JP2007114926A - 電子機器に搭載可能な入力デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】ズームキーの役割を、トラックボール状の座標入力装置に持たせる、電子機器に搭載可能な入力デバイスの提供。
【解決手段】固定部に対して中心が移動しないようにされた回転が自在な球状の部材と、前記球状部材が直交する二軸方向にする回転を検知する検知手段と、前記検知手段からの情報を、前記電子機器の信号処理回路に送ることができる、トラックボールシステムを持つ時、任意の１軸方向の回転と、中心が移動しない自由な回転とが切り替えられる。
【選択図】図１

Description

本発明は電子機器に搭載可能な入力デバイスに関し、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の電子機器における座標入力装置に関する。

従来のトラックボールやマウスといったボールを持つ座標入力装置において、ボールは本体内の球面凹部に任意の方向に回転自在に保持されている。ボールの回転方向及び回転量は、球面凹部内に設けられている回転感知部によって検出される。上述した従来のトラックボールでは、ボールを利用者の手で任意の方向に任意の回転を行うことができる。このトラックボールを使用して任意の方向にまっすぐにカーソルを移動させる場合には、利用者はボールを一方向にだけ回転させなければならない。しかしながら、あらゆる方向に回転可能なボールを利用者の手によって一方向に直線的に相当量回転させることはきわめて困難である。

このようにボールを用いた座標入力装置において一方向に回転を行う方法として、特許文献１では中心部を通り表面からもう一方の表面へ直線で突き抜ける貫通孔が設けられたボールと、前記ボールの直径より大きな直径の中空部分を有する中空円盤と、前記中空円盤の内壁に両端が固定され前記貫通孔の直径より小さい直径を有し前記貫通孔を貫通する回転軸と、球面凹部を中央部に有する筺体の球面外側部周囲に設けられた上部横溝部と、前記上部横溝部の上璧と下璧に同じ数だけ前記中空円盤の円盤部分を挟むようにして配置されたベアリングと、外部に設けられた固定スイッチの指示を受けて前記上部横溝内壁から前記中空円盤の外周璧にむかって突出し、前記中空円盤外周璧を押し付け、前記中空円盤の回転を停止固定させるストッパーを用いて、ボールの回転を一軸方向にしている。
特開平５−２７８９９号公報

しかし、特許文献１に示されたトラックボールでは、１軸方向に回転を抑制することはできるが、どの一軸方向に抑制するかを使用者が決めることができない。特に、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置のズームを指示するズームキーと、それらの機器のメニュー等を操作するトラックボール状の座標入力装置を兼用したい時には、ボールの回転が、２軸方向に自在な回転と、使用者の決めた一軸方向の回転が切り替わらないと適切な操作ができない。

また、トラックボールの回転は２軸方向に自由なままで、電子的に１軸方向の回転検出を行わないような手法も考えられるが、このような手法では従来のデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラの操作方法との違和感が大きく適切なズーム操作が行えない。

したがって本発明では、前述したズームキーの役割を、トラックボール状の座標入力装置に持たせるために、トラックボール状の座標入力装置がボールの回転を一定の一軸方向にすることができる電子機器を提供し、操作部の省スペース化によって電子機器本体の小型化を達成することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明における電子機器に搭載可能な入力デバイスは、
トラックボール状の回転自在な球状部材を用い、前記球状部材の回転量及び回転方向を検知する回転検知手段を有し、前記球状部材が自由に回転する状態と、任意の一円周方向に回転する状態の二つの状態を持ち、前記電子機器のモードに応じて、前記球状部材の二つの状態を切り替え制御可能な制御手段を有することを特徴としている。

また、本発明における電子機器に搭載可能な入力デバイスは、前記球状の部材の中心軸と球状の部材の表面が交わる２点に被誘導部材が設置され、前記固定部に前記被誘導部材を自在に誘導することができる誘導部材を備えたことを特徴としている。

また、本発明における電子機器に搭載可能な入力デバイスは、前記被誘導部材が高い透磁率を持つ強磁性体で、前記誘導部材が電磁石であることを特徴としている。

また、本発明における電子機器に搭載可能な入力デバイスは、前記球状の部材の中心軸と球状の部材の表面が交わる２点に、中心部が１軸方向に回転自由な環状のベアリングの中心部が前記球状部材と接触できるようにそれぞれ配置され、前記ベアリングは前記球状部材との接触と非接触を前記ベアリングの位置によって制御可能であることを特徴としている。

また、本発明における電子機器に搭載可能な入力デバイスは、前記電子機器が可動なレンズ部をもつ撮像装置で、前記球状の部材が１軸方向に回転をする時、前記球状の部材における１軸方向の回転の情報が、前記レンズ部の移動を行い、ズームを指示する情報となることを特徴としている。

また、本発明における電子機器に搭載可能な入力デバイスは、前記電子機器が情報の表示部を持ち、前記球状の部材が１軸方向に回転をする時、前記球状の部材における１軸方向の回転の情報が、前記電子機器で表示される情報の制御情報になることを特徴としている。

また、本発明における電子機器に搭載可能な入力デバイスは、前記電子機器に表示される情報が画像情報であり、前記球状の部材における１軸方向の回転の情報が、前記画像情報の表示面積の拡大・縮小・移動の制御情報となることを特徴としている。

このように本発明では、トラックボール状の入力デバイスが、ボールの回転を一定の一軸方向にすることができる電子機器を提供し、操作部の省スペース化によって電子機器本体の小型化を達成することができる。１軸に回転を抑制することで、電子機器の使用者が、従来の操作方法と違和感なく、ズーム操作などを行うことが可能である。

以下、添付図面に従って本発明に係わる電子機器に搭載可能な入力デバイスについて、デジタルビデオカメラのズームトラックボール部を用いて説明する。

図１に本発明を適用したデジタルビデオカメラの一例の外観斜視図を示す。また、図２には本発明を適用したデジタルビデオカメラ１０１の内部構成を示すブロック図を示す。

デジタルビデオカメラ１０１はレンズ部１０２から入射した光を撮像素子２０１で光電変換し、信号処理回路２０２に出力する。レンズ部１０２は電子カムを利用した構成を用い、レンズ駆動方式としてインナーフォーカス方式をとる。レンズ系は４群からなり、光軸前方からフォーカシング群２０３、バリエーター２０４、コンペンセーター２０５、リレーレンズ２０６で構成されている。インナーフォーカス方式では、バリエーター２０４とコンペンセーター２０５をモーター制御部２０７で制御されたモーター２０８で駆動し、これらレンズ駆動を電子カム方式で制御している。フォーカシング群２０３とリレーレンズ２０６は固定である。これらレンズ系の制御はレンズ制御部２０９で行う。

撮影条件等を使用者が表示部１０３を見ながら選択できるように、選択メニューを表示部１０３に表示するような処理を表示処理部２１０で行う。選択メニュー内でのカーソルの移動は、ズームトラックボール１０４をトラックボールとして使用することで行い、メニューの決定は決定ボタン１０５を用いて行う。

図３と図４には本実施例で用いたズームトラックボール部の詳細図を示す。ズームトラックボール部は、一般的なトラックボールと同様にデジタルビデオカメラ１０１の筐体に設けられた球面状の凹部３０１に、球形のボール３０２が一部表面に覗くような状態で収まっている。前記のボール３０２には一般的なトラックボールやマウスと同様のＸ方向とＹ方向の回転検出部４０１・４０２がＸＹ２軸方向の回転を検出するように設置され、これら２つの回転検出部４０１・４０２と回転ローラー支持部３０３によって支えられて回転自在になっている。

また、Ｘ方向の回転検出部４０１には、ボール３０２がある負荷以上の押圧で押された時に反応するプッシュスイッチ４０３が設置されている。このボール３０２はゴム製であるが、ボール３０２の或る１本の中心軸とボール３０２の表面が交差する部分に強磁性体合金でできた鋲３０４が打ち込まれて、鋲３０４の表面とボール３０２の表面は一様な球面を形成している。

また、前記球面状の凹部３０１のデジタルビデオカメラ１０１筐体側内部には、凹部３０１の球面の中心を通る１軸上に、ボール３０２をはさんで２箇所の電磁石３０５が設置されている。ＸＹ２方向の回転検出部４０１・４０２、プッシュスイッチ４０３と電磁石３０５はシステムコントロールマイコン２１１に接続され、図４におけるシステムコントロールマイコン２１１を除いた部分が、図１・図２におけるズームトラックボール部１０４である。

デジタルビデオカメラ１０１は撮影モードと再生モードを持ち、モード切り替えボタン１０８で切り替えを行う。

図５にはデジタルビデオカメラ１０１が撮影モード時のズームトラックボール部１０４の切り替えに係わるフローチャートを示す。Ｓ５０１で撮影モードがスタートすると、Ｓ５０２でズームトラックボール部１０４の電磁石３０５が働く。そして、Ｓ５０３でデジタルビデオカメラ１０１の使用者によってメニューボタン１０６が押されると、システムコントロールマイコン２１１から表示処理部２１０に対し、Ｓ５０４でメニュー選択画面を表示部１０３に表示するように指示をし、表示部１０３にメニュー選択画面を表示する。

そして、Ｓ５０５でズームトラックボール部１０４の電磁石３０５をオフにし、ズームトラックボール部１０４を一般的なトラックボールと同様に自在な回転を行えるようにする。そして、Ｓ５０６においてメニュー選択画面では画面内の選択をカーソルの移動で行い、カーソルの移動にはズームトラックボール部１０４を用い、カーソルで選んだメニューの決定には決定ボタン１０５を用いる。

使用者が希望するメニューの設定が終了した後、Ｓ５０７でメニューボタン１０６を押してメニュー選択画面をオフにすると、Ｓ５０８で再びズームトラックボール部１０４の電磁石３０５が働きズームを駆動することが可能になる。決定ボタン１０５のかわりに、ボール３０２自体を押圧することで反応するプッシュスイッチ４０３を用いれば、決定ボタンは必要なくなり、より省スペースな筐体を実現することができる。

メニュー選択画面がオフの状態では、ズームトラックボール部１０４の電磁石３０５が働いているため、ボール３０２の表面に配された２箇所の強磁性体合金の鋲３０４が電磁石３０５に引き寄せられる。ボール表面の鋲３０４は電磁石に引き寄せられるものの、２箇所の回転検出部４０１・４０２と１箇所の回転支持ローラー３０３により、デジタルビデオカメラ１０１の凹部３０１表面に張り付いてしまうことは無く、ボール３０２は２つの電磁石３０５とボール３０２表面２箇所の鋲３０４で結ばれた１軸を中心とした回転のみを行う。

また、２箇所の鋲３０４を結ぶ軸と、２つの電磁石３０５を結ぶ軸が直交しているときは鋲３０４が電磁石３０５に引き寄せられないという懸念があるが、デジタルビデオカメラ１０１の筐体が微動することにより、そのような直交状態は回避される。実際の使用状況を考えると筐体が微動だにしない状態は考えにくく、通常の使用状況で前述のように鋲３０４と電磁石３０５が直交した状態が続く可能性はほとんどない。

デジタルビデオカメラ１０１の使用者は、デジタルビデオカメラ１０１の性能の範囲内で任意の倍率に変倍して撮影を行う。この変倍作業を、デジタルビデオカメラ１０１の使用者はズームトラックボール部１０４の回転を用いて操作する。従来のビデオカメラでは或る中心軸をはさんで２方向に傾倒するシーソースイッチを用い、前記の２方向をレンズの広角側と望遠側として設定し、広角側にシーソースイッチが傾倒された時は、バリエーター２０４が光軸前方に移動し、ズーム位置や被写体深度に適合したカム軌跡を、システムコントロールマイコン内に記憶したカム軌跡から選択して、コンペンセーター２０５をモーター２０８によって制御し、撮像素子２０１に結像する像を広角に対応させていた。また、望遠側にシーソースイッチが傾倒された時は、バリエーター２０４が光軸後方に移動し、広角時と同様にカム軌跡をシステムコントロールマイコンから選択して、コンペンセーター２０５を適切な位置に移動することで、撮像素子２０１に結像する像を望遠に対応させていた。

本発明のズームトラックボール部１０４では、従来のビデオカメラで用いられていたシーソースイッチの役割をズームトラックボール部１０４に担わせることができる。具体的には、ボール３０２が電磁石３０５を通る１軸を中心に回転するため、１方向への回転と、その逆方向への回転の２方向をレンズの広角側と望遠側として設定し、広角側にボール３０２が回転された時は、バリエーター２０４が光軸前方に移動し、ズーム位置や被写体深度に適合したカム軌跡を、システムコントロールマイコン２１１内に記憶したカム軌跡から選択して、コンペンセーター２０５をモーター２０８によって制御し、撮像素子２０１に結像する像を広角に対応させていた。

また、望遠側にボール３０２が回転された時は、バリエーター２０４が光軸後方に移動し、広角時と同様にカム軌跡をシステムコントロールマイコン２１１から選択して、コンペンセーター２０５を適切な位置に移動することで、撮像素子２０１に結像する像を望遠に対応させることができる。

本実施例では撮影モードと再生モードの２モードを持つデジタルビデオカメラ１０１に付いて詳細に述べたが、モードの種類はこの限りでない。また、トラックボール機能はデジタルビデオカメラの撮影条件設定のみについて述べたが、筐体で実行可能なアプリケーション全てについてズームトラックボールが適用できることは言うまでも無い。

本実施例ではデジタルビデオカメラを取り上げて説明を行ったが、デジタルビデオカメラに限らず、ズームレンズを持つようなすべての電子機器に適用できることは言うまでも無い。

［第２の実施例］
第２の実施例では、主にズームトラックボール部１０４の回転を自在な回転から、１軸方向への回転に抑制する方法について、第１の実施例と異なる例を示す。

図６と図７には第２の実施例におけるデジタルビデオカメラ１０１のズームトラックボール部１０４の詳細を示す。ズームトラックボール部１０４は、一般的なトラックボールと同様にデジタルビデオカメラの筐体に設けられた球面状の凹部３０１に、球形のボール３０２が一部表面に覗くような状態で収まっている。前記のボール３０２には一般的なトラックボールやマウスと同様のＸ方向とＹ方向の回転検出部４０１・４０２がＸＹ２軸方向の回転を検出するように設置され、これら２つの回転検出部４０１・４０２と回転ローラー支持部３０３によって支えられて回転自在になっている。また、Ｘ方向の回転検出部４０１には、ボール３０２がある負荷以上の押圧で押された時に反応するプッシュスイッチ４０３が設置されている。

そして、ボール３０２の中心を通る１軸上のデジタルビデオカメラ１０１筐体側にボール３０２を挟んで２箇所にドーナツ型のボールベアリング６０１が配置してある。２つのボールベアリング６０１は、それぞれのデジタルビデオカメラ１０１筐体側に、ボール３０２の方向へボールベアリング６０１を押し出したり引き戻したりできるソレノイド６０２を持っている。ボールベアリング６０１は前述した通りドーナツ型をしており、内側は回転自由になり、外側がソレノイド６０２に固定され回転しないようになっている。ボールベアリング６０１の内側の回転が自由な部分はソレノイド６０２によってボール３０２に押し付けられた時、ボール３０２が滑らないようにボール３０２と接する部分の面積は大きく、滑り止めが取り付けてある。

第１の実施例と同様、メニュー選択画面ではズームトラックボール部１０４は一般的なトラックボールと同様に、中心が移動しない状態で回転自由である必要があり、ボールベアリング６０１はボール３０２から離れた状態になっている。

メニュー選択画面がオフの状態では、第１の実施例と同様にズームトラックボール部１０４は１軸を中心とした回転を行い、ズームキーとして使用できる必要がある。そのため、本実施例では、メニューキーがオフの状態では、２つのボールベアリング６０１がソレノイド６０２によってボール３０２に押し付けられる。ズームトラックボール部１０４のボール３０２は両脇からボールベアリング６０１で挟まれているため、ボールベアリング６０１の回転軸を中心とした回転方向のみで回転し、第１の実施例と同様に、デジタルビデオカメラ１０１の使用者はズームを駆動させることができる。

第１の実施形態におけるデジタルビデオカメラの外観斜視図 第１の実施形態におけるデジタルビデオカメラの概略の内部構成を示す図 第１の実施形態におけるズームトラックボール部の断面図 第１の実施形態におけるズームトラックボール部の断面図 第１の実施形態におけるズームトラックボール部の切り替えに係わるフローチャート 第２の実施形態におけるズームトラックボール部の断面図 第２の実施形態におけるズームトラックボール部の断面図

符号の説明

３０１ デジタルビデオカメラ本体に設けられた凹部
３０２ ボール
３０３ 回転支持ローラー
３０４ 強磁性体合金製の鋲
３０５ 電磁石
４０１ Ｘ方向回転検出部
４０２ Ｙ方向回転検出部
４０３ プッシュスイッチ
６０１ ボールベアリング
６０２ ソレノイド

Claims (7)

1. トラックボール状の回転自在な球状部材を用いる、電子機器に搭載可能な入力デバイスにおいて、前記球状部材の回転量及び回転方向を検知する回転検知手段を有し、前記球状部材が自由に回転する状態と、任意の一円周方向に回転する状態の二つの状態を持ち、前記電子機器のモードに応じて、前記球状部材の二つの状態を切り替え制御可能な制御手段を有することを特徴とする、電子機器に搭載可能な入力デバイス。
2. 請求項１記載の電子機器に搭載可能な入力デバイスにおいて、前記球状の部材の中心軸と球状の部材の表面が交わる２点に被誘導部材が設置され、前記固定部に前記被誘導部材を自在に誘導することができる誘導部材を備えたことを特徴とする、電子機器に搭載可能な入力デバイス。
3. 請求項２記載の電子機器に搭載可能な入力デバイスにおいて、前記被誘導部材が高い透磁率を持つ強磁性体で、前記誘導部材が電磁石であることを特徴とする、電子機器に搭載可能な入力デバイス。
4. 請求項１記載の電子機器に搭載可能な入力デバイスにおいて、前記球状の部材の中心軸と球状の部材の表面が交わる２点に、中心部が１軸方向に回転自由な環状のベアリングの中心部が前記球状部材と接触できるようにそれぞれ配置され、前記ベアリングは前記球状部材との接触と非接触を前記ベアリングの位置によって制御可能であることを特徴とする、電子機器に搭載可能な入力デバイス。
5. 請求項１から４いずれか記載の電子機器に搭載可能な入力デバイスにおいて、前記電子機器が可動なレンズ部をもつ撮像装置で、前記球状の部材が１軸方向に回転をする時、前記球状の部材における１軸方向の回転の情報が、前記レンズ部の移動を行い、ズームを指示する情報となることを特徴とする、電子機器に搭載可能な入力デバイス。
6. 請求項１から４いずれか記載の電子機器に搭載可能な入力デバイスにおいて、前記電子機器が情報の表示部を持ち、前記球状の部材が１軸方向に回転をする時、前記球状の部材における１軸方向の回転の情報が、前記電子機器で表示される情報の制御情報になることを特徴とする、電子機器に搭載可能な入力デバイス。
7. 請求項６記載の電子機器に搭載可能な入力デバイスにおいて、前記電子機器に表示される情報が画像情報であり、前記球状の部材における１軸方向の回転の情報が、前記画像情報の表示面積の拡大・縮小・移動の制御情報となることを特徴とする、電子機器に搭載可能な入力デバイス。