8. The input device according to claim 7, further comprising a coordinate signal generation unit that converts a change in output of each of the detection units when the detection target rotates, and generates a coordinate signal.
【請求項9】 前記被検出体は、前記底面に対し垂直方
向に磁界を形成する磁石であり、 前記検出手段は、磁界を電圧値に変換して出力する磁気
反応素子である請求項2〜8のいずれか一項に記載の入
力装置。
9. The object to be detected is a magnet that forms a magnetic field in a direction perpendicular to the bottom surface, and the detecting unit is a magnetic responsive element that converts a magnetic field into a voltage value and outputs the voltage value. The input device according to any one of claims 8 to 13.
【請求項10】 前記検出手段が実装された前記基板の
表面が被覆材でコーティングされる請求項2〜9のいず
れか一項に記載の入力装置。
10. The input device according to claim 2, wherein a surface of the substrate on which the detection unit is mounted is coated with a coating material.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7868870B2 (en) 2006-01-26 2011-01-11 Denso Corporation Operation apparatus

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