JP2008140225A - Three-dimensional motion input device - Google Patents

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JP2008140225A JP2006326790A JP2006326790A JP2008140225A JP 2008140225 A JP2008140225 A JP 2008140225A JP 2006326790 A JP2006326790 A JP 2006326790A JP 2006326790 A JP2006326790 A JP 2006326790A JP 2008140225 A JP2008140225 A JP 2008140225A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To facilitate input of three-dimensional motion, in a structure of a three-dimensional motion input device. <P>SOLUTION: An annular groove 10 is formed in the upper face of a case 4 of a motion commander 2, and a trackball 16 and an inputting ring 14 of the 3D motion are disposed thereinside. 2D motion is inputted by the trackball 16, and the four-axis 3D motion except the 2D motion is inputted by operation of the ring 14. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は3次元モーション入力器の構造に関する。   The present invention relates to a structure of a three-dimensional motion input device.

特許文献1は、リングにスリットを設けて、スリットを通過した光を検出することにより、スリットの向きを検出することを開示している。そしてリングをベースに対して3次元モーション可能にすると、リングの6軸のモーションを6個のスリットで検出し、3次元モーションを入力できる。しかしながらリングに対して6軸を意識しながらモーションを入力することは難しい。そこで発明者は、6軸のモーションの入力が容易で、かつ人間工学的にも優れた3次元モーション入力器を開発し、この発明に到った。
特公平4−57202
Patent Document 1 discloses that a slit is provided in a ring and the direction of the slit is detected by detecting light that has passed through the slit. If the ring can be three-dimensionally moved with respect to the base, the six-axis motion of the ring can be detected by the six slits, and the three-dimensional motion can be input. However, it is difficult to input motion while conscious of 6 axes with respect to the ring. Therefore, the inventor has developed a three-dimensional motion input device that is easy to input six-axis motion and excellent in ergonomics, and has arrived at the present invention.
4-57202

この発明の課題は、3次元モーションの入力を容易にすることにある。   An object of the present invention is to facilitate input of three-dimensional motion.

この発明は、ケースの上面に、2次元モーションの入力部を設けると共に、該入力部を取り巻くように、前記2次元モーションを除く3次元モーションを入力するためのリング状の入力部を設け、さらに前記リング上面よりも周囲のケース上面を低くした3次元モーション入力器にある。なお以下では、3次元モーションを3Dモーションと、2次元モーションを2Dモーションと略記する。   The present invention provides a two-dimensional motion input section on the upper surface of the case, and a ring-shaped input section for inputting a three-dimensional motion excluding the two-dimensional motion so as to surround the input section. In the three-dimensional motion input device, the upper surface of the surrounding case is lower than the upper surface of the ring. In the following, 3D motion is abbreviated as 3D motion, and 2D motion is abbreviated as 2D motion.

好ましくは、前記3Dモーションの入力部の周囲にキー配列を設ける。
より好ましくは、前記キー配列と3Dモーションの入力部との間に、3Dモーションの入力部を取り巻く溝を設ける。
特に好ましくは、前記3Dモーションの入力部のリング上面の高さを、溝の周囲のケース上面の高さとほぼ等しくする。ほぼ等しくとは人の手のひら等のサイズを基準として実質的に等しくとの意味であり、例えば両者の高さの差を±10mm以下、より好ましくは±5mm以下とする。
好ましくは、前記2Dモーション入力部がトラックボールで、そのボールの頂部を3Dモーションの入力部のリングよりも高くする。
Preferably, a key arrangement is provided around the 3D motion input unit.
More preferably, a groove surrounding the 3D motion input unit is provided between the key arrangement and the 3D motion input unit.
Particularly preferably, the height of the ring upper surface of the input portion of the 3D motion is substantially equal to the height of the upper surface of the case around the groove. “Substantially equal” means substantially equal with respect to the size of a person's palm or the like. For example, the height difference between the two is ± 10 mm or less, more preferably ± 5 mm or less.
Preferably, the 2D motion input unit is a trackball, and the top of the ball is higher than the ring of the 3D motion input unit.

好ましくは、前記3Dモーションの入力部を、
・ リングをハウジングの上面に対して傾斜させること、
・ リングをハウジングに垂直な軸回りに回動させること、
・ 及びリングをハウジングから引っ張りもしくはハウジングへ押し込むことに応じて、前記2Dモーションを除く4軸の3Dモーションを入力するように構成する。
Preferably, the input part of the 3D motion is
Tilting the ring with respect to the upper surface of the housing,
Rotating the ring around an axis perpendicular to the housing,
And 4D 3D motion excluding the 2D motion is input in response to pulling or pushing the ring from the housing.

好ましくは、前記ケースの両側面の中央下部に窪みを設ける。
好ましくは、ケース上面を手前が低く先端が高くなるように傾斜させ、ケースの手前端部からケース上面にかけて、ケース手前側をカットした傾斜面からなるパームレストを設けると共に、ケース先端付近に前記キー配列とは別の第2のキー配列を設ける。
Preferably, a dent is provided in the lower center of both side surfaces of the case.
Preferably, the upper surface of the case is inclined so that the front end is low and the front end is high, and a palm rest is provided that has an inclined surface that is cut from the front side of the case from the front end portion of the case to the top surface of the case. A second key arrangement different from the above is provided.

この発明では、2Dモーションと、該2Dモーションを除く3Dモーションとを、別の入力部から入力できるので、1つの入力部から3Dの6軸のモーション全部を入力する場合よりも、入力が容易である。また2Dモーションの入力部を取り巻くように、3Dモーション入力部を設けているので、指や手のひらを僅かに動かすと、2Dモーションと3Dモーションとの入力を切り替えることができる。そして3Dモーションの入力部のリング上面よりも周囲のケース上面を低くするため、トラックボールとリングの高さを低く抑えることができる。   In this invention, since 2D motion and 3D motion excluding the 2D motion can be input from different input units, it is easier to input than when inputting all 3D motions of 3D from one input unit. is there. Also, since the 3D motion input unit is provided so as to surround the 2D motion input unit, the input between the 2D motion and the 3D motion can be switched by slightly moving the finger or the palm. Since the upper surface of the surrounding case is lower than the upper surface of the ring of the 3D motion input unit, the height of the trackball and the ring can be kept low.

3Dモーションの入力部の周囲にキー配列を設けると、指を伸ばしてキーに触れることにより、モーション入力に必要な補助操作を行うことができる。
ここで、キー配列と3Dモーションの入力部との間に、3Dモーションの入力部を取り巻く溝を設けると、溝内に指を入れてリングを操作でき、トラックボールとリングの高さを低く抑えることができる。このため3Dモーション入力部の周囲のキーを操作する際に、手のひら等がリングに当たりにくく、キー操作に支障が生じない。
特に、リング上面の高さを溝の周囲のケース上面の高さとほぼ等しくすると、キーに指先がタッチしている状態で、手のひらはケース上面よりも相当に高くなる。このためトラックボールやリングに当たらずにキーを操作できるので、キー入力が容易で、しかもトラックボールやリングへの誤入力が少ない。
2Dモーション入力部をトラックボールとし、その頂部を周囲のリングよりも高くすると、手のひらでトラックボールを操作でき、しかもこの時、誤って周囲のリングに触れ難い。
If a key arrangement is provided around the 3D motion input unit, an auxiliary operation necessary for motion input can be performed by extending a finger and touching the key.
Here, if a groove surrounding the 3D motion input part is provided between the key arrangement and the 3D motion input part, the ring can be operated by putting a finger in the groove, and the height of the trackball and the ring is kept low. be able to. For this reason, when the keys around the 3D motion input unit are operated, the palm or the like is unlikely to hit the ring, and the key operation is not hindered.
In particular, if the height of the upper surface of the ring is substantially equal to the height of the upper surface of the case around the groove, the palm is considerably higher than the upper surface of the case with the fingertip touching the key. For this reason, since the key can be operated without hitting the trackball or the ring, the key input is easy, and there are few erroneous inputs to the trackball or the ring.
If the 2D motion input unit is a trackball and its top is higher than the surrounding ring, the trackball can be operated with the palm, and at this time, it is difficult to touch the surrounding ring by mistake.

・ リングをハウジングの上面に対して傾斜させること、
・ リングをハウジングに垂直な軸回りに回動すること、
・ 及びリングをハウジングから引っ張りもしくはハウジングへ押し込むことに応じて、4軸のモーションを入力すると、簡単に3Dの4軸のモーションを入力できる。
Tilting the ring with respect to the upper surface of the housing,
Rotating the ring around an axis perpendicular to the housing,
・ By inputting the 4-axis motion in response to pulling or pushing the ring from the housing or into the housing, the 3D 4-axis motion can be easily input.

ケースの両側面の中央下部に窪みを設けると、3Dモーション入力器を持つ際に指を窪みに入れることができ、3Dモーション入力器が持ち易くなる。
ケース上面を手前が低く、先端が高くなるように傾斜させ、ケースの手前端部からケース上面にかけて、ケース手前側をカットしてパームレストとすると、手をパームレストで支持しながら操作できる。ここでケース先端付近に第2のキー配列を設けると、2Dモーション入力部や3Dモーションの入力部とは直接関係の無いキーを、まとめて先端に配置できる。
If a dent is provided in the center lower part of both sides of the case, a finger can be put into the dent when the 3D motion input device is held, and the 3D motion input device is easily held.
If the case upper surface is inclined so that the front side is low and the tip is high, and the case front side is cut from the front end of the case to the case upper surface to form a palm rest, the hand can be operated while being supported by the palm rest. Here, if the second key arrangement is provided near the tip of the case, keys that are not directly related to the 2D motion input unit or the 3D motion input unit can be collectively arranged at the tip.

以下にこの発明を実施するための最良の形態を示すが、これに限るものではない。   The best mode for carrying out the present invention will be described below, but the present invention is not limited to this.

図1〜図17に、実施例のモーションコマンダー2とその変形とを示す。モーションコマンダー2は3Dモーションの入力に用い、4はケースで、上ケース5と下ケース6とから成り、以下図1の下側を手前、上側を先端、図1の左右を左右という。モーションコマンダー2は手前から先端へと高くなるように傾斜しており、手前側には手前の縁から立ち上がる傾斜面があり、これをパームレスト8とする。パームレスト8に続いて、ケース上面中央部に環状の溝10があり、下ケース6の両側面に窪み12がある。12a〜12dは窪み12の傾斜面で、下ケース6の底面は例えば図4に示すように平坦面13a〜13cから成り、このうち平坦面13bは設けなくても良い。   1 to 17 show a motion commander 2 of the embodiment and its modification. The motion commander 2 is used for input of 3D motion, and 4 is a case, which is composed of an upper case 5 and a lower case 6. Hereinafter, the lower side in FIG. The motion commander 2 is inclined so as to increase from the front to the tip, and an inclined surface rising from the front edge is provided on the front side. Following the palm rest 8, there is an annular groove 10 in the center of the upper surface of the case, and there are depressions 12 on both side surfaces of the lower case 6. Reference numerals 12a to 12d denote inclined surfaces of the recess 12, and the bottom surface of the lower case 6 includes flat surfaces 13a to 13c as shown in FIG. 4, for example, and the flat surface 13b may not be provided.

14はリングで、その上面は上ケース5の上面と平行で、16はトラックボール、18は周辺部で、これらは溝10内に例えば同心に存在し、溝10に対して周辺部18が立ち上がり、周辺部18に対してリング14が立ち上がり、さらにトラックボール16の頂面はリング14の上面よりも高い位置にある。またリング14の上面は、周辺の上ケース5の上面とほぼ同じ高さにある。なお図3の右側に示すように、溝10を設けずリング14が周囲のケース上面から直接立ち上がるようにしても良い。   Reference numeral 14 denotes a ring, the upper surface of which is parallel to the upper surface of the upper case 5, 16 is a trackball, 18 is a peripheral portion, which are concentrically in the groove 10, and the peripheral portion 18 rises with respect to the groove 10. The ring 14 rises with respect to the peripheral portion 18, and the top surface of the trackball 16 is higher than the upper surface of the ring 14. The upper surface of the ring 14 is substantially at the same height as the upper surface of the surrounding upper case 5. As shown on the right side of FIG. 3, the ring 14 may rise directly from the upper surface of the surrounding case without providing the groove 10.

20,22はそれぞれキーボードで、それぞれ一群のキーを配列したもので、キーボード20は溝10を取り巻くように、キーボード22は上ケース5の先端側に、配置してある。キーボード20はリング14やトラックボール16の操作に直結した指令を入力し、例えばトラックボール16からの入力の禁止、リング14からの入力の禁止、直前の入力の取消、トラックボール16やリング14の感度の変更などのキーを含んでいる。これらのキーは、リング14やトラックボール16から3Dモーションを入力する過程で常用するキーである。これに対してキーボード22には使用頻度の低いキーや、トラックボール16やリング14の入力とは直結しないメニュー表示や機能呼び出しなどのキーを配置する。   Reference numerals 20 and 22 denote keyboards, each of which is a group of keys. The keyboard 20 is arranged on the front end side of the upper case 5 so as to surround the groove 10. The keyboard 20 inputs a command directly connected to the operation of the ring 14 and the trackball 16, for example, prohibition of input from the trackball 16, prohibition of input from the ring 14, cancellation of the previous input, Includes keys such as sensitivity change. These keys are commonly used in the process of inputting 3D motion from the ring 14 or the trackball 16. On the other hand, the keyboard 22 is provided with keys that are not frequently used, and for menu display and function call that are not directly connected to the input of the trackball 16 or the ring 14.

モーションコマンダー2の使用状態を図5に例示すると、パームレスト8で手のひらを支え、溝10に指の先端を配置して、リング14を指で、トラックボール16を例えば手のひらで操作する。そしてキーボード20に対しては、指を僅かに伸ばすだけでタッチすることができる。またリング14の周囲に溝10があるので、溝10に指を入れてリング14を操作できる。ところでリング14に必要な高さは溝10の底面からの高さで定まり、この高さが低いとリング14を操作しにくい。またリング14の上面を低くすると、トラックボール16の高さも低く抑えることができる。そこで溝10を設けることにより、トラックボール16やリング14の高さを低く抑えることができる。その結果、キーボード20から指令を入力する際には、手のひら等がトラックボール16やリング14に触れないようにできる。なお図5では、人の手をやや小さめに表示してある。   FIG. 5 exemplifies the use state of the motion commander 2. The palm rest 8 supports the palm, the finger tip is disposed in the groove 10, the ring 14 is operated with the finger, and the trackball 16 is operated with the palm, for example. The keyboard 20 can be touched by slightly extending a finger. Further, since the groove 10 is provided around the ring 14, the ring 14 can be operated by inserting a finger into the groove 10. By the way, the height required for the ring 14 is determined by the height from the bottom surface of the groove 10, and it is difficult to operate the ring 14 if this height is low. Further, when the upper surface of the ring 14 is lowered, the height of the trackball 16 can be kept low. Therefore, by providing the groove 10, the height of the trackball 16 and the ring 14 can be kept low. As a result, when a command is input from the keyboard 20, the palm or the like can be prevented from touching the trackball 16 or the ring 14. In FIG. 5, the human hand is displayed slightly smaller.

モーションコマンダー2を持ち運ぶ場合、下ケース6の両側面に窪み12があり、この部分に指を当てることにより、落とさずに簡単に運ぶことができる。   When carrying the motion commander 2, there are dents 12 on both side surfaces of the lower case 6, and it can be easily carried without dropping by applying a finger to this part.

実施例でのトラックボール16は所定の面内の並進モーション、即ちx方向モーションとy方向モーションを入力するためのもので、トラックボール16の場合、溝10に指先を置いた同じ位置で手のひらを用いて操作したりできる。ここで所定の面とは、例えば図17のニットデザイン装置のカラーモニタ72の画面である。しかしながら2Dモーションの入力手段自体は他のものも使用可能で、例えば図6のパッド34の場合、パッドの前後左右の4箇所に触れることにより、2Dモーションを入力できる。リング14はここでは円状にしてあるが、図7のリング14’のように多角形状などにしてもよい。   The trackball 16 in the embodiment is for inputting a translational motion in a predetermined plane, that is, an x-direction motion and a y-direction motion. In the case of the trackball 16, the palm is placed at the same position where the fingertip is placed in the groove 10. And can be operated. Here, the predetermined surface is, for example, the screen of the color monitor 72 of the knit design apparatus of FIG. However, other 2D motion input means can be used. For example, in the case of the pad 34 shown in FIG. 6, the 2D motion can be input by touching the front, rear, left, and right of the pad. Although the ring 14 is circular here, it may be polygonal like a ring 14 'in FIG.

リング32による4軸の3Dモーションの検出を図8〜図11に示す。プラスチックのリング14の下部に基板のリング32が取り付けてあり、ケース4に固定の基板30に対し、例えば3箇所でバネ26により支持されている。28はピンで、基板30に一端を固定され、リング32の長孔29を通過して、リング32の変位範囲を制限する。また基板30には孔35を設けてトラックボール16を収容できるようにする。リング32の周囲に、LED36とPSD(位置検出器)40とを対向するように、基板30に例えば4箇所に設け、その間に位置するようにスリット38,39をリング32に設ける。   Detection of 4-axis 3D motion by the ring 32 is shown in FIGS. A substrate ring 32 is attached to the lower part of the plastic ring 14, and is supported by springs 26 at, for example, three locations with respect to the substrate 30 fixed to the case 4. A pin 28 is fixed at one end to the substrate 30 and passes through the long hole 29 of the ring 32 to limit the displacement range of the ring 32. The substrate 30 is provided with a hole 35 so that the trackball 16 can be accommodated. Around the ring 32, the LED 36 and the PSD (position detector) 40 are provided in, for example, four places on the substrate 30 so as to face each other, and slits 38 and 39 are provided in the ring 32 so as to be positioned therebetween.

図9に示すように、スリット38は3Dモーションの検出用で、リング32が運動すると、LED36からスリット38を通過したビームが上下に移動し、これをPSD40で検出する。スリット39は高さ方向を表すz軸回りの回転θの検出用で、図10に示すように、リング32がz軸回りに回転すると、スリット39を通過したLED光のビームがPSD40に対して左右動するので、θ方向の運動を検出できる。   As shown in FIG. 9, the slit 38 is for detecting 3D motion, and when the ring 32 moves, the beam passing through the slit 38 from the LED 36 moves up and down, and this is detected by the PSD 40. The slit 39 is for detecting the rotation θ around the z axis representing the height direction. As shown in FIG. 10, when the ring 32 rotates around the z axis, the beam of LED light that has passed through the slit 39 is directed to the PSD 40. Since it moves left and right, motion in the θ direction can be detected.

スリット38を3箇所に、スリット39を1箇所に設けることにより、合計3Dの4軸のモーションを検出できる。4個のPSD40の信号と、4軸の運動との対応付けは任意であるが、例えばリング32をz軸方向に引っ張りもしくは押し込むことをz軸方向の運動に対応させる。リング32をz軸回りに回動させることをz軸回りの回転θに対応させる。リング32がx軸方向に沿って傾斜することを、y軸を中心とする回転φに対応させ、y軸に沿って傾斜することをx軸回りの回転ψに対応させると、リング32の操作と入力する運動の種類を自然に対応させることができる。そして2Dモーション、即ちxy方向の運動はトラックボール16で検出できる。以上によって3Dモーションの6軸の運動を検出できる。   By providing the slits 38 at three locations and the slit 39 at one location, a total of 3D four-axis motion can be detected. The correspondence between the signals of the four PSDs 40 and the four-axis motion is arbitrary. For example, pulling or pushing the ring 32 in the z-axis direction corresponds to the z-axis motion. Turning the ring 32 around the z axis corresponds to the rotation θ around the z axis. When the ring 32 tilts along the x-axis direction corresponds to the rotation φ around the y-axis, and the tilt along the y-axis corresponds to the rotation φ around the x-axis, the operation of the ring 32 It is possible to naturally correspond to the type of exercise that is input. 2D motion, that is, motion in the xy direction can be detected by the trackball 16. As described above, 6-axis motion of 3D motion can be detected.

実施例ではLED36を4個用いたが、1個のLEDからの光を例えば光ファイバーで4個のスリット38,39に供給しても良い。またスリットの形状は任意で、例えば図11のスリット41のように、ピンホールを備えたスリット41を用い、1個のスリット41で2方向の運動を検出するようにしても良い。   In the embodiment, four LEDs 36 are used. However, light from one LED may be supplied to the four slits 38 and 39 by an optical fiber, for example. The shape of the slit is arbitrary, and for example, a slit 41 having a pinhole may be used as in the slit 41 of FIG.

モーションコマンダー2をコンパクトにするため、スリット38,39とLED36の間隔を縮めると、リング32を僅かに変位させても、PSD40ではビームの位置が大きく変化する。このため細かな3Dモーションを入力することが難しい。この点を改良した例を図12,図13に示す。図12,図13の50,51はホール素子、52は磁石で、永久磁石でも電磁石でも良い。図12でホール素子50を磁石52に近づけあるいは遠ざけると、ホール素子50が受ける磁界が変化し、これから磁石52に対する高さを検出できる。また図13でホール素子51の一部が磁石52の上部にあるようにすると、リング32をz軸回りに回動させると、ホール素子51のうちで磁石52と重なる部分の面積が変化し、これからz軸回りの回転角θを検出できる。なおホール素子とLEDとを併用しても良く、例えばリング32のz軸回りの回転のみを図10のLED36とPSD40及びスリット39で検出し、それ以外のリング32の傾斜やリング32のz軸方向の並進を図12のホール素子50で検出しても良い。   If the distance between the slits 38 and 39 and the LED 36 is reduced in order to make the motion commander 2 compact, the position of the beam in the PSD 40 changes greatly even if the ring 32 is slightly displaced. For this reason, it is difficult to input fine 3D motion. An example in which this point is improved is shown in FIGS. 12 and 13, 50 and 51 are Hall elements, 52 is a magnet, and may be a permanent magnet or an electromagnet. In FIG. 12, when the Hall element 50 is moved closer to or away from the magnet 52, the magnetic field received by the Hall element 50 changes, and the height relative to the magnet 52 can be detected from this. Further, in FIG. 13, when a part of the Hall element 51 is located above the magnet 52, when the ring 32 is rotated around the z axis, the area of the Hall element 51 that overlaps the magnet 52 changes, From this, the rotation angle θ around the z-axis can be detected. Note that the Hall element and the LED may be used together. For example, only the rotation of the ring 32 around the z axis is detected by the LED 36, PSD 40, and slit 39 in FIG. Directional translation may be detected by the Hall element 50 of FIG.

図14に、トラックボール16によるx,y方向モーションの検出を示す。56,57はローラで、トラックボール16のx方向やy方向の回転を検出する。   FIG. 14 shows detection of motion in the x and y directions by the trackball 16. Reference numerals 56 and 57 denote rollers which detect the rotation of the trackball 16 in the x and y directions.

図15にモーションコマンダー2の付帯回路60を示す。61はモーション計算部で、リング14からz,θ,φ,ψ方向のモーションが入力され、トラックボール16からはx,y方向のモーションが入力される。またキーボード20からは例えばトラックボール16をロックしてx方向やy方向の入力を無効にする、リング14をロックしてリングからの4軸の入力を無効にする、トラックボール16やリング14に対する感度を変更する等の信号が入力される。これらの信号に基づき、モーション計算部61は三角法により、x,y,z,θ,φ,ψの6軸の座標変化を検出する。特にトラックボール16の入力を無効にするキーをキーボード20に設けると、リング14を操作するためにトラックボール16に誤って触れてもトラブルが生じない。   FIG. 15 shows an auxiliary circuit 60 of the motion commander 2. A motion calculation unit 61 receives motion in the z, θ, φ, and ψ directions from the ring 14, and receives motion in the x and y directions from the trackball 16. For example, the keyboard 20 locks the trackball 16 to disable the input in the x direction and the y direction, locks the ring 14 and disables the four-axis input from the ring. A signal for changing the sensitivity is input. Based on these signals, the motion calculation unit 61 detects coordinate changes of six axes of x, y, z, θ, φ, and ψ by trigonometry. In particular, if the keyboard 20 is provided with a key for invalidating the input of the trackball 16, no trouble will occur even if the trackball 16 is accidentally touched to operate the ring 14.

三角法で求めた運動では、リング14やトラックボール16の変位と、3Dモーションの程度が比例する。これに対して、リング14やトラックボール16を僅かに操作した場合には感度を小さくして、不用意にトラックボール16やリング14に触れた際の誤差を除き、かつ微細な3Dモーションの入力を可能にすることが好ましい。またトラックボール16やリング14を大きく操作した場合には、大きな3Dモーションが入力されたものとして、大きなモーションを簡単に入力できるようにすることが好ましい。このような補正をγ補正部62で行い、図16に示すように、三角法計算により3D座標がΔPだけ変化した場合、ΔPが小さな領域では出力を小さく、ΔPが大きな領域では出力を大きくするように非線形化する。インターフェース63はキーボード20,22からの入力と、γ補正部62からの出力とを外部に出力する。例えばキーボード20には直前の入力を取り消すなどのキーがあり、これが操作された場合、その旨をインターフェース63から出力する。   In the motion obtained by the trigonometric method, the displacement of the ring 14 and the trackball 16 is proportional to the degree of 3D motion. On the other hand, when the ring 14 or the trackball 16 is slightly operated, the sensitivity is reduced, an error when the trackball 16 or the ring 14 is inadvertently touched is removed, and a fine 3D motion is input. It is preferable to make possible. Further, when the trackball 16 or the ring 14 is operated largely, it is preferable that a large motion can be easily input on the assumption that a large 3D motion is input. When such correction is performed by the γ correction unit 62 and the 3D coordinate is changed by ΔP by trigonometric calculation as shown in FIG. 16, the output is reduced in a region where ΔP is small and the output is increased in a region where ΔP is large. To make it non-linear. The interface 63 outputs the input from the keyboards 20 and 22 and the output from the γ correction unit 62 to the outside. For example, the keyboard 20 has a key for canceling the previous input, and when this key is operated, the fact is output from the interface 63.

図17にモーションコマンダー2を用いたニットデザイン装置70を示す。71はキーボード,72はカラーモニタ、73はプリンタである。ニットデザイン部80はモーションコマンダー2からの入力やキーボード71等からの入力により、ニット製品、特に衣類をデザインする。ニット製品のデザインデータはデータ変換部81により、編成データと2Dや3Dのシミュレーションデータとの間で変換され、3Dシミュレーション部82はニットデータをシミュレーションした3D画像をマネキン等に着装させる。3Dシミュレーションでは、ニット製品の着装状態に対し、カラーモニタでの視点を変える、マネキンを動作させる、マネキンの姿勢を変える、等のことが行えると便利である。このためには3Dモーションの入力が必要で、これをモーションコマンダー2で行い、得られた3Dシミュレーション画像をリアルタイムにカラーモニタ72に表示し、プリンタ73でハードコピーする。   FIG. 17 shows a knit design apparatus 70 using the motion commander 2. Reference numeral 71 is a keyboard, 72 is a color monitor, and 73 is a printer. The knit design unit 80 designs a knit product, particularly clothing, by input from the motion commander 2 or input from the keyboard 71 or the like. The design data of the knit product is converted between the knitting data and the 2D or 3D simulation data by the data conversion unit 81, and the 3D simulation unit 82 puts a 3D image simulating the knit data on a mannequin or the like. In the 3D simulation, it is convenient to be able to change the viewpoint on the color monitor, operate the mannequin, change the posture of the mannequin, etc. with respect to the wearing state of the knit product. This requires input of 3D motion, which is performed by the motion commander 2, and the obtained 3D simulation image is displayed on the color monitor 72 in real time and hard-copied by the printer 73.

実施例では以下の効果が得られる。
(1) 2Dモーションはトラックボール16で、前記2Dモーションを除く3Dモーションはリング14で入力するので、3Dモーションの入力が容易になる。特に1つのリング14のみを用いて6軸の運動を入力する際の煩わしさがない。
(2) トラックボール16はxy方向のモーションの入力には極めて適した道具である。またリング14に対してx方向の傾斜、y方向の傾斜、リング14の押し引き、リング14の回動の4種類の運動を、3Dモーションの4軸の運動と対応させると、簡単に4軸のモーションを入力できる。
(3) モーションコマンダー2を操作する場合、手のひらをパームレスト8で支持し、指先を溝10内に保持し、ここから手のひらでトラックボール16を操作できる。また指を縮めてリング14を掴むことにより、簡単に3Dモーションを入力できる。さらに指を伸ばすと、キーボード20を操作でき、これによって3Dモーションの入力と密接な関係のある、トラックボール16のロックや直前の入力の取消、感度の変更などを入力できる。
(4) 下ケース6の両側面に窪み12を設けたので、モーションコマンダー2を簡単に持つことができる。
(5) トラックボール16の上面は上ケース5の上面から僅かに突き出す程度なので、トラックボール16が妨げとなってキーボード20へのアクセスが難しくなることがない。
In the embodiment, the following effects can be obtained.
(1) Since the 2D motion is input with the trackball 16 and the 3D motion other than the 2D motion is input with the ring 14, it is easy to input the 3D motion. In particular, there is no inconvenience when inputting a six-axis motion using only one ring 14.
(2) The trackball 16 is a very suitable tool for inputting motion in the xy directions. In addition, if the four types of movements of the ring 14 in the x direction, the y direction, the push and pull of the ring 14 and the rotation of the ring 14 are made to correspond to the four axis movements of the 3D motion, the four axes can be simply Can input motion.
(3) When operating the motion commander 2, the palm is supported by the palm rest 8, the fingertip is held in the groove 10, and the trackball 16 can be operated from the palm from here. In addition, 3D motion can be easily input by contracting the finger and grasping the ring 14. When the finger is further extended, the keyboard 20 can be operated, and thereby the lock of the trackball 16, cancellation of the previous input, change of sensitivity, etc., which are closely related to the input of the 3D motion, can be input.
(4) Since the depressions 12 are provided on both side surfaces of the lower case 6, the motion commander 2 can be easily held.
(5) Since the upper surface of the trackball 16 protrudes slightly from the upper surface of the upper case 5, the trackball 16 does not obstruct the access to the keyboard 20.

実施例では、モーションコマンダー2の応用としてニットデザイン装置70を示したが、これ以外の適宜のCADや3Dシミュレーションなどに用いることができる。
In the embodiment, the knit design apparatus 70 is shown as an application of the motion commander 2, but it can be used for other appropriate CAD, 3D simulation, and the like.

実施例のモーションコマンダーの平面図Top view of the motion commander of the embodiment 実施例のモーションコマンダーの側面図Side view of an example motion commander 実施例のモーションコマンダーのIII−III方向断面図III-III direction sectional view of the motion commander of the embodiment 実施例のモーションコマンダーの底面図Bottom view of the motion commander of the example 実施例のモーションコマンダーの使用状態を模式的に示す図The figure which shows typically the use condition of the motion commander of an Example. 変形例のモーションコマンダーの要部平面図Plan view of the main part of the motion commander of the modified example 第2の変形例のモーションコマンダーの要部平面図The principal part top view of the motion commander of the 2nd modification 実施例のモーションコマンダーでの3D入力部の要部平面図Plan view of main part of 3D input unit in motion commander of embodiment 実施例のモーションコマンダーでの垂直モーションの検出機構を模式的に示す図The figure which shows typically the detection mechanism of the vertical motion in the motion commander of an Example. 実施例のモーションコマンダーでの2Dモーションの検出機構を模式的に示す図The figure which shows typically the detection mechanism of 2D motion in the motion commander of an Example. 垂直モーションと2Dモーションを同時に検出する変形例を模式的に示す図The figure which shows typically the modification which detects a vertical motion and 2D motion simultaneously. 垂直モーションの検出機構の変形例を模式的に示す図The figure which shows the modification of the detection mechanism of the vertical motion typically 2Dモーションの検出機構の変形例を模式的に示す図The figure which shows the modification of the detection mechanism of 2D motion typically 実施例でのトラックボールを模式的に示す図The figure which shows the trackball in an Example typically 実施例でのモーションコマンダーと外部の付帯回路とを示す図The figure which shows the motion commander in an Example, and an external incidental circuit 実施例でのγ補正を模式的に示す図The figure which shows the gamma correction in an Example typically 実施例のモーションコマンダーを用いたニットデザイン装置のブロック図Block diagram of a knit design device using the motion commander of the embodiment

符号の説明Explanation of symbols

2 モーションコマンダー
4 ケース
5 上ケース
6 下ケース
8 パームレスト
10 溝
12 窪み
12a〜d 傾斜面
13a〜c 平坦面
14 リング
16 トラックボール
18 周辺部
20,22 キーボード
26 バネ
28 ピン
30 基板
32 リング
34 パッド
35 孔
36 LED
38,39 スリット
40 PSD
41 スリット
50,51 ホール素子
52 磁石
56,57 ローラ
60 付帯回路
61 モーション計算部
62 γ補正部
63 インターフェース
70 ニットデザイン装置
71 キーボード
72 カラーモニタ
73 プリンタ
80 ニットデザイン部
81 データ変換部
82 3Dシミュレーション部
2 Motion commander 4 Case 5 Upper case 6 Lower case 8 Palm rest 10 Groove 12 Depression 12a-d Inclined surface 13a-c Flat surface 14 Ring 16 Track ball 18 Peripheral part 20, 22 Keyboard 26 Spring 28 Pin 30 Substrate 32 Ring 34 Pad 35 Hole 36 LED
38, 39 Slit 40 PSD
41 Slit 50, 51 Hall element 52 Magnet 56, 57 Roller 60 Attached circuit 61 Motion calculation unit 62 γ correction unit 63 Interface 70 Knit design device 71 Keyboard 72 Color monitor 73 Printer 80 Knit design unit 81 Data conversion unit 82 3D simulation unit

Claims (8)

ケースの上面に、2次元モーションの入力部を設けると共に、該入力部を取り巻くように、前記2次元モーションを除く3次元モーションを入力するためのリング状の入力部を設け、さらに前記リング上面よりも周囲のケース上面を低くした、3次元モーション入力器。 A two-dimensional motion input unit is provided on the upper surface of the case, and a ring-shaped input unit for inputting a three-dimensional motion other than the two-dimensional motion is provided so as to surround the input unit. 3D motion input device with lower surrounding case top. 前記3次元モーションの入力部の周囲にキー配列を設けたことを特徴とする、請求項1の3次元モーション入力器。 The three-dimensional motion input device according to claim 1, wherein a key arrangement is provided around the three-dimensional motion input unit. 前記キー配列と3次元モーションの入力部との間に、3次元モーションの入力部を取り巻く溝を設けたことを特徴とする、請求項2の3次元モーション入力器。 3. The three-dimensional motion input device according to claim 2, wherein a groove surrounding the three-dimensional motion input unit is provided between the key arrangement and the three-dimensional motion input unit. 前記3次元モーションの入力部のリング上面の高さを、溝の周囲のケース上面の高さとほぼ等しくしたことを特徴とする、請求項3の3次元モーション入力器。 The three-dimensional motion input device according to claim 3, wherein the height of the upper surface of the ring of the input portion of the three-dimensional motion is substantially equal to the height of the upper surface of the case around the groove. 前記2次元モーション入力部がトラックボールで、そのボールの頂部を3次元モーションの入力部のリングよりも高くしたことを特徴とする、請求項1〜4のいずれかの3次元モーション入力器。 The three-dimensional motion input device according to any one of claims 1 to 4, wherein the two-dimensional motion input unit is a trackball and the top of the ball is made higher than the ring of the three-dimensional motion input unit. 前記3次元モーションの入力部を、
・ リングをハウジングの上面に対して傾斜させること、
・ リングをハウジングに垂直な軸回りに回動させること、
・ 及びリングをハウジングから引っ張りもしくはハウジングへ押し込むことに応じて、前記2次元モーションを除く4軸の3次元モーションを入力するように構成したことを特徴とする、請求項5の3次元モーション入力器。
The input part of the three-dimensional motion is
Tilting the ring with respect to the upper surface of the housing,
Rotating the ring around an axis perpendicular to the housing,
The three-dimensional motion input device according to claim 5, wherein four-dimensional three-dimensional motion other than the two-dimensional motion is input in response to pulling and pushing the ring from the housing or into the housing. .
前記ケースの両側面の中央下部に窪みを設けたことを特徴とする、請求項1〜6のいずれかの3次元モーション入力器。 The three-dimensional motion input device according to any one of claims 1 to 6, wherein a depression is provided in a central lower portion of both side surfaces of the case. ケース上面を手前が低く先端が高くなるように傾斜させ、ケースの手前端部からケース上面にかけて、ケース手前側をカットした傾斜面からなるパームレストを設けると共に、ケース先端付近に前記キー配列とは別の第2のキー配列を設けたことを特徴とする、請求項2の3次元モーション入力器。 The top surface of the case is inclined so that the front end is low and the front end is high, and a palm rest is provided with an inclined surface that cuts the front side of the case from the front end of the case to the top surface of the case. The three-dimensional motion input device according to claim 2, wherein the second key arrangement is provided.
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