JP2005228043A5 - - Google Patents

Description

携帯機器および入力装置

本発明は、ディスプレイを備えた携帯機器およびディスプレイの注視点や注視項目を制御するための入力装置に関する。

従来、ディスプレイ上に表示されるカーソルを任意方向に移動できるようにした入力装置には、マウスやタッチパネル（タッチパッド）・ジョイスティック・キー（ボタン）・ジョグダイヤルなどが存在していた。しかし、マウスはディスプレイを有する制御対象に対して分離しているという問題点があり使用できる場所が限られてしまう。タッチパネルはディスプレイ本体の形状を限定し、またコストもかかる。ジョイスティックは自由に２自由度を制御できるが、逆に操作ミスにより意図しない自由度を操作してしまう恐れがあり、用途によっては適切でない。またデバイスの稼動部が球形であるためそれに必要とされるスペースは正方形に近くなり使用できるスペースに制限が生じる。また球形という対称な形状なため、場合によってはその可動範囲が過剰または不足することも考えられる。ジョグダイヤルやキー（ボタン）では一度に制御できる自由度が少ないという問題点がある。

また、従来、デバイスの状態を設定するにはトグルスイッチやディップスイッチ、または１自由度をある程度制御できるレバーのようなものが存在した。しかし、トグルスイッチやディップスイッチではパラメータとして大きなレンジを必要とする状態を決定するには、それ本体の数を多く必要とし、操作者側もその設定に対して、煩わしさを感じ、視覚的にもその状態を理解するのは困難である。レバーのような装置は２自由度を設定するのに２つのレバーを必要とし、また瞬時にその状態を反映したくない場合などは、さらにその設定を反映させるためにボタン等の入力装置が必要となり、多くの入力装置を必要としてしまう。

図８に示すように、従来ジョグダイヤル入力装置３０は、所定方向に回転可能に且つその回転の軸３２に沿うスラスト方向に所定範囲スライド移動可能に設けられた操作部材（ジョグダイヤル）３１と、この操作部材３１の回転を検出する第１のエンコーダと、この操作部材のスライド方向の移動を検出する第２のエンコーダと、プッシュスイッチ等で構成されている（例えば、特許文献１参照）。
実開平３−５０４３８号公報。

ところで、上記従来ジョグダイヤル入力装置は、操作部材がその回転の軸に沿ってスラスト方向にスライド移動可能に設けられているため、ディスプレイを有する小型．薄型の可搬送型パーソナルコンピュータなどある程度幅のあるデバイスに組み込むことは可能であるが、例えば、携帯電話などのように幅の小さな携帯機器に組み込むには適しない。

本発明は、例えば、携帯電話機など小型ディスプレイを有する携帯機器の主に角部に用い、手のひらで機器を支え、親指や人差し指だけで、上下・左右・決定といった動作を実行することができ、機器自体の上下左右ボタン等を不要にすることができる入力装置を提供することを目的とする。

本発明の携帯機器は、ディスプレイを備える携帯機器において、上記携帯機器の筐体に備えられた第１の変位軸と、上記第１の変位軸を中心に変位する第１の変位手段と、上記第１の変位手段の変位量を検出する第１の検出手段と、上記第１の変位手段に備えられた第２の変位軸と、上記第２の変位軸を中心に変位する第２の変位手段と、上記第２の変位手段の変位量を検出する第２の検出手段と、上記第１の検出手段の検出結果と上記第２の検出手段の検出結果とに基づいて上記ディスプレイの表示を変更する表示制御手段とを備えたことを特徴とする。

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また、本発明の入力装置は、第１の変位軸を中心に変位可能な変位入力手段と、上記の変位入力手段の変位を検出する第1の検出手段と、上記第1の回転軸を中心とした上記変位入力手段の変位方向とは異なる第２の変位方向へ上記変位入力手段を変位可能とする第２の変位軸手段と、上記変位入力手段の上記第２の変位軸手段による変位を検出する第２の検出手段とを備えたことを特徴とする。

本発明の携帯機器は、筐体に備えられた第１の変位軸を中心に変位する第１の変位手段に備えられた第２の変位軸に、第２の変位軸を中心に変位する第２の変位手段が設けられているので、第２の変位手段を第１の変位軸を中心に変位と第２の変位軸を中心に変位させることができる。そのため、小型携帯機器の場合、手のひらで携帯機器を支え、親指や人差し指だけで、第２の変位手段を操作してディスプレイ上のカーソルの上下・左右の設定と決定といった動作を実行できる。

また、本発明の入力装置は、第１の変位軸を中心に変位可能な変位入力手段の変位を検出する第1の検出手段と、第1の変位軸を中心とした変位入力手段の変位方向とは異なる第２の変位方向へ変位入力手段を変位可能とする第２の変位軸手段による変位を検出する第２の検出手段とを備えているので、第２の変位軸手段により第１の変位軸を中心とする変位と第２の変位方向へ変位をさせることができる。このため第２の変位手段の操作によりディスプレイ上のカーソルの上下・左右の設定と決定といった動作を実行できる。

本発明の入力装置をディスプレイを有する小型の携帯機器に適用した実施例について図面を用いて説明する。

図１に本発明の実施例に係るジョグダイヤル入力装置が設けられたディスプレイを有する小型の携帯機器を、図２にジョグダイヤル入力装置の外形を、図３にジョグダイヤル入力装置の構成を、図４にジョグダイヤルの回転信号検出方法を、図５にシグナルフローを示す。

図１について、このディスプレイを有する小型の携帯機器１は、その筐体２の前面の上部及び下部にディスプレイ３及び複数の操作ボタン（キー）４があり、筐体２の上部右角部に所定の角度回転可能に支持された本発明のジョグダイヤル入力装置１０が設けられている。

図２、図３について、上記ジョグダイヤル入力装置１０は、円筒状のジョグダイヤル部分１１と、このジョグダイヤル部分１１全体を回動可能に支持する回動可能なフレーム２１を有する。

ジョグダイヤル部分１１は、円筒状のジョグダイヤル１２と、ジョグダイヤル１２の両端を支持する軸３ａ、１３ｂを有するジョグダイヤル支持アーム１４ａ、１４ｂと、ジョグダイヤル１２の矢印Ａ方向（図１）の回転量を検出するため第１の回転量検出器１５（図４）と、ジョグダイヤル１２のプッシュ動作を検出するプッシュ動作検出部（プッシュスイッチ）１９を有する。

回動可能なフレーム２１は、矩形板２２の左右に設けられた、上記ジョグダイヤル支持アーム１４ａ、１４ｂの下端部が挿入される縦方向の孔２４ａ、２４ｂを有する上向のアーム支持部２３ａ、２３ｂと、矩形板２２に前後に設けられた軸孔２６ａ、２６ｂを下部に有する脚部２５ａ、２５ｂと、軸孔２６ａ、２６ｂに挿通されフレーム２１を回動可能に支持するジョグダイヤル１２の軸方向と直交する方向の軸２７ａ、２７ｂとからなり、矩形板２２とアーム支持部２３ａ、２３ｂと脚部２５ａ、２５ｂは一体に形成されている。また、上記軸２７ａ、２７ｂにはジョグダイヤル１２の矢印Ｂ方向（図１）の回転量（スライド量）を検出するための第２の回転量検出器（図示省略）が設けられている。なお、フレーム２１を回動可能に支持する軸２７ａ、２７ｂは、携帯機器１の筐体２側に形成するか、筐体２内に取付け可能な例えば、断面コ字形部材（図示省略）の両端部に設けてフレーム２１を回動可能に支持する。

上記第１の回転量検出器１５は、図４に示すようにジョグダイヤル１２の内部に設けられた複数の孔１６ａを有する回転検出板（エンコーダ）１６と、上記ジョグダイヤルの軸１３ａ及び１３ｂの偏心位置に設けられた光出力部１７及び受光部１８とからなり、回転検出板１６の複数の孔１６ａは光出力部１７からの光を遮断させたり通過させたりするように設けられ、マウスのエンコーダのように回転検出板１６の回転によりＯＮ／ＯＦＦする回転信号を検出し、ジョグダイヤル１２の矢印Ａ方向（図１）の回転量を計測する。

上記第２の回転量検出器（図示省略）は、フレーム２１の脚部２５ａ，２５ｂ間に一体に設けられた軸２７ａ、２７ｂを中心として回動する内部に複数の孔を有する回転検出板２９を有する筒状部材２８と、第１の回転量検出器１５と同様に軸２７ａ、２７ｂに設けられた光出力部及び受光部で構成されており、矢印Ｂ方向（図１）の回転信号を検出する。

プッシュ動作検出部１９（図３）は、アーム支持部２２ａの孔２３ａの底部とジョグダイヤル支持アーム１４ａの下端面との間に設けられており、ジョグダイヤル１２のプッシュにより押し下げられるジョグダイヤル支持アーム１４ａの下端面により押圧されて動作する。なお、他方のジョグダイヤル支持アーム１４ｂの下端部はジョグダイヤル１２のプッシュ動作が可能なようにアーム支持部２３ｂの孔２４ｂに取付けられている。また、ジョグダイヤル支持アーム１４ａ、１４ｂは、ばね等により常時上方に付勢されると共にアーム支持部２２ａ、２２ｂの孔２３ａ、２３ｂから脱着しないようにしてある。

図５について、上記第1の回転量検出器１５と第２の回転量検出器（図示省略）の出力信号及びプッシュ動作検出部１９の出力信号は、それぞれ、携帯機器１のＣＰＵ５に入力し、第１、第２の回転量検出器からの２軸分の信号とプッシュ動作のＯＮ／ＯＦＦ信号が携帯機器１のマイコン５で検出され、その情報を元に、ＣＰＵ５でディスプレイ３に応じた変化量や機能に情報を変換し、その変化を従来のジョグダイヤル入力装置を有する機器同様にディスプレイ３上や携帯機器１の内部情報に反映させる。

ジョグダイヤル入力装置１０によるディスプレイ３のカーソルのＸ／Ｙ位置の入力は、まずジョグダイヤル１２を図１の矢印Ａ方向に回転させてその回転量によりディスプレイ上のカーソルのＹ軸方向位置を設定し、次いでジョグダイヤル１２を矢印Ｂ方向に回転（スライド）させてそのスライド量（回転量）によりディスプレイ３のカーソルのＸ軸方向位置を設定する。そしてジョグダイヤル１２を矢印Ｃ方向にプッシュすることで設定されたカーソルのＸ／Ｙ位置を入力する。

このジョグダイヤル入力装置１０は、図１のようにディスプレイを有する小型の携帯機器１の上部の角部に設けられているので、手のひらで携帯機器１を支え、親指や人差し指だけで、カーソルの上下・左右の設定と決定といった動作を実行することができる。

このジョグダイヤル入力装置１０は、従来ジョグダイヤルのスライドを矢印Ｂ方向の回転に変えて小型化を可能にしたことを特徴とするものであり、矢印Ｂ方向に回転可能とする回転部の構成やこの回転量を検出する第２の回転量検出器の構成などは実施例に限定されるものでない。
＜アプリケーションレベルの使用例＞
以下に、本発明のアプリケーションレベルの使用例について説明する。
（１）携帯電話機などの小型ディスプレイ上では、現在ｉ−ＭＯＤＥなどによるＷＥＢブラウザの機能が実現されており、その中で、容易に選択したい項目を選ぶインターフェースが必要とされている。現状では、上下左右ボタン・決定ボタンなどの独立した、しかもＯＮ／ＯＦＦ情報しか認識できないインターフェースが殆どである。

図６に小型携帯機器におけるディスプレイの調べたい項目を選択する場合の画面例を示す。この小型携帯機器に本発明のジョグダイヤル入力装置を用いれば、上記実施例のように携帯機器の角部のスペースを有効に活用した上で、指先を一箇所に接したまま、上下左右・プッシュ動作を行えるため、マウスのように容易な入力が可能となる。
（２）図７に電子手帳の画面例を示す。ＰＤＡ・電子手帳・超小型パソコンなどのやや大きめのディスプレイを有する携帯機器ではターゲットに対するデジタル的な動きではなく、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）でのマウスターゲットのようなアナログ的な動きを必要とする場合もある。この場合、２軸の変化量のアナログ値をＸ／Ｙ軸に対応させ、クリック動作をプッシュ動作に割り当てることで、角部と言う比較的無駄となっているが、手がよく触れる部分を有効に使って、マウスのような機能が実現できる。これにより、スタイラスペンなどを不要にすることができる。

実施例に係る携帯機器を示す斜視図。 ジョグダイヤル入力装置を示す斜視図。 ジョグダイヤル部分のプッシュ動作検出部の構成説明図。 ジョグダイヤル部分の回転量検出器の構成説明図。 シグナルフロー図。 携帯電話機などの小型ディスプレイの画面例を示す図。 ＰＤＡ・電子手帳・超小型パソコンなどのやや大きめのディスプレイの画面例を示す図。 従来例に係るジョグダイヤル入力装置を有するキーボードを示す斜視図。

符号の説明

１…ディスプレイを有する携帯機器 ３…ディスプレイ ４…操作ボタン（キー） １０…ジョグダイヤル入力装置 １１…ジョグダイヤル部分 １２…ジョグダイヤル １３ａ、１３ｂ…ジョグダイヤル支持軸 １４ａ，１４ｂ…ジョグダイヤル支持アーム １５…第１の回転量検出器 １６…回転検出板 １７…光出力部 １８…受光部 １９…プッシュ動作検出部（プッシュスイッチ） ２１…回動可能なフレーム ２３ａ、２３ｂ…アーム支持部 ２４ａ、２４ｂ ２５ａ、２５ｂ…脚部 ２６ａ、２６ｂ…軸孔 ２７ａ、２７ｂ…軸 ２８…筒状部材 ２９…第２の回転量検出器の回転検出板 ３０…従来ジョグダイヤル入力装置 ３１…ジョグダイヤル ３２…回転の軸。

Claims (11)

1. ディスプレイを備える携帯機器において、
   上記携帯機器の筐体に備えられた第１の変位軸と、
   上記第１の変位軸を中心に変位する第１の変位手段と、
   上記第１の変位手段の変位量を検出する第１の検出手段と、
   上記第１の変位手段に備えられた第２の変位軸と、
   上記第２の変位軸を中心に変位する第２の変位手段と、
   上記第２の変位手段の変位量を検出する第２の検出手段と、
   上記第１の検出手段の検出結果と上記第２の検出手段の検出結果とに基づいて上記ディスプレイの表示を変更する表示制御手段と
   を備える携帯機器。
2. 上記表示制御手段は、
   上記ディスプレイにポインタを表示するとともに、
   上記第１の検出手段の検出結果と上記第２の検出手段の検出結果とに基づいて上記ポインタのディスプレイ上の表示位置を変更する第１項記載の携帯機器。
3. 上記第２の変位手段は、上記第２の変位軸を中心に回転変位する第１項記載の携帯機器。
4. 上記第２の変位手段の上記第２の変位軸を中心にした変位方向とは異なる方向への変位を検出する第３の変位検出手段を更に備える第１項記載の携帯機器。
5. 上記第１の変位軸と上記第２の変位軸とは直交する第１項記載の携帯機器。
6. 第１の変位軸を中心に変位可能な変位入力手段と、
   上記の変位入力手段の変位を検出する第1の検出手段と、
   上記第1の回転軸を中心とした上記変位入力手段の変位方向とは異なる第２の変位方向へ上記変位入力手段を変位可能とする第２の変位軸手段と、
   上記変位入力手段の上記第２の変位軸手段による変位を検出する第２の検出手段と
   を備える入力装置。
7. 上記第1の検出手段は上記変位入力手段の変位量を更に検出する第６項記載の入力装置。
8. 上記第２の検出手段は上記変位入力手段の変位量を更に検出する第６項記載の入力装置。
9. 上記第２の変位軸手段による上記変位入力手段の変位方向と上記第１の変位軸を中心とする上記変位入力手段の変位方向とは直交する第６項記載の入力装置。
10. 上記変位軸手段による上記変位入力手段の変位は、上記変位軸手段を回転中心軸とした変位である第６項記載の入力装置。
11. 上記変位入力手段の押圧を検出する第３の検出手段を更に備える第６項記載の入力装置。