JP2005056409A - Input device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子機器のディスプレイ画面への文字入力手段やポインティングデバイスなどとして用いるための入力装置に関する。 The present invention relates to an input device for use as a character input means, a pointing device, or the like on a display screen of an electronic device.
従来の加速度センサや角速度センサを用いた入力装置としては、鉛直方向をZ方向としたとき、それに直交したX方向とY方向の移動を検出し、文字入力手段やポインティングデバイスとして用いるものが提案されている。例えば、ペン型をなし、ユーザーがペンで文字を書くときの動作が検出されて文字入力に用いられるものや、細長い筒状をなし、その一方を指し示したい方向に向け、これを上下左右に振る動作が検出されてポインティングデバイスとして用いられるものである。 As an input device using a conventional acceleration sensor or angular velocity sensor, a device that detects movement in the X and Y directions perpendicular to the Z direction as the vertical direction and is used as a character input means or a pointing device has been proposed. ing. For example, it has a pen shape, and when a user writes a character with a pen, it is used for character input, or it has a long and narrow cylindrical shape, and one of them is pointed in the direction you want to point and shakes it up, down, left, or right The movement is detected and used as a pointing device.
このような、従来のコンピュータなどに用いるペン型の入力装置の例としては、特許文献1、特許文献2に開示されているものがある。特許文献1には、コンピュータの手書き文字入力や2次元座標入力に用いられるペン型のコンピュータ入力装置に関するものが記載されている。このペン型のコンピュータ入力装置は、平面内の直交する2方向の加速度を検出する2個の加速度センサと、この加速度センサからの信号を平面内の移動量に変換する加速度検出回路及び積分回路と、ローテーション検出手段である圧電振動ジャイロと、この圧電振動ジャイロから信号を検出しローテーション補正信号に変換する角加速度検出回路及び積分回路と補正回路とから構成されている。
Examples of such pen-type input devices used in conventional computers and the like are disclosed in
また、特許文献2には、図形及び文字を入力するペン型入力装置に関するものが記載されている。このペン型入力装置は、3個の加速度センサと3個のジャイロと演算部を有し3個の加速度センサはそれぞれペン軸をZs軸としたペン軸座標系(Xs,Ys,Zs)のXs軸方向,Ys軸方向及びZs軸方向の加速度を検出し、3個のジャイロはそれぞれXs軸まわり,Ys軸まわり及びZs軸まわりの回転角速度を検出し、演算部は筆記検出部と初期回転角演算部と回転角変化演算部と筆記中回転角演算部と座標変換演算部と移動量演算部を備え、筆記検出部はペン先部と筆記面とが接触しているか否かを検出して筆記状態か否かを検出してなるものである。
しかし、従来の、細長い筒状の筐体内部に加速度センサや角速度センサが固定されたもの、例えば、ペン型の場合はそのペン軸が鉛直方向から傾くようなときには補正が必要となり、さらに、筆記する人によってペン軸の傾きも異なるので、このための個別の補正も必要であった。また、ペン軸まわりに筐体の回転がある場合には、加速度センサや角速度センサも筐体とともに回転してしまうため、実際の筆記の軌跡と抽出された軌跡に回転によるずれが生じ、これに対する補正も必要であった。 However, when a conventional accelerometer or angular velocity sensor is fixed inside an elongated cylindrical housing, for example, in the case of a pen type, correction is required when the pen axis is inclined from the vertical direction. Since the inclination of the pen axis varies depending on the person who performs it, individual correction for this is also necessary. In addition, when there is rotation of the case around the pen axis, the acceleration sensor and angular velocity sensor also rotate with the case, so the actual writing trajectory and the extracted trajectory are displaced due to the rotation. Correction was also necessary.
また、特許文献1に開示されているペン型のコンピュータ入力装置では、ペンを垂直状態で使用するのを前提としているためペン軸の回転による影響は補正できるが、一般の筆記具の把持形態であるペン軸を傾けた状態での入力に対しては補正することができないという不都合があった。
Further, since the pen-type computer input device disclosed in
また、特許文献2に開示されているペン型入力装置においては、ペン軸の傾き、回転のどちらの影響も補正できるが、加速度センサ、角速度センサがZ軸方向にも必要となるためコストアップになり、さらに、補正処理の構成が複雑になってしまうという不都合があった。
Further, the pen-type input device disclosed in
本発明は、かかる点に鑑み、入力装置の軸心まわりの回転、軸心の傾きがあっても、補正処理をしなくても良好な検出結果を得ることのできる簡易な構成の入力装置を提供することを目的とする。 In view of this point, the present invention provides an input device having a simple configuration capable of obtaining a good detection result without correction processing even if the input device is rotated around the axis and tilted. The purpose is to provide.
本発明の入力装置は、第1の方向の移動を検出する第1の検出器と、第2の方向の移動を検出する第2の検出器とを備え、この第1の検出器の出力とこの第2の検出器の出力とから軌跡を抽出するもので、この第1の検出器とこの第2の検出器の姿勢が、常に略同一となるように検出器保持体を備えるものである。 An input device of the present invention includes a first detector that detects movement in a first direction, and a second detector that detects movement in a second direction, and an output of the first detector; A locus is extracted from the output of the second detector, and a detector holding body is provided so that the postures of the first detector and the second detector are always substantially the same. .
このように構成した本発明の入力装置によれば、一体に設けられた第1の検出器と第2の検出器とが入力装置の軸心周りの回転、傾きがあっても常に略同一の姿勢となるように第1の検出器と第2の検出器を支持することができる。 According to the input device of the present invention configured as described above, the first detector and the second detector provided integrally are always substantially the same even when there is rotation and inclination around the axis of the input device. The first detector and the second detector can be supported in a posture.
また、本発明は、上記記載の入力装置において、検出器保持体が、入力装置内の軸心まわりに回転自在に設けられた円環状部品と、この円環状部品に設けられた支持体により回動自在に懸架され、かつ直交して一体に配設された第1の検出器と第2の検出器とからなるものである。 According to the present invention, in the input device described above, the detector holder is rotated by an annular component that is rotatably provided around an axis in the input device, and a support that is provided on the annular component. It consists of a first detector and a second detector which are suspended in a movable manner and are integrally arranged orthogonally.
このように構成した本発明入力装置によれば、検出器保持体の重心が最下の位置となる、支持体が略水平で検出器保持体の重心が支持体の鉛直面上に配されている状態が安定となるため、この安定な状態から入力装置を傾けたりその軸心周りに回したとき、検出器保持体の重心を支持体の鉛直面に一致させるように、円環状部品が入力装置の外筐に対して回動するとともに、加速度の第1の検出器と加速度の第2の検出器が設けられた検出器保持体が支持体の周りに回動するものとなるため、ペン型の入力装置を略一定の方位に向けて把持した状態で略水平面上で移動して入力操作するとき、手扱いなどにより外筐の軸心まわりの回転や傾きの変化があっても、加速度の第1の検出器と加速度の第2の検出器が鉛直方向に略一定の姿勢となるようにすることができる。 According to the input device of the present invention configured as above, the center of gravity of the detector holder is at the lowest position, the support is substantially horizontal, and the center of gravity of the detector holder is arranged on the vertical surface of the support. When the input device is tilted or rotated around its axis from this stable state, the annular part is input so that the center of gravity of the detector holder matches the vertical surface of the support. Since the detector holding body provided with the first detector of acceleration and the second detector of acceleration is rotated around the support body while rotating with respect to the outer casing of the apparatus, the pen When an input device is moved and moved on a substantially horizontal plane with the input device held in a substantially constant orientation, the acceleration will be applied even if the rotation or tilt changes around the axis of the outer casing due to hand handling. The first detector and the second detector of acceleration have a substantially constant posture in the vertical direction. Can Unisuru.
また、本発明は、上記記載の入力装置において、検出器保持体が、入力装置内の軸心まわりに回転自在に設けられた円環状部品と、この円環状部品に設けられた第1の支持体により鉛直面で回動自在に支持されるとともに、第1の支持体に直交するように設けられた第2の支持体により水平面で回転自在に懸架され、かつ直交して配された第1の検出器及び第2の検出器と、方位用磁石とを一体に具えたものである。 According to the present invention, in the input device described above, the detector holder is provided with an annular component that is rotatable about an axis in the input device, and a first support provided on the annular component. A first body that is rotatably supported by a body in a vertical plane, is rotatably suspended in a horizontal plane by a second support body that is provided so as to be orthogonal to the first support body, and is disposed orthogonally. These detectors, the second detector, and the azimuth magnet are integrally provided.
このように構成した本発明の入力装置によれば、検出器保持体の重心が最下の位置となる、第1の支持体が略水平で、第2の支持体の中心軸が略鉛直を向き検出器保持体の重心を通る状態が安定となるため、この安定な状態から入力装置を傾けたりその軸心周りに回して検出器保持体の重心が最下の位置から外れたとき、円環状部品が入力装置の外筐に対して回動するとともに、加速度の第1の検出器と加速度の第2の検出器が設けられた検出器保持体が第1の支持体のまわりに、この重心が最下の位置となるように回動し、同時に、検出器保持体が方位用磁石と地磁気によって第2の支持体のまわりに回転して所定の方位を向くようにすることができ、加速度の第1の検出器と加速度の第2の検出器が鉛直方向と水平方向に常に略一定の姿勢となるようにすることができる。 According to the input device of the present invention thus configured, the center of gravity of the detector holder is at the lowest position, the first support is substantially horizontal, and the center axis of the second support is substantially vertical. Since the state that passes through the center of gravity of the orientation detector holder is stable, when the input device is tilted or rotated around its axis from this stable state, the center of gravity of the detector holder deviates from the lowest position. The annular component rotates with respect to the outer casing of the input device, and a detector holding body provided with a first detector for acceleration and a second detector for acceleration is disposed around the first support. The center of gravity can be rotated to the lowest position, and at the same time, the detector holder can be rotated around the second support by the azimuth magnet and the geomagnetism so as to face a predetermined direction. The first detector of acceleration and the second detector of acceleration are always substantially constant in the vertical and horizontal directions. It can be made to be.
さらに、本発明は、上記記載の入力装置において、第1の検出器の出力と第2の検出器の出力とを、ディスプレイ画面を有する電子機器に、無線で送るようにしたものである。 Further, according to the present invention, in the input device described above, the output of the first detector and the output of the second detector are wirelessly transmitted to an electronic device having a display screen.
このように構成した本発明の入力装置によれば、入力装置をペン型で小型軽量に構成し、離れたところから電子機器のディスプレイ画面を見て確認しながらポインティングデバイスあるいは文字入力手段として用い入力操作を行うことができる。 According to the input device of the present invention configured as described above, the input device is configured to be a pen-type, small and light, and used as a pointing device or a character input means while looking at the display screen of the electronic device from a distance. The operation can be performed.
本発明の入力装置は、操作や手扱いなどによる把持状態に変化があっても加速度の第1の検出器と加速度の第2の検出器が、常に一定の姿勢に保たれるため検出器からの信号を補正することが不要となり、簡素な構成で実際の軌跡と検出結果とのずれをほとんど生じさせないものとすることができる。 The input device according to the present invention allows the first detector of acceleration and the second detector of acceleration to be always kept in a constant posture even if there is a change in gripping state due to operation or hand handling. It is not necessary to correct this signal, and the deviation between the actual locus and the detection result can be hardly caused with a simple configuration.
以下、本発明の入力装置を実施するための最良の形態の例を図1〜図6を参照して説明する。
本例の入力装置は、図5に示すようにペン型のもので、このペン型の入力装置を把持して略水平面内で動かすように操作し、図6に示すように、離れた所に設置された電子機器例えば図示のプラズマディスプレイや投射型ディスプレイなどの大画面を有するディスプレイ装置50に内蔵された受信器に入力装置の移動に伴う信号を無線で送り、ディスプレイ画面51を見ながら画面上のメニュー52間のカーソル移動や文字入力欄への文字入力をこの入力装置1台で行わせるものである。
An example of the best mode for carrying out the input device of the present invention will be described below with reference to FIGS.
The input device of this example is of a pen type as shown in FIG. 5. The pen type input device is gripped and operated to move in a substantially horizontal plane, and as shown in FIG. A signal that accompanies the movement of the input device is wirelessly sent to a receiver built in a
図1は、図5に示す入力装置の先端部分を一部切り欠き、内部を拡大して示したものである。
図1において、1は、プラスチックなどの合成樹脂の素材によるペン型の把持体で、この把持体1の内側で先端の略円錐部近くに、ベアリングと2つの支持体により支持される検出器保持体10が設けられる。
ベアリングは外輪2、転動玉、内輪4から構成され、図1に示すように、外輪2は把持体1内に固定されるものであり、この外輪2の内側に転動体となる複数の玉を介して内輪4が回転自在に係合されている。
FIG. 1 is an enlarged view of a part of the input device shown in FIG.
In FIG. 1,
The bearing is composed of an
内輪4には、この内輪4の中心を通らないようにし、断面が円形の軸体3aよりなる第1の支持体が回転自在に設けられる。軸体3aには、その略中央で軸体3aと略直交するように、第2の支持体である軸3bの一端が設けられる。そして、この軸3bの他端が検出器保持体10と回転自在に設けられる。
なお、軸体3aと軸3bとは各々の軸中心が図1に示す点Sで略直交するように固定される。
The inner ring 4 is rotatably provided with a first support made of a
The
検出器保持体10は、筐体7に、移動検出器(加速度センサ)5,6、錘8、磁石9a,9bなどが設けられたものである。
筐体7は、図1に示すように、非磁性の金属あるいは硬質プラスチックなどによる略四角柱状のもので、この筐体7の長手方向の上端側の対向する2つの側面には、矩形板状の方位用の磁石9a,9bを張付ける。すなわち、一面側に磁石9aのS極を露呈させ、他端面側に磁石9bのN極を露呈させるように設ける。
The
As shown in FIG. 1, the housing 7 is a substantially quadrangular columnar shape made of nonmagnetic metal or hard plastic, and has two rectangular side surfaces on the two opposite side surfaces on the upper end side in the longitudinal direction. The
また、この筐体7の下端側の側面には、X方向とY方向の移動を検出する検出器が設けられる。すなわち、図1に示すように、例えば磁石9aと同じ面にX方向の加速度センサ5を設け、Y方向の加速度センサ6をX方向の加速度センサ5と直交する面に設ける。そして、筐体7の長手方向の下面には錘8が固定される。
A detector for detecting movement in the X direction and the Y direction is provided on the side surface on the lower end side of the housing 7. That is, as shown in FIG. 1, for example, the
また、筐体7の上面には、図示しない小径ベアリングを埋設した穴7aを設け、この穴7aの中心軸を、小径ベアリングの中心を通り、加速度センサ5,6、磁石9a,9b、錘8が設けられた筐体7の重心(以下、重心Gと称する)を通るように形成する。
そして、この小径ベアリングに軸3bが回転自在に係合することにより、筐体7が軸3bの軸まわりに回転自在に支持される。
Further, a hole 7a in which a small diameter bearing (not shown) is embedded is provided on the upper surface of the housing 7, and the center axis of the hole 7a passes through the center of the small diameter bearing, and the
And the housing | casing 7 is rotatably supported around the axis | shaft of the axis |
なお、図1に示す検出器保持体10の方位用の磁石9a,9bは別々とせず一体の棒状として筐体7に設けてもよく、別々として筐体7に張付ける場合は筐体7内で磁石9aのN極と磁石9bのS極を磁性体で磁気的に接続しておくのが望ましい。また、筐体7の錘8は、比重の大きい非磁性の金属などで形成され、加速度センサ5,6を設けた筐体7の重心を軸体3aからさらに遠ざけ、軸体3aまわりの(振り子動作の)振動周期をより大きくし、また、回転のモーメントを大きくして軸体3aまわりと内輪4まわりの滑らかな回動を実現するようにしている。
The
検出器保持体10が、上述のように構成され支持されているため、傾いた把持体1において検出器保持体10の重心Gが最下の位置となる、重心Gが図1に示す固定点Sの鉛直線上に配される状態が最も安定な姿勢となる。なお、このとき、軸体3aは略水平で軸3bは略鉛直を向くようになされる。
Since the
そして、把持体1がその軸まわりに回転してこの安定な姿勢から外れるとき、重心Gが最下の位置となるように、内輪4が外輪2に対して回転して軸体3aが略水平となるようにされ、また、把持体1がその軸に対する傾きを変えてこの安定な姿勢から外れるとき、検出器保持体10の重心Gが最下の位置となるように、内輪4に対して軸体3aが回動し、検出器保持体10の重心Gを固定点Sの鉛直線上に配するようになされる。
When the
このとき、検出器保持体10自体の方位に対する向きは、検出器保持体10がその対向する側面にはその一面にS極を露呈するように磁石9a、反対面にN極を露呈するように磁石9bが設けられ、軸3bに対して回転自在とされているので、検出器保持体10の磁石9bが設けられる側面側が地磁気によって常に磁北極を向く、一定の姿勢を保つようになされる。
At this time, the orientation with respect to the orientation of the
また、把持体1には、図5に示すように、把持体1の検出器保持体10が設けられる先端部とは反対側に信号処理回路11が設けられ、加速度センサ5,6で検出した加速度信号を移動の信号に変換しアンテナ12を介し無線で電子機器に送られる。図2は、この信号処理回路11と電子機器への出力系の構成の例を示す構成図である。
なお、本例の検出器保持体10は、上述のように常に地磁気に対する姿勢を一定に保つようになされるため、姿勢制御を行うための電気回路を搭載する必要がなく回路構成が簡素となっている。
Further, as shown in FIG. 5, the
Note that the
図2で15は、X方向の加速度センサ5及びY方向の加速度センサ6から出力される加速度信号を検出する加速度検出回路、16は、加速度信号から速度信号へ変換する積分回路である。この加速度検出回路15と積分回路16で入力装置の移動量を検出する移動量算出手段を構成している。この積分回路16で得られた電圧値を、次段の電圧/周波数(V/F)変換回路17によって移動量に応じた周波数に変換する。ここで周波数が移動量に相当するため、入力装置の操作に伴って周波数は時々刻々変化する。
なお、18は、加速度検出回路15から入力される加速度信号からX及びYの加速度センサ5,6各々の移動方向を弁別するための方向弁別回路である。19は、方向弁別回路18及び電圧/周波数変換回路17から入力される移動方向及び移動量の信号により搬送波を変調するための変調回路、20は変調回路19の出力を電子機器にアンテナ12を介して無線で送るための送信回路である。
In FIG. 2, 15 is an acceleration detection circuit that detects acceleration signals output from the
Reference numeral 18 denotes a direction discriminating circuit for discriminating the moving directions of the X and
このように構成された図1〜2例の入力装置の動作を、図3及び図4を参照して説明する。
図3は、図1に示す把持体1が傾けられ、先端を平面上に当てているときの検出器保持体10の状態を示し、図3Aは、図1を側方から見て一部を切り欠いて示した略図であり、図3Bは図3Aを上方から見て一部を切り欠いて示した略図である。
図4は、把持体1の先端を面上の点Oに当てたままとし、独楽の歳差運動のようにその軸を傾けた状態で垂線まわりに移動させた様子を示し、図4Aは図1を側方から見た略図であり、図4Bは上方から見た略図である。
なお、図3,4において磁北極は図に示す右側にあるものとしている。
The operation of the input device in the example shown in FIGS. 1 and 2 will be described with reference to FIGS.
FIG. 3 shows the state of the
FIG. 4 shows a state in which the tip of the
3 and 4, the magnetic north pole is on the right side of the figure.
このため、把持体1が、図3Aに示すようにその軸心Lが鉛直面内での傾きを変えたとき、あるいは図4Bに示す位置(イ)〜(ホ)ように、図4Aに示す軸心Lが傾けられた状態で点Oのまわりに移動したとき、把持体1内の検出器保持体10の磁石9bが配されN極が露呈されている面は、常に図に示す右側の磁北極に向け、検出器保持体10の重心Gが最下の位置となる、最も安定な姿勢となるようになされる。
For this reason, the
この安定な状態で、図3Aに示すように、重心Gを通る鉛直線をZ軸と定め、重心Gを原点として軸体3aの軸方向をY軸、このY軸とZ軸に直交する、図に示す右側の磁北極方向をX軸と定める。このとき、軸3bの軸体3aとの固定点S(図1参照)は、ほぼZ軸上に配される。
すなわち、図3において、図3Aに示す把持体1の軸心Lは、図3Bに示す水平面への投影図では軸心L’であり、この軸心L’は軸体3aと直交するため、軸心L’は、略磁北極を向きX軸と平行となり、Y軸とは直交する。
In this stable state, as shown in FIG. 3A, a vertical line passing through the center of gravity G is defined as the Z axis, the center of gravity G is the origin, the axial direction of the
That is, in FIG. 3, the axis L of the
以下、把持体1の操作に応じた検出器保持体10の動きを説明する。
先ず、把持体1がその軸心Lをそのままに操作される場合につき説明する。
図3Aに示す軸心Lの傾きが単に鉛直方向に変化したとき、座標軸Zに対するX方向の加速度センサ5と、Y方向の加速度センサ6の地磁気に対する位置関係を一定に保ったまま軸体3aが回動する。すなわち、検出器保持体10は一定の向きを保ったままとなる。
また、把持体1が軸心Lまわりに回転したとき、座標軸Zに対するX方向の加速度センサ5と、Y方向の加速度センサ6の地磁気に対する位置関係を一定に保ったまま、図3A及びBに示す安定な状態となるように、軸3bに対して回動しながら軸体3aが回動し、同時に内輪4が外輪2に対して回動する。
Hereinafter, the movement of the
First, a case where the
When the inclination of the axis L shown in FIG. 3A is simply changed in the vertical direction, the
3A and 3B, the positional relationship of the
次に、把持体1がその軸心Lを空間で変化させるように操作される場合につき説明する。
把持体1が、図4Bに示すように、先端からの垂線のまわりを移動しながら軸心Lの傾きが変化したとき、座標軸Zに対するX方向の加速度センサ5と、Y方向の加速度センサ6の地磁気に対する位置関係を一定に保つように、軸3bのまわりに検出器保持体10が回動するとともに、外輪2に対する内輪4の回動と軸体3aの回動がなされる。
また、把持体1が、先端からの垂線まわりを移動しながら軸心Lのまわりに回転したとき、あるいは先端からの垂線まわりを移動しながら軸心Lのまわりの回転と傾きを変えたときも、座標軸Zに対するX方向の加速度センサ5と、Y方向の加速度センサ6の地磁気に対する位置関係を一定に保つように、軸3bのまわりに検出器保持体10が回動するとともに、外輪2に対する内輪4の回動と軸体3aの回動がなされる。
Next, a case where the
As shown in FIG. 4B, when the inclination of the axis L changes while the
Also, when the
すなわち、入力装置に対して把持体1の軸心Lまわりの回転、この軸心Lの傾き変化、軸心Lの垂線まわりの移動、あるいはこれらの複合操作を行って、検出器保持体10の重心Gが安定な位置からずれるような操作をしたとき、外輪2に対する内輪4の回動や、内輪4に対する軸体3aの回動や、軸3bに対する検出器保持体10の回動により、常にこの検出器保持体10の磁石9bが設けられる面を磁北極に向けたままで検出器保持体10の重心Gを最下の位置となる安定な状態にすることができる。
そして、把持体1の姿勢の如何にかかわらず、検出器保持体10がXYZ座標系に対して回転することなく平行移動し常に同じ方位を向くようにされ、X方向の加速度センサ5がXZ平面に平行で、Y方向の加速度センサ6がYZ平面に平行となる位置関係を常に保たせることができる。
That is, the rotation of the
Regardless of the posture of the
筆記動作で入力装置を任意の方向に移動したとき、信号処理装置11には、図1に示す筐体1に設けられるX方向の加速度センサ5とY方向の加速度センサ6が受けた加速度に応じた電気信号が入力され、図2に示すように、加速度検出回路15から加速度信号を出力する。
この加速度信号は、方向弁別回路18に入力されて筐体1の移動方向が求められる、と同時に積分回路16を介して電圧/周波数変換回路17によって移動量にともなう周波数に変換される。なお、把持体1の移動量が大きいとき電圧は高くなり、変換される周波数は高くなる。
When the input device is moved in an arbitrary direction by a writing operation, the
This acceleration signal is input to the direction discriminating circuit 18 and the moving direction of the
これら方向弁別回路18の出力である移動方向の信号と、電圧/周波数変換回路17から出力される移動量に応じた周波数の信号が、図2に示すように、変調回路19に入力される。
そして、変調回路19では、筆記動作での把持体1の移動にともない生成された周波数の信号を方向弁別回路18の出力に基づいて正負それぞれに切り替えながら、移動方向と移動量の信号により搬送波が変調される。この変調回路19からの出力は発振回路20とアンテナ12を介して無線で、電子機器に送られ、内蔵される受信器内で復調されて、把持体1の略先端部での描画座標を逐次得て、画面上にその軌跡を表示するようにする。
As shown in FIG. 2, the movement direction signal output from the direction discrimination circuit 18 and the frequency signal corresponding to the movement amount output from the voltage /
The modulation circuit 19 switches the frequency signal generated with the movement of the
以上の把持体1の移動に伴う信号処理の過程において、検出器保持体10は、常にその重心Gがベアリングの内輪4と軸体3aと軸3bの回動により常に最下の位置となり、地磁気に対して一定の姿勢に保たれるため、把持体1の軸心Lまわりの回転、この軸心Lの傾き変化、軸心Lの垂線まわりの移動があっても、これらの姿勢の変化を検出する手段を必要としないので、電気信号の処理系統を極めて簡素なものとすることができる。
In the process of signal processing accompanying the above movement of the
そして、例えば図5に示す入力装置の電源を投入した状態で、図示しないスタートスイッチをONし、このときの入力装置の位置情報をリセットして座標原点を指定してから、文字や図形などを描くとき、把持体1を、先端に対して回したり軸心Lまわりに回したり立てたりしても、常に検出器保持体10が一定の姿勢に保たれるようになされるので、把持体1の移動に伴うX方向の加速度センサ5とY方向の加速度センサ6の電気的抵抗値の変化を信号処理回路11により逐次移動方向と移動量の信号に変換し出力することができる。
そして、X方向の加速度センサ5と、Y方向の加速度センサ6が把持体1に固定されている場合には実際の軌跡と検出結果に大きなずれが生じてしまうのに対し、本例の入力装置では実際に描いた軌跡の鉛直線方向に垂直な面(水平面)に投影された軌跡と加速度センサ5,6の検出出力から得られた軌跡との間に誤差を生じることがなくなる。
Then, for example, with the input device shown in FIG. 5 turned on, a start switch (not shown) is turned on, the position information of the input device at this time is reset and the coordinate origin is designated, and then characters, figures, etc. are displayed. When drawing, even if the
When the
本例の入力装置によれば、検出器保持体10のN極が露呈される磁石9bが設けられる面を磁北極に向け、検出器保持体10の重心Gが最下の位置となる状態が安定となるため、把持体1を、軸心Lまわりに回したり、傾きを変えたり、垂線まわりに移動して、検出器保持体10をこの安定な状態からずらしても、元の安定な状態に戻るようになされ、操作や手扱いになどによるペン型の把持体1の姿勢の変化にかかわらず加速度センサ5、加速度センサ6が、水平及び鉛直方向に常に一定の姿勢に保たれてX方向とY方向の加速度を検出することができるようになり、実際の軌跡と検出結果にずれがないものとすることができる。
According to the input device of this example, the surface of the
なお、上述例では、検出器保持体10の支持体を、ベアリングの内輪4に回転自在に設けられる棒状の軸体3aと、この軸体3aに固定される軸3bとした構成で説明したが、使用の条件が限られるがより簡便には、図7に示すように軸3bと方位用の磁石とを設けず、検出器保持体10を内輪に回転自在に設けた軸体3aで支持するようにしてもよい。この簡便な構成の入力装置は、把持体1自体が先端からの垂線のまわりを移動することがなく入力操作のときの入力装置の姿勢がほぼ一定となるような、例えば椅子にかけて机に向う操作者が入力装置を把持して入力操作を行うようなときに使用することができる。
In the above-described example, the support for the
また、上述例では、軸体3a及び軸3bを剛体によるものとして説明したが、これの代わりに非磁性金属などのワイヤーを用い、検出器保持体10の回動自在な係合がより簡便になされるようにしても良いことは勿論である。また、内輪4や検出器保持体10の滑らかな回動を実現するために粘性の小さい、絶縁性で腐食性のない液体の中にベアリング(外輪2、転動玉、内輪4)、検出器保持体10(加速度センサ5,6、錘8、磁石9a,9b)などを浸漬・封入する構造を採用してもよいものである。
また、磁石として永久磁石の代わりに、電磁石を用いるようにしてもよいものである。
Further, in the above-described example, the
Further, an electromagnet may be used as the magnet instead of the permanent magnet.
また、本例では入力装置の出力を、アンテナ12を介して無線により離れたディスプレイ装置50の送る(図6参照)場合の使用例を説明したが、これに限らず無線の場合は赤外線を入力装置からの信号の送出手段としてもよく、また、本入力装置の機能を発揮させるため電子機器とケーブルで接続してもよいのは勿論である。
Further, in this example, the output example of the case where the output of the input device is sent by the
また、本発明の入力装置は、上述例に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を採り得ることは勿論である。 In addition, the input device of the present invention is not limited to the above-described example, and can of course adopt various configurations without departing from the gist of the present invention.
1…把持体、2…(ベアリングの)外輪、3a…軸体(第1の支持体)、3b…軸(第2の支持体)、4…(ベアリングの)内輪、5…X方向の加速度センサ、6…Y方向の加速度センサ、7…筐体、8…錘、9a,9b…方位用磁石、10…検出器保持体
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記第1の検出器の出力と前記第2の検出器の出力とから軌跡を抽出する入力装置において、
前記第1の検出器と前記第2の検出器の姿勢が、常に略同一となるように検出器保持体を備える
ことを特徴とする入力装置。 A first detector that detects movement in a first direction; and a second detector that detects movement in a second direction;
In an input device for extracting a locus from the output of the first detector and the output of the second detector,
An input device comprising a detector holder so that the postures of the first detector and the second detector are always substantially the same.
前記検出器保持体が、
前記入力装置内の軸心まわりに回転自在に設けられた円環状部品と、
該円環状部品に設けられた支持体により回動自在に懸架され、かつ直交して一体に配設された前記第1の検出器と前記第2の検出器とからなる
ことを特徴とする入力装置。 The input device according to claim 1,
The detector holder is
An annular part rotatably provided around an axis in the input device;
An input comprising the first detector and the second detector, which are pivotably suspended by a support provided on the annular part and are integrally disposed orthogonally. apparatus.
前記検出器保持体が、
前記入力装置内の軸心まわりに回転自在に設けられた円環状部品と、
該円環状部品に設けられた第1の支持体により鉛直面で回動自在に支持されるとともに、前記第1の支持体に略直交するように設けられた第2の支持体により水平面で回転自在に懸架され、かつ直交して配された前記第1の検出器及び前記第2の検出器と、方位用磁石とを一体に具えた
ことを特徴とする入力装置。 The input device according to claim 1,
The detector holder is
An annular part rotatably provided around an axis in the input device;
The first support provided on the annular part is rotatably supported on a vertical surface, and is rotated on a horizontal plane by the second support provided so as to be substantially orthogonal to the first support. An input device comprising the first detector and the second detector, which are freely suspended and arranged orthogonally, and an azimuth magnet.
前記第1の検出器の出力と前記第2の検出器の出力とを、ディスプレイ画面を有する電子機器に、無線で送るようにした
ことを特徴とする入力装置。
The input device according to claim 1,
An input device, wherein the output of the first detector and the output of the second detector are wirelessly sent to an electronic device having a display screen.
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---|---|---|---|---|
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-
2004
- 2004-07-23 JP JP2004216405A patent/JP2005056409A/en active Pending
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