JP2011243124A - Rotating ball type input device and electronic equipment - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotating ball type input device excellent in operability.SOLUTION: Inner periphery side push buttons 103a to 103d and outer periphery side push buttons 105a to 105d are arranged around a spherical body 101. A user can depress one or a plurality of push buttons while rotating the spherical body with a single thumb. A correction gain according to the number of depressed push buttons is generated. The moving distance of a cursor generated by the rotation of the spherical body is corrected with the correction gain. Accordingly, the excellent operability is achieved by simultaneously depressing more number of push buttons as the longer the moving distance when the cursor is moved for a longer distance, and only the spherical body is rotated when the cursor is moved for a shorter distance.

Description

本発明は、電子機器に対して入力操作をする回転ボール型入力デバイスに関する。   The present invention relates to a rotating ball type input device that performs an input operation on an electronic device.

コンピュータに入力操作をするユーザ・インターフェースとして、キーボードおよびポインティング・デバイスなどの入力デバイスが知られている。ポインティング・デバイスは、ディスプレイに表示されたカーソル(ポインタともいう。)の移動または画面のスクロール、および画面上のカーソルで指定された座標に対する入力操作などを行うために使用される。ポインティング・デバイスは、マウス、タッチ・パッド、ポインティング・スティック(トラック・ポイントともいう。)、およびトラック・ボール(ジョグ・ボールともいう。)などを含む。トラック・ボールは、指先や手のひらを使ってボールを同じ位置で回転させることで画面を操作することができる。   As user interfaces for performing input operations on a computer, input devices such as a keyboard and a pointing device are known. The pointing device is used for moving a cursor (also referred to as a pointer) displayed on the display or scrolling the screen, and performing an input operation on coordinates specified by the cursor on the screen. The pointing device includes a mouse, a touch pad, a pointing stick (also referred to as a track point), a track ball (also referred to as a jog ball), and the like. The trackball can be operated by rotating the ball at the same position using the fingertip or palm.

特許文献1は、複数のボールを含むマウスを開示する。各マウスは、回転量を検出するセンサを備え、各センサの出力の合計でカーソルの移動量を決定する。したがって、中央のボールだけを操作すれば、カーソルを細かく移動させることができ、すべてのボールを同時に操作すればカーソルを加速させて移動させることができる。特許文献2は、薄型携帯端末装置に適したトラック・ボール型ポインティング・デバイスを開示する。同文献には、同サイズの複数のトラック・ボールをマトリクス状に配置し、1回の回転操作で各トラック・ボールが検出した移動情報から統合した移動情報を計算することが記載されている。   Patent Document 1 discloses a mouse including a plurality of balls. Each mouse includes a sensor that detects the amount of rotation, and the amount of movement of the cursor is determined by the total output of each sensor. Therefore, if only the central ball is operated, the cursor can be moved finely, and if all the balls are operated simultaneously, the cursor can be accelerated and moved. Patent Document 2 discloses a track ball type pointing device suitable for a thin portable terminal device. This document describes that a plurality of track balls of the same size are arranged in a matrix, and integrated movement information is calculated from movement information detected by each track ball by a single rotation operation.

特許文献3は、カーソルの移動量とトラック・ボールの回転量の比を可変制御することで、カーソルを高速に移動させることができるトラック・ボールの座標入力装置を開示する。同文献には、回転球の下部にスプリングを設け回転球を回転させながら押下してそのときの回転球の上下移動の量を可変抵抗器で検出することが記載されている。このような構成により、カーソルを長い距離を移動させるときは回転球を押しながら回転させ、微少距離を移動させるときは回転球を押さないで回転させることで可変制御する。特許文献4は、ボールの回転を、磁石が取り付けられたローラで検出し、磁石による磁束の変化をリードスイッチで非接触に検出するトラック・ボール装置を開示する。   Patent Document 3 discloses a track / ball coordinate input device that can move the cursor at high speed by variably controlling the ratio of the amount of movement of the cursor and the amount of rotation of the track / ball. This document describes that a spring is provided at the lower part of a rotating sphere and the rotating sphere is pressed while rotating, and the amount of vertical movement of the rotating sphere at that time is detected by a variable resistor. With such a configuration, the cursor is variably controlled by rotating while pushing the rotating sphere when moving the cursor over a long distance, and rotating without pressing the rotating sphere when moving the minute distance. Patent Document 4 discloses a track and ball apparatus that detects the rotation of a ball with a roller to which a magnet is attached and detects a change in magnetic flux caused by the magnet in a non-contact manner with a reed switch.

米国2009/0153484号公開公報US 2009/0153484 Publication 特開2000−298548号公報JP 2000-298548 A 特開平5−303468号公報JP-A-5-303468 特開2006−260179号公報JP 2006-260179 A

トラック・ボールは、小型に形成されかつ指1本でも操作することができるため、携帯電話やスマートフォンなどの小型の電子機器に実装する上で都合がよい。また、ひずみセンサを利用したポインティング・スティックや指の動きを検知するタッチ・パッドに比べて操作量とカーソルの移動量の調整が容易であるという利点も備えている。しかしトラック・ボールには、カーソルをディスプレイの広範囲に渡って移動させて正確な位置に停止させたり、地図などの大きなサイズの画面をスクロールして所定の表示位置で停止させて入力したりする際に、移動速度の調整がしにくいという操作性の問題が存在する。   Since the track ball is formed in a small size and can be operated even with one finger, it is convenient for mounting on a small electronic device such as a mobile phone or a smartphone. In addition, it has an advantage that the amount of operation and the amount of movement of the cursor can be easily adjusted compared to a pointing stick using a strain sensor and a touch pad that detects the movement of a finger. However, for a trackball, when moving the cursor over a wide area of the display to stop it at an accurate position, or scrolling a large size screen such as a map and stopping at a predetermined display position and inputting it In addition, there is an operability problem that it is difficult to adjust the moving speed.

たとえば、ボールの回転量に対するカーソルの移動距離が長くなるようにゲインを設定すれば、カーソルの細かな範囲での正確な位置決めが困難になる。これとは反対にゲインを小さく設定すればカーソルを長い距離移動させるために複数回の回転操作が必要となり短時間でカーソルを移動させることができなくなる。ボールのサイズを大きくするほど操作性の問題は改善できるが、ボールのサイズを大きくするとデバイス全体が大型になってしまうため小型の電子機器に実装することが困難になる。さらにトラック・ボールは、画面の操作や特定のアプリケーションの起動などのマウス・ジェスチャに対応することができない。   For example, if the gain is set so that the moving distance of the cursor with respect to the amount of rotation of the ball becomes long, accurate positioning within a fine range of the cursor becomes difficult. On the contrary, if the gain is set to be small, a plurality of rotation operations are required to move the cursor over a long distance, and the cursor cannot be moved in a short time. As the ball size is increased, the operability problem can be improved. However, if the ball size is increased, the entire device becomes larger, which makes it difficult to mount it on a small electronic device. Furthermore, the trackball cannot respond to mouse gestures such as screen operations or activation of specific applications.

特許文献1および特許文献2の発明は、ボールと回転量を検出するセンサを複数設ける必要があるため指1本で操作が可能な程度まで小型化することが困難でかつ機構が複雑になる。特許文献3の発明は、トラック・ボールに対して回転操作と押圧操作を同時に行う必要があり、トラック・ボールを回転させながら所定の範囲に圧力を調整する操作が困難である。また、トラック・ボールの下部に圧力検出機構を設けることになるため、高さ方向のサイズが大きくなる。   In the inventions of Patent Literature 1 and Patent Literature 2, since it is necessary to provide a plurality of sensors for detecting the ball and the amount of rotation, it is difficult to reduce the size to such an extent that it can be operated with one finger, and the mechanism is complicated. In the invention of Patent Document 3, it is necessary to perform a rotating operation and a pressing operation on the track ball at the same time, and it is difficult to adjust the pressure within a predetermined range while rotating the track ball. Further, since the pressure detection mechanism is provided under the track / ball, the size in the height direction becomes large.

そこで本発明の目的は、カーソルまたは画面を長距離と微少距離のいずれを移動させる場合でも操作性に優れた回転ボール型入力デバイスを提供することにある。さらに本発明の目的は、構造が簡単な回転ボール型入力デバイスを提供することにある。さらに本発明の目的は、指1本で操作できる程度までの小型化が可能な回転ボール型入力デバイスを提供することにある。さらに本発明の目的は、多機能の回転ボール型入力デバイスを提供することにある。さらに本発明の目的は、そのような回転ボール型入力デバイスを実装した電子機器およびカーソルの移動方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a rotating ball type input device that is excellent in operability regardless of whether a cursor or a screen is moved over a long distance or a minute distance. A further object of the present invention is to provide a rotating ball type input device having a simple structure. A further object of the present invention is to provide a rotating ball type input device that can be miniaturized to the extent that it can be operated with one finger. It is a further object of the present invention to provide a multi-function rotating ball type input device. A further object of the present invention is to provide an electronic apparatus and a cursor moving method in which such a rotating ball type input device is mounted.

本発明の回転ボール型入力デバイスは、操作面が回転可能に支持された球体と、球体の周囲に配置された複数のプッシュ・ボタンで構成されている。プッシュ・ボタンは、球体を回転させる指と同じ指で球体を回転させながら押下することができる。複数のプッシュ・ボタンのそれぞれに対応して複数の圧力検出部が設けられている。回転量変換部は、球体の回転量に対応するカーソルまたは画面の移動量を出力する。ゲイン修正部は、複数の圧力検出部の出力に基づいて修正ゲインを生成する。移動量修正部は、修正ゲインで移動量を修正して修正移動量を出力する。   The rotating ball type input device of the present invention includes a sphere whose operation surface is rotatably supported and a plurality of push buttons arranged around the sphere. The push button can be pressed while rotating the sphere with the same finger that rotates the sphere. A plurality of pressure detectors are provided corresponding to each of the plurality of push buttons. The rotation amount conversion unit outputs a movement amount of the cursor or the screen corresponding to the rotation amount of the sphere. The gain correction unit generates a correction gain based on outputs from the plurality of pressure detection units. The movement amount correcting unit corrects the movement amount with the correction gain and outputs the corrected movement amount.

このような構成によれば、押圧力または操作面に対する指の接触面の傾斜といったようなプッシュ・ボタンの押下方法を調整することにより圧力検出部の出力を制御して、球体の回転量に対するカーソルまたは画面の移動量を調整することができる。そして、カーソルまたは画面の長距離の移動のときは修正ゲインを大きくし、短距離の移動のときは修正ゲインを小さくするよう回転操作をする指と同じ指で押下操作をすることができる。圧力検出部はプッシュ・ボタンに加えられた圧力を測定する圧力センサ、または、プッシュ・ボタンに動作圧力以上の押圧力が加えられたときにスイッチ動作をする圧力スイッチで構成することができる。   According to such a configuration, the output of the pressure detection unit is controlled by adjusting the pressing method of the push button such as the pressing force or the inclination of the contact surface of the finger with respect to the operation surface, and the cursor for the rotation amount of the sphere is controlled. Alternatively, the amount of screen movement can be adjusted. When the cursor or the screen is moved over a long distance, the correction gain can be increased. When the cursor or the screen is moved over a short distance, the pressing operation can be performed with the same finger as the finger that performs the rotation operation so as to decrease the correction gain. The pressure detection unit can be configured by a pressure sensor that measures the pressure applied to the push button, or a pressure switch that performs a switch operation when a pressing force equal to or higher than the operating pressure is applied to the push button.

本発明にかかる回転ボール型入力デバイスは、球体を回転させながら複数のプッシュ・ボタンのすべてまたはいくつかを1本の指で押下させて回転方向と回転速度を調整する。ユーザにとってプッシュ・ボタンに対する押圧力を調整することは、球体の回転量を調整することに比べて困難である。特に、手で保持して使用する携帯式電子機器においてはこの傾向は顕著である。しかし、選択した数のプッシュ・ボタンをスイッチ動作をさせる操作は比較的容易である。しかも、圧力スイッチの動作圧力は、圧力センサの圧力特性に比べて時間的に安定している。   The rotating ball type input device according to the present invention adjusts the rotating direction and the rotating speed by pressing all or some of the plurality of push buttons with one finger while rotating the sphere. It is more difficult for the user to adjust the pressing force on the push button than to adjust the amount of rotation of the sphere. This tendency is particularly noticeable in portable electronic devices that are held and used by hand. However, the operation of switching the selected number of push buttons is relatively easy. Moreover, the operating pressure of the pressure switch is temporally stable compared to the pressure characteristics of the pressure sensor.

したがって圧力検出部に圧力スイッチを採用して、同時にスイッチ動作をした圧力検出部の数に応じて修正ゲインを決定することが望ましい。修正ゲインは圧力検出部の数に基づいて生成するため、圧力検出部の数が多いほど多様な特性に対応させることができる。圧力スイッチは圧力センサに比べて入力デバイスを簡単な構造で実現できるため小型化に適しており、多様な特性に対応するために必要な数のプッシュ・ボタンを1本の指で押下できる範囲に配置することができる。ゲイン修正部は、同時にスイッチ動作をした圧力検出部の数に応じて段階的に変化し、段階の差分が同時にスイッチ動作をした圧力検出部の数に応じて異なるような修正ゲインを生成することができる。   Therefore, it is desirable to employ a pressure switch for the pressure detection unit, and to determine the correction gain according to the number of pressure detection units that are simultaneously switched. Since the correction gain is generated based on the number of pressure detection units, the larger the number of pressure detection units, the more various characteristics can be handled. The pressure switch is suitable for miniaturization because the input device can be realized with a simple structure compared to the pressure sensor, and the number of push buttons required to support various characteristics can be pressed with one finger. Can be arranged. The gain correction unit generates a correction gain that changes stepwise according to the number of pressure detection units that simultaneously perform switching operation, and that the difference in step varies depending on the number of pressure detection units that simultaneously perform switching operation. Can do.

このように同時にスイッチ動作をしたプッシュ・ボタンの数に応じて1個あたりのプッシュ・ボタンによる修正ゲインの増分を可変にする構成により、押圧力と修正ゲインの関係をユーザにとって望ましい操作感に合致させることができる。複数のプッシュ・ボタンは球体の周囲に配置された複数の内周側のプッシュ・ボタンとそれらの外側の周囲に配置された複数の外周側のプッシュ・ボタンで構成することができる。複数の内周側のプッシュ・ボタンと複数の外周側のプッシュ・ボタンは球体を中心とする同心円上に配置してもよい。   In this way, the configuration in which the increment of the correction gain by one push button is made variable according to the number of push buttons that have been switched at the same time, the relationship between the pressing force and the correction gain matches the desired operation feeling for the user. Can be made. The plurality of push buttons may be composed of a plurality of inner peripheral push buttons arranged around the sphere and a plurality of outer peripheral push buttons arranged around the outer periphery thereof. The plurality of inner peripheral push buttons and the plurality of outer peripheral push buttons may be arranged on concentric circles centered on a sphere.

球体と複数の内周側のプッシュ・ボタンと複数の外周側のプッシュ・ボタンで構成される操作面をドーム状に形成し、各プッシュ・ボタンを球面状の突起で形成すると指の押圧力と指の腹の操作面に対する傾斜角を調整して、所定の数のプッシュ・ボタンにスイッチ動作させる操作がし易くなる。表面が球面状の突起とは球体の一部を切り取った形状、回転楕円体の一部を切り取った形状、放物線または双曲線を回転させて形成したような形状を含む。ゲイン修正部は、複数の内周側のプッシュ・ボタンが1個ずつスイッチ動作をしたときの修正ゲインが第1の直線に沿って段階的に変化し、複数の内周側のプッシュ・ボタンがすべてスイッチ動作をした後に複数の外周側のプッシュ・ボタンが1個ずつスイッチ動作をしたときの修正ゲインが第2の直線に沿って段階的に変化するように修正ゲインを生成することができる。   When the operation surface composed of a sphere, a plurality of inner peripheral push buttons and a plurality of outer peripheral push buttons is formed in a dome shape, and each push button is formed by a spherical protrusion, It becomes easy to perform an operation of switching a predetermined number of push buttons by adjusting the inclination angle of the finger pad with respect to the operation surface. The protrusion having a spherical surface includes a shape obtained by cutting a part of a sphere, a shape obtained by cutting a part of a spheroid, and a shape formed by rotating a parabola or a hyperbola. The gain correction unit changes the correction gain stepwise along the first straight line when the plurality of inner peripheral push buttons switch one by one, and the plurality of inner peripheral push buttons The correction gain can be generated so that the correction gain when the plurality of outer peripheral push buttons are switched one by one after the switch operation is changed stepwise along the second straight line.

このとき第1の直線と第2の直線の差は、複数の内周側のプッシュ・ボタンのそれぞれに対応する修正ゲインに対するバイアスに相当する。このように内周側のプッシュ・ボタンの全体に対してバイアスを与えることで、移動量修正部は容易にユーザの良好な操作感に対応する修正移動量を生成することができる。スイッチ動作をした内周側のプッシュ・ボタンを特定する必要がない場合は、内周側の複数のプッシュ・ボタンのそれぞれに対応する圧力検出部を電気的に並列に接続された抵抗素子で構成し、合成抵抗の値からスイッチ動作をした圧力検出部の数を特定すると少ない配線数の構造にすることができる。   At this time, the difference between the first straight line and the second straight line corresponds to a bias for the correction gain corresponding to each of the plurality of inner peripheral push buttons. In this way, by applying a bias to the entire inner peripheral push button, the movement amount correction unit can easily generate a correction movement amount corresponding to a good operation feeling of the user. When there is no need to identify the inner-side push button that has been switched, the pressure detectors corresponding to each of the inner-side push buttons are composed of resistive elements electrically connected in parallel. If the number of pressure detection units that perform the switch operation is specified from the value of the combined resistance, a structure with a small number of wires can be obtained.

動作モード変更部は、リセット後に、球体の回転動作と複数の外周側のプッシュ・ボタンのいずれかのスイッチ動作のいずれを先に受け取ったかを判断する。回転動作を先に検出したときはカーソルを移動させる通常モードを示す通常モード信号を出力し、スイッチ動作を先に検出したときは画面の表示方法を変更したりメニュー選択画面を表示したりする特定モードを示す特定モード信号を出力することができる。画面の表示方法の変更には、スクロールによる表示位置の変更、回転による表示方向の変更、または縮尺の選択による表示範囲の変更を含むことができる。動作モード変更部が球体とプッシュ・ボタンの動作の先後を検出して動作モードを変更することにより、入力デバイスをマウス・ジェスチャに対応した多機能な用途に供することができる。   The operation mode changing unit determines which of the rotation operation of the sphere and the switch operation of any of the plurality of outer peripheral push buttons is received first after the reset. When a rotation operation is detected first, a normal mode signal indicating the normal mode for moving the cursor is output. When a switch operation is detected first, the screen display method is changed or the menu selection screen is displayed. A specific mode signal indicating the mode can be output. Changing the display method of the screen can include changing the display position by scrolling, changing the display direction by rotating, or changing the display range by selecting a scale. The operation mode changing unit detects the sphere and push button before and after the operation to change the operation mode, so that the input device can be used for a multifunctional application corresponding to a mouse gesture.

この場合、複数の内周側のプッシュ・ボタンと複数の外周側のプッシュ・ボタンが発光素子を含み、特定モード信号を受け取った際に、スイッチ動作をした外周側のプッシュ・ボタンと複数の内周側のプッシュ・ボタンのすべてを同色で発光させる発光素子制御部を備えることにより、ユーザは動作モードの変更と変更内容を容易に認識できる。内周側のプッシュ・ボタンおよび外周側のプッシュ・ボタンがスイッチ動作をする押圧力より大きな押圧力で動作するクリック・スイッチを設けることで、1本の指を移動させないでカーソルの移動と入力操作を行うことができる。   In this case, the plurality of inner peripheral push buttons and the plurality of outer peripheral push buttons include a light emitting element, and when receiving a specific mode signal, the outer peripheral push buttons and the plurality of inner push buttons that are switched are operated. By including a light emitting element control unit that emits all the peripheral push buttons in the same color, the user can easily recognize the change of the operation mode and the change contents. By providing a click switch that operates with a pressing force larger than the pressing force at which the inner peripheral push button and the outer peripheral push button switch, the cursor can be moved and input operations can be performed without moving one finger. It can be performed.

複数の外周側のプッシュ・ボタンを電子機器の筐体に形成された開口の中に、それぞれが周囲の筐体の撓みを利用して操作できるように筐体の表面より低い位置に配置することで、球体よりも先に外周側のプッシュ・ボタンに触れることで意図しない特定モードへの移行を防ぐことができる。なお、意図しない特定モードへの移行を防ぐために外周側のプッシュ・ボタンがより強い押圧力でスイッチ動作をするようにしてもよい。   Arrange multiple outer peripheral push buttons in the opening formed in the housing of the electronic device at a position lower than the surface of the housing so that each can be operated using the bending of the surrounding housing Thus, it is possible to prevent an unintended transition to a specific mode by touching the outer peripheral push button before the sphere. In order to prevent the unintended transition to the specific mode, the outer peripheral push button may be switched with a stronger pressing force.

本発明により、カーソルまたは画面を長距離と微少距離のいずれを移動させる場合でも操作性に優れた回転ボール型入力デバイスを提供することができた。さらに本発明により、構造が簡単な回転ボール型入力デバイスを提供することができた。さらに本発明により、指1本で操作できる程度までの小型化が可能な回転ボール型入力デバイスを提供することができた。さらに本発明により、多機能の回転ボール型入力デバイスを提供することができた。さらに本発明により、そのような回転ボール型入力デバイスを実装した電子機器およびカーソルの移動方法を提供することができた。   According to the present invention, it is possible to provide a rotating ball type input device that is excellent in operability regardless of whether the cursor or screen is moved over a long distance or a minute distance. Further, according to the present invention, a rotating ball type input device having a simple structure can be provided. Furthermore, according to the present invention, it is possible to provide a rotating ball type input device that can be miniaturized to the extent that it can be operated with one finger. Furthermore, according to the present invention, a multifunctional rotary ball type input device could be provided. Further, according to the present invention, it is possible to provide an electronic apparatus and a cursor moving method in which such a rotating ball type input device is mounted.

本実施の形態にかかる回転ボール型入力デバイスを実装する携帯式電子機器の外形を示す図である。It is a figure which shows the external shape of the portable electronic device which mounts the rotating ball type | mold input device concerning this Embodiment. 回転ボール型入力デバイスの概略の外形を示す図である。It is a figure which shows the outline external shape of a rotating ball type input device. 回転ボール型入力デバイスの主要な構造を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the main structures of a rotating ball type input device. 図3のA−A断面に対応する位置の側面図である。It is a side view of the position corresponding to the AA cross section of FIG. スイッチ動作をしているプッシュ・ボタンのパターンの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the pattern of the push button which is performing switch operation. 内周側のプッシュ・ボタンのスイッチ動作を説明する図である。It is a figure explaining the switch operation of the push button of the inner peripheral side. 外周側のプッシュ・ボタンのスイッチ動作を説明する図である。It is a figure explaining switch operation of a push button of the perimeter side. 回転ボール型入力デバイスの制御回路の構成を説明する機能ブロック図である。It is a functional block diagram explaining the structure of the control circuit of a rotating ball type input device. 同時にスイッチ動作をしているプッシュ・ボタンの数と修正ゲインとを対応付けた参照テーブルのデータ構造を説明する図である。It is a figure explaining the data structure of the reference table which matched the number of push buttons which are switching simultaneously, and correction gain. 回転ボール型入力デバイスの動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining operation | movement of a rotating ball type input device. クリック・スイッチに特徴がある他の回転ボール型入力デバイスの構造を示す側面図である。It is a side view which shows the structure of the other rotating ball type input device characterized by a click switch.

図1は、本実施の形態にかかる回転ボール型入力デバイスを実装する携帯式電子機器の外形を示す図である。携帯式電子機器10は、スマートフォンまたは携帯電話などの小型の電子機器である。携帯式電子機器10には、ディスプレイ11と回転ボール型入力デバイス(以下、単に入力デバイスという。)100が実装されている。ディスプレイ11には、現在の入力位置を示すカーソル13が表示されている。ユーザは入力デバイス100を操作してカーソル13を所定の位置まで移動させ、携帯式電子機器10に対する入力操作をすることができる。さらにユーザは入力デバイス100を操作して、ディスプレイ11に表示する画面のサイズ、表示方向、または画面全体の中の表示位置などのような表示方法を変更することができる。   FIG. 1 is a diagram showing an outer shape of a portable electronic device in which the rotating ball type input device according to the present embodiment is mounted. The portable electronic device 10 is a small electronic device such as a smartphone or a mobile phone. A portable electronic device 10 includes a display 11 and a rotating ball type input device (hereinafter simply referred to as an input device) 100. A cursor 13 indicating the current input position is displayed on the display 11. The user can operate the input device 100 to move the cursor 13 to a predetermined position and perform an input operation on the portable electronic device 10. Further, the user can operate the input device 100 to change the display method such as the size of the screen displayed on the display 11, the display direction, or the display position in the entire screen.

図2は、入力デバイス100の概略の外形を示す図である。図2(A)は側面図で図2(B)は操作面108側から見た平面図である。入力デバイス100は、操作面108が全方向に回転が可能な1個の球体101とその周辺に配置された8個のプッシュ・ボタン103a〜103d、105a〜105dで構成されている。入力デバイス100は、携帯式電子機器10の筐体15の表面に形成された円形の開口部21に配置され操作面108が指で操作できるように露出する構造となっている。   FIG. 2 is a diagram showing a schematic outer shape of the input device 100. 2A is a side view, and FIG. 2B is a plan view seen from the operation surface 108 side. The input device 100 includes a single sphere 101 in which the operation surface 108 can rotate in all directions and eight push buttons 103a to 103d and 105a to 105d arranged around the sphere 101. The input device 100 is disposed in a circular opening 21 formed on the surface of the casing 15 of the portable electronic device 10 and has a structure in which the operation surface 108 is exposed so that it can be operated with a finger.

入力デバイス100は、球体101と複数のプッシュ・ボタンを同時に親指180または他の1本の指だけで操作できる程度まで小型に形成されている。4個の内周側のプッシュ・ボタン103a〜103dは、平面的に球体101を中心とする円周上でかつ球体101の周囲に等間隔で配置されている。4個の外周側のプッシュ・ボタン105a〜105dは、平面的に球体101を中心とする円周上でかつ内周側のプッシュ・ボタン103a〜103dの外側の周囲に等間隔で配置されている。   The input device 100 is so small that the sphere 101 and a plurality of push buttons can be simultaneously operated with the thumb 180 or only one other finger. The four inner peripheral push buttons 103 a to 103 d are arranged on the circumference centered on the sphere 101 in a plane and at equal intervals around the sphere 101. The four outer peripheral push buttons 105a to 105d are arranged at equal intervals on the circumference centered on the sphere 101 and around the outer periphery of the inner peripheral push buttons 103a to 103d. .

各プッシュ・ボタンには複数の色で発光できる発光ダイオード(LED)が組み込まれており、指が触れる表面が球面の一部となるような形状あるいはそれに近い形状の突起で形成されている。入力デバイス100は、指180からの操作量として球体101に対する任意の方向の回転力と、各プッシュ・ボタンに対する下向きの圧力(以後、押圧力という。)を受け取る。所定値以上の押圧力を受けた各プッシュ・ボタンは、押圧力に基づく物理的な変位により後に説明するようにスイッチ動作をする。本実施の形態にかかる入力デバイス100は、球体101の回転動作によりカーソル13を移動させることができ、さらに球体101を回転させている間に行う各プッシュ・ボタンのスイッチ動作により移動速度を調整してカーソル13を移動させることができる。   Each push button incorporates a light emitting diode (LED) capable of emitting light in a plurality of colors, and is formed by a protrusion having a shape such that the surface touched by a finger becomes a part of a spherical surface or a shape close thereto. The input device 100 receives a rotational force in an arbitrary direction with respect to the sphere 101 and a downward pressure on each push button (hereinafter referred to as a pressing force) as an operation amount from the finger 180. Each push button that receives a pressing force equal to or greater than a predetermined value performs a switch operation as will be described later by a physical displacement based on the pressing force. The input device 100 according to the present embodiment can move the cursor 13 by the rotation operation of the sphere 101, and further adjust the movement speed by the switch operation of each push button performed while the sphere 101 is rotating. The cursor 13 can be moved.

図2(A)に示したように、球体101の頂部と内周側のプッシュ・ボタン103a〜103dの頂部と外側のプッシュ・ボタン105a〜105dの頂部は、ドーム型の操作面108を形成するように高さの調整と平面的な位置決めが行われている。すなわち、球体101の頂部が最も高い位置に存在し、外周側のプッシュ・ボタン105a〜105dの頂部が最も低い位置に存在し、内周側のプッシュ・ボタン103a〜103dの頂部が中間の高さの位置に存在している。操作面108をドーム型にしたことにより、操作面108に指を上から真下に押し当てたときは、指が球体101に先に接触し、つづいて内周側のプッシュ・ボタン103a〜103dに接触し、最後に外周側のプッシュ・ボタン105a〜105dに接触する。   As shown in FIG. 2A, the top of the sphere 101, the tops of the inner peripheral push buttons 103a to 103d, and the tops of the outer push buttons 105a to 105d form a dome-shaped operation surface 108. Thus, height adjustment and planar positioning are performed. That is, the top of the sphere 101 is at the highest position, the top of the outer peripheral push buttons 105a to 105d is at the lowest position, and the top of the inner peripheral push buttons 103a to 103d is at an intermediate height. Exists in the position. Since the operation surface 108 is formed in a dome shape, when the finger is pressed against the operation surface 108 from above, the finger contacts the sphere 101 first, and then the push buttons 103a to 103d on the inner peripheral side are touched. Finally, the outer peripheral push buttons 105a to 105d are contacted.

球体101の頂部と内周側のプッシュ・ボタン103a〜103dの頂部の間隔(高低差)および内周側のプッシュ・ボタン103a〜103dの頂部と外周側のプッシュ・ボタン105a〜105dの頂部の間隔(高低差)はそれぞれ一例として1.2ミリ・メートルとなっている。したがって、ユーザはいずれのプッシュ・ボタンにも触れないようにしながら親指180をスライドさせて球体101を回転させることができる。あるいはユーザはいずれのプッシュ・ボタンもスイッチ動作をしないような押圧力で親指180をスライドさせて球体101を回転させることができる。   Spacing (level difference) between the top of the sphere 101 and the inner peripheral push buttons 103a to 103d, and the distance between the top of the inner peripheral push buttons 103a to 103d and the top of the outer peripheral push buttons 105a to 105d. As an example, the height difference is 1.2 millimeters. Therefore, the user can rotate the sphere 101 by sliding the thumb 180 without touching any push buttons. Alternatively, the user can rotate the sphere 101 by sliding the thumb 180 with a pressing force that does not switch any of the push buttons.

球体101を回転させながら操作面108を親指180で押し付けると親指180の腹が変形して内周側のプッシュ・ボタン103a〜103dにスイッチ動作をさせることができる。さらに、球体101を回転させながら操作面108を親指180で押し付けると親指180の腹がさらに変形して球体101と内周側のプッシュ・ボタン103a〜103dおよび外周側のプッシュ・ボタン105a〜105dにスイッチ動作をさせることができる。   When the operation surface 108 is pressed with the thumb 180 while rotating the sphere 101, the belly of the thumb 180 is deformed and the push buttons 103a to 103d on the inner peripheral side can be switched. Further, when the operation surface 108 is pressed with the thumb 180 while rotating the sphere 101, the belly of the thumb 180 is further deformed to the sphere 101, the inner peripheral push buttons 103 a to 103 d and the outer peripheral push buttons 105 a to 105 d. Switch operation can be performed.

そして、所定値以上の押圧力を与えながら親指180の腹の入力デバイス100に対する接触面をさまざまな方向に傾けることにより、球体101を回転させながらスイッチ動作をするプッシュ・ボタンの数を選択することができる。入力デバイス100は、親指180で一度にすべてのプッシュ・ボタンの押下が可能でかつスライドして球体101の回転操作をするのに適したサイズにするために、複数の外周側のプッシュ・ボタン105a〜105dで画定される直径Dを、15ミリ・メートル以下にしている。回転操作と押下操作を親指1本で同時に行うための平面方向の直径Dは、好ましくは10ミリ・メートル〜15ミリ・メートルとすることができる。入力デバイス100は、図3および図4に示す構造を採用することで、このような操作に適する程度までの小型化を図ることができる。   Then, the number of push buttons that perform a switch operation while rotating the sphere 101 is selected by inclining the contact surface of the thumb 180 against the input device 100 in various directions while applying a pressing force of a predetermined value or more. Can do. The input device 100 has a plurality of push buttons 105a on the outer peripheral side so that all the push buttons can be pressed at once with the thumb 180 and is sized to slide and rotate the sphere 101. The diameter D defined by ˜105d is set to 15 mm or less. The diameter D in the planar direction for simultaneously performing the rotation operation and the pressing operation with one thumb can be preferably 10 mm to 15 mm. By adopting the structure shown in FIGS. 3 and 4, the input device 100 can be miniaturized to such an extent that it is suitable for such an operation.

図3は、入力デバイス100の主要な構造を示す分解斜視図である。図4は図3のA−A矢視の位置の側面図である。図4には、図3には描いていない携帯式電子機器10の筐体15および入力デバイス100のケース141も示している。図4において球体ユニット121は、球体101をいずれの方向にも回転できるように支持している。代表的に示しているローラ123aは球体101を左回転させたときに左側にシフトした球体101から回転力を受けて回転する。ローラ123bは球体101を右回転させたときに右側にシフトした球体101から回転力を受けて回転する。   FIG. 3 is an exploded perspective view showing the main structure of the input device 100. FIG. 4 is a side view of the position of the arrow AA in FIG. 4 also shows a casing 15 of the portable electronic device 10 and a case 141 of the input device 100 that are not depicted in FIG. In FIG. 4, the sphere unit 121 supports the sphere 101 so that it can rotate in any direction. The roller 123a shown as a representative rotates by receiving rotational force from the sphere 101 shifted to the left when the sphere 101 is rotated counterclockwise. The roller 123b rotates by receiving rotational force from the sphere 101 shifted to the right when the sphere 101 is rotated clockwise.

図4ではローラが球体101の2方向にだけ配置された様子を示しているが、実際には球体101の下部を4方向から取り囲むように4個のローラが配置されている。球体101は回転するときに回転方向にシフトするため、回転方向に配置された1つまたは2つのローラが球体101と同時に回転する。したがって、ローラごとの回転量を検出することで、球体101の回転量と回転方向を検知することができる。球体101の回転量とは、球体101の回転方向における回転角度または回転角度に対応する球体101の表面の長さに相当する量である。   FIG. 4 shows a state in which the rollers are arranged only in two directions of the sphere 101, but actually four rollers are arranged so as to surround the lower part of the sphere 101 from four directions. Since the sphere 101 shifts in the rotation direction when rotating, one or two rollers arranged in the rotation direction rotate simultaneously with the sphere 101. Therefore, the rotation amount and the rotation direction of the sphere 101 can be detected by detecting the rotation amount for each roller. The rotation amount of the sphere 101 is an amount corresponding to the rotation angle in the rotation direction of the sphere 101 or the length of the surface of the sphere 101 corresponding to the rotation angle.

各ローラには、N極とS極が所定角度のピッチで交互に配置されたリング状の磁石が取り付けられている。ローラ123a、123bに対応する検出部127a、127bはリング状の磁石の磁束を検出できる位置に配置され、ローラ123a、123bの回転を磁束の変化として検出して電気的なパルスに変換する。他の2つのローラに対応する検出部も対応するローラの回転に応じて電気的なパルスを生成する。各検出部が生成するパルス数は、球体101の回転方向における回転量に対するX方向の成分またはY方向の成分に対応する。   Each roller is provided with a ring-shaped magnet in which N poles and S poles are alternately arranged at a predetermined angle pitch. The detection units 127a and 127b corresponding to the rollers 123a and 123b are arranged at positions where the magnetic flux of the ring-shaped magnet can be detected, and the rotation of the rollers 123a and 123b is detected as a change in the magnetic flux and converted into an electrical pulse. The detection units corresponding to the other two rollers also generate electrical pulses according to the rotation of the corresponding rollers. The number of pulses generated by each detection unit corresponds to a component in the X direction or a component in the Y direction with respect to the rotation amount in the rotation direction of the sphere 101.

4つの検出部からのパルスにより、入力デバイス100は球体101の回転量と回転方向を検出することができる。クリック・スイッチ129が取り付けられた片持ちばね125は球体101を弾力的に支持している。球体101が所定値以上の押圧力で押下されると片持ちばね125は弾性変形して、クリック・スイッチ129が動作する。クリック・スイッチ129は、カーソル13の位置におけるシステムに対する入力またはドラッグなどに使用される。クリック・スイッチ129が動作する押圧力は、各プッシュ・ボタンがスイッチ動作をする押圧力よりも大きくなるように設定している。回路基板131は、球体101および各プッシュ・ボタンを通じて入力された信号を処理して携帯式電子機器10のシステムに出力するための制御回路200(図8参照)を含む。   The input device 100 can detect the rotation amount and the rotation direction of the sphere 101 by the pulses from the four detection units. A cantilever spring 125 to which a click switch 129 is attached elastically supports the sphere 101. When the spherical body 101 is pressed with a pressing force of a predetermined value or more, the cantilever spring 125 is elastically deformed, and the click switch 129 is operated. The click switch 129 is used for input or dragging to the system at the position of the cursor 13. The pressing force at which the click switch 129 operates is set to be larger than the pressing force at which each push button performs the switch operation. The circuit board 131 includes a control circuit 200 (see FIG. 8) for processing signals input through the sphere 101 and the push buttons and outputting them to the system of the portable electronic device 10.

図3において、球体ユニット121の周囲には、導電性プラスチックで形成された平板状の上部内周リング107が配置されている。4個の内周側のプッシュ・ボタン103a〜103dは、上部内周リング107に90度の間隔で取り付けられている。上部内周リング107の外側の周囲には、4分割され導線性プラスチックで形成された平板状の上部外周リング109a〜109dが配置されている。外周側のプッシュ・ボタン105a〜105dは、各上部外周リング109a〜109dに内周側のプッシュ・ボタン103a〜103dから45度回転した位置に等間隔で1個ずつ取り付けられている。   In FIG. 3, a flat upper inner ring 107 made of conductive plastic is disposed around the spherical unit 121. The four inner-side push buttons 103a to 103d are attached to the upper inner ring 107 at an interval of 90 degrees. Around the outer periphery of the upper inner peripheral ring 107, flat upper peripheral rings 109a to 109d that are divided into four parts and are formed of conductive plastic are arranged. The outer peripheral push buttons 105a to 105d are attached to the upper outer peripheral rings 109a to 109d one by one at regular intervals at positions rotated 45 degrees from the inner peripheral push buttons 103a to 103d.

上部内周リング107の下側には、導電性プラスチックで形成された平板状の下部内周リング117が配置されている。下部内周リング117には、プッシュ・ボタン103a〜103dに対応する位置にそれぞれ同じ高さの4個の抵抗素子113a〜113dが取り付けられている。さらに、下部内周リング117には、各抵抗素子113a〜113dの間にスプリングまたは弾性ゴムなどで形成された4個の弾性部材114a〜114dが取り付けられている。弾性部材114a〜114dはそれぞれ同じ高さで、かつ抵抗素子113a〜113dよりも高さが高くなっており、上部内周リング107を抵抗素子113a〜113dに対して所定の間隔に維持するように支持するスペーサとして機能する。   A flat lower inner ring 117 made of conductive plastic is disposed below the upper inner ring 107. Four resistance elements 113a to 113d having the same height are attached to the lower inner ring 117 at positions corresponding to the push buttons 103a to 103d. Furthermore, four elastic members 114a to 114d formed of springs or elastic rubber are attached to the lower inner ring 117 between the resistance elements 113a to 113d. The elastic members 114a to 114d have the same height and are higher than the resistance elements 113a to 113d, respectively, so that the upper inner ring 107 is maintained at a predetermined distance from the resistance elements 113a to 113d. Functions as a supporting spacer.

上部内周リング107が弾性部材114a〜114dで支持されたときに、抵抗素子113a〜113dと上部内周リング107との間には所定のスペースが確保される。上部内周リング107は弾力性のある材料で形成され、いずれか1個のプッシュ・ボタン103a〜103dまたは任意に選択した2個以上のプッシュ・ボタン103a〜103dを指で所定値以上の押圧力で押し込むと、弾性部材114a〜114が弾性変形して押し込まれたプッシュ・ボタン103a〜103dに対応する抵抗素子113a〜113dと上部内周リング107が1箇所または複数箇所で接触する。   When the upper inner ring 107 is supported by the elastic members 114a to 114d, a predetermined space is secured between the resistance elements 113a to 113d and the upper inner ring 107. The upper inner ring 107 is formed of an elastic material, and a pressing force equal to or greater than a predetermined value with one finger of any one of the push buttons 103a to 103d or two or more arbitrarily selected push buttons 103a to 103d. Is pushed in due to elastic deformation of the elastic members 114a to 114, the resistance elements 113a to 113d corresponding to the pushed push buttons 103a to 103d and the upper inner ring 107 come into contact with each other at one place or a plurality of places.

したがって、弾性部材114a〜114dは、内周側のプッシュ・ボタン103a〜103dが押下されて、抵抗素子113a〜113dと上部内周リング107の接触によるスイッチ動作をするときの動作圧力を画定する。プッシュ・ボタン103a〜103dは押圧力が消滅すると弾性部材114a〜114dと上部内周リング107の復元作用により上部内周リング107と抵抗素子113a〜113dが離れて、スイッチ動作はリセットされる。   Therefore, the elastic members 114a to 114d define an operating pressure when the inner peripheral push buttons 103a to 103d are pressed and a switching operation is performed by the contact between the resistance elements 113a to 113d and the upper inner ring 107. When the pressing force of the push buttons 103a to 103d disappears, the upper inner ring 107 and the resistance elements 113a to 113d are separated by the restoring action of the elastic members 114a to 114d and the upper inner ring 107, and the switch operation is reset.

4個の抵抗素子113a〜113dは相互に抵抗値が等しいものを選択する。プッシュ・ボタン103a〜103dのいずれか1つがスイッチ動作をしたときは上部内周リング107と下部内周リング117が一定の抵抗値で電気的に接続される。回路基板131の制御回路200は、上部内周リング107と下部内周リング117との間で並列に接続された抵抗素子113a〜113の合成抵抗を測定することで、同時にスイッチ動作をしているプッシュ・ボタン103a〜103dの数を認識することができる。   The four resistance elements 113a to 113d are selected to have the same resistance value. When any one of the push buttons 103a to 103d performs a switch operation, the upper inner ring 107 and the lower inner ring 117 are electrically connected with a constant resistance value. The control circuit 200 of the circuit board 131 performs a switching operation at the same time by measuring the combined resistance of the resistance elements 113a to 113 connected in parallel between the upper inner ring 107 and the lower inner ring 117. The number of push buttons 103a to 103d can be recognized.

本実施の形態では後に説明するようにゲインの修正に、同時にスイッチ動作をしているプッシュ・ボタンの数だけを利用するため、スイッチ動作をした内周側のプッシュ・ボタン103a〜103dを個別に特定する必要はない。内周側のプッシュ・ボタン103a〜103dは、個別にスイッチを設けることもできるが合成抵抗を測定する方法を採用することにより配線数を減らすことができる。   In this embodiment, as will be described later, only the number of push buttons simultaneously performing the switch operation is used to correct the gain, and therefore, the inner peripheral push buttons 103a to 103d that have performed the switch operation are individually set. There is no need to specify. The push buttons 103a to 103d on the inner peripheral side can be individually provided with switches, but the number of wires can be reduced by adopting a method of measuring the combined resistance.

図6は、内周側のプッシュ・ボタン103a〜103dのスイッチ動作を説明する図である。図6(A)は、スイッチ動作をする前の状態を示し、図6(B)は、プッシュ・ボタン103bと103cが同時に押下されてスイッチ動作をしている状態を示している。内周側プッシュ・ボタン103a〜103dのいずれかまたは複数個が押下されたときには、対応する弾性部材114a〜114dが弾性変形するとともに上部内周リング107も弾性変形して、押下された1個または複数個のプッシュ・ボタン103a〜103dだけがスイッチ動作をするようになっている。   FIG. 6 is a diagram for explaining the switch operation of the inner peripheral push buttons 103a to 103d. 6A shows a state before the switch operation, and FIG. 6B shows a state in which the push buttons 103b and 103c are pressed simultaneously to perform the switch operation. When any one or more of the inner peripheral side push buttons 103a to 103d are pressed, the corresponding elastic members 114a to 114d are elastically deformed and the upper inner peripheral ring 107 is also elastically deformed. Only the plurality of push buttons 103a to 103d are switched.

図3に戻って上部外周リング107の下側には、4分割され導電性プラスチックで形成された平板状の下部外周リング119a〜119dが配置されている。下部外周リング119a〜119dには、外周側のプッシュ・ボタン105a〜105dに対応する位置にそれぞれ同じ高さの4個の抵抗素子115a〜115dが取り付けられている。さらに、各下部内周リング119a〜119dには、各抵抗素子115a〜115dの両側にスプリングまたは弾性ゴムなどで形成された8個の弾性部材116a〜116hが取り付けられている。   Returning to FIG. 3, flat lower peripheral rings 119a to 119d, which are divided into four parts and made of conductive plastic, are arranged below the upper outer peripheral ring 107. Four resistance elements 115a to 115d having the same height are attached to the lower outer peripheral rings 119a to 119d at positions corresponding to the outer peripheral push buttons 105a to 105d, respectively. Further, eight elastic members 116a to 116h formed of springs or elastic rubber are attached to the lower inner peripheral rings 119a to 119d on both sides of the resistance elements 115a to 115d.

弾性部材116a〜116hは、相互に同じ高さでかつ抵抗素子115a〜115dよりも高さが高くなっており、上部外周リング109a〜109dを下部内周リング119a〜119dに対して所定の間隔に維持するように支持するスペーサとして機能する。上部外周リング109a〜109dが対応する弾性部材116a〜116hで支持されたときに、抵抗素子115a〜115dと上部外周リング119a〜119dとの間には所定のスペースが確保される。   The elastic members 116a to 116h are the same height as each other and higher than the resistance elements 115a to 115d, and the upper outer peripheral rings 109a to 109d are spaced apart from the lower inner peripheral rings 119a to 119d by a predetermined distance. It functions as a spacer that supports to maintain. When the upper outer peripheral rings 109a to 109d are supported by the corresponding elastic members 116a to 116h, a predetermined space is secured between the resistance elements 115a to 115d and the upper outer peripheral rings 119a to 119d.

外周側のプッシュ・ボタン105a〜105dのいずれかを所定値以上の押圧力で押し込むと、対応する弾性部材116a〜116hが弾性変形して押し込まれたプッシュ・ボタンに対応する抵抗素子115a〜115dと上部外周リング109a〜109dが接触する。弾性部材116a〜116dは、外周側のプッシュ・ボタン105a〜105dがスイッチ動作をする動作圧力を画定する。   When one of the outer peripheral push buttons 105a to 105d is pushed in with a pressing force of a predetermined value or more, the corresponding elastic members 116a to 116h are elastically deformed and the resistance elements 115a to 115d corresponding to the pushed push buttons Upper outer peripheral rings 109a to 109d come into contact with each other. The elastic members 116a to 116d define an operating pressure at which the outer peripheral push buttons 105a to 105d perform a switching operation.

プッシュ・ボタン105a〜105dは押圧力が消滅すると弾性部材116a〜116hの復元作用により元の位置に復帰してスイッチ動作はリセットされる。回路基板131の制御回路200は、各上部外周リング109a〜109dとそれらに対応する下部外周リング119a〜119との間の電気抵抗を測定することで、スイッチ動作をしたプッシュ・ボタン105a〜105dを特定することができる。   When the pressing force disappears, the push buttons 105a to 105d are restored to their original positions by the restoring action of the elastic members 116a to 116h, and the switch operation is reset. The control circuit 200 of the circuit board 131 measures the electrical resistances between the respective upper outer peripheral rings 109a to 109d and the corresponding lower outer peripheral rings 119a to 119, thereby enabling the push buttons 105a to 105d that are switched to operate. Can be identified.

本実施の形態では、ゲインを修正する上では同時にスイッチ動作をしているプッシュ・ボタンの数だけを利用するので、その目的ではスイッチ動作をした外周側のプッシュ・ボタン105a〜105dを特定する必要はない。ただし、本実施の形態ではスイッチ動作をした外周側のプッシュ・ボタン105a〜105dを特定することで、入力デバイス100によりマウス・ジェスチャのための多くの機能を付与するようにしている。入力デバイス100の機能については後に説明する。   In the present embodiment, only the number of push buttons that are simultaneously operated for switching is used to correct the gain. Therefore, for that purpose, it is necessary to specify the push buttons 105a to 105d on the outer peripheral side that perform the switch operation. There is no. However, in this embodiment, the input device 100 is provided with many functions for mouse gestures by specifying the outer peripheral push buttons 105a to 105d that have been switched. The function of the input device 100 will be described later.

下部内周リング117に取り付けられた弾性部材114a〜114dの高さおよび弾性係数と下部外周リング119a〜119dに取り付けられた弾性部材116a〜116hの高さおよび弾性係数はほぼ同じ値に設定している。ただし、両者の弾性係数および高さまたはいずれか一方を異なる値に設定するようにしてもよい。内周側のプッシュ・ボタン103a〜103dの頂部の高さと、外周側のプッシュ・ボタン105a〜150dの頂部の高さには、1.2ミリ・メートルの差があるため、親指180の操作面108に対する接触面を傾斜させないで操作面108を均等な圧力で徐々に押し込んだときには、最初に内周側のプッシュ・ボタン103a〜103dがスイッチ動作をする。   The height and elastic modulus of the elastic members 114a to 114d attached to the lower inner ring 117 and the height and elastic modulus of the elastic members 116a to 116h attached to the lower outer rings 119a to 119d are set to substantially the same value. Yes. However, the elastic coefficient and / or height of both may be set to different values. Since there is a difference of 1.2 millimeters between the height of the top of the inner peripheral push buttons 103a to 103d and the height of the top of the outer push buttons 105a to 150d, the operation surface of the thumb 180 When the operation surface 108 is gradually pushed in with equal pressure without inclining the contact surface with respect to 108, first, the inner peripheral push buttons 103a to 103d are switched.

このとき親指180は各内周側のプッシュ・ボタン103a〜103dから、弾性部材114a〜114dの弾力による圧力感を受け取る。さらに押圧力を強めて親指180を押し込むと指の腹がさらに変形して外周側のプッシュ・ボタン105a〜105dがスイッチ動作をする。このとき親指180の外周側のプッシュ・ボタン105a〜105dを押下している部分は、弾性部材116a〜116hの弾力により最初に内周側のプッシュ・ボタン103a〜103dだけがスイッチ動作をしたときと同じ程度の圧力感を受ける。外周側のプッシュ・ボタン105a〜105dがスイッチ動作をしたときには、内周側のプッシュ・ボタン103a〜103dを押下している部分は、弾性部材114a〜114dの弾力によりさらに強い圧力感を受け取る。   At this time, the thumb 180 receives a feeling of pressure due to the elasticity of the elastic members 114a to 114d from the push buttons 103a to 103d on the inner peripheral side. When the thumb 180 is further pushed in with a stronger pressing force, the belly of the finger is further deformed and the push buttons 105a to 105d on the outer peripheral side perform a switching operation. At this time, when the push buttons 105a to 105d on the outer peripheral side of the thumb 180 are pressed, only the inner push buttons 103a to 103d are initially switched by the elasticity of the elastic members 116a to 116h. Receive the same degree of pressure. When the outer peripheral push buttons 105a to 105d perform a switching operation, the portions where the inner peripheral push buttons 103a to 103d are pressed receive a stronger sense of pressure due to the elasticity of the elastic members 114a to 114d.

このように操作面108をドーム形状にしたり弾性部材の高さおよび弾性係数を適切に設定したりすることで、ユーザはプッシュ・ボタンから受ける圧力感に基づいて親指180の接触面の角度と押圧力を変えてスイッチ動作をさせるプッシュ・ボタンの数を選択することができる。内周側のプッシュ・ボタン103a〜103dと外周側のプッシュ・ボタン105a〜105dがスイッチ動作をしてから、さらに押圧力を強めるとクリック・スイッチ129が動作する。   By making the operation surface 108 into a dome shape or appropriately setting the height and elastic coefficient of the elastic member in this way, the user can determine the angle of the contact surface of the thumb 180 and the pressing force based on the feeling of pressure received from the push button. The number of push buttons that change the pressure and activate the switch can be selected. After the inner peripheral push buttons 103a to 103d and the outer peripheral push buttons 105a to 105d are switched, the click switch 129 is operated when the pressing force is further increased.

図5は同時にスイッチ動作をしているプッシュ・ボタンのパターンの一例を示す図である。図5(A)のパターンは、親指180が球体101にだけ接触していずれのプッシュ・ボタンもスイッチ動作をしていない状態を示している。この状態では、球体101に対する回転操作だけで入力することができる。図5(B)〜図5(I)のパターンは、押圧力を加えながら操作面108に対する親指180の接触面を傾斜させて、球体101と同時に1個〜8個のプッシュ・ボタンを押下して各プッシュ・ボタンにスイッチ動作をさせた状態を示している。   FIG. 5 is a diagram showing an example of a push button pattern that is simultaneously switching. The pattern in FIG. 5A shows a state where the thumb 180 is in contact with only the sphere 101 and none of the push buttons is switched. In this state, it is possible to input only by rotating the sphere 101. 5B to 5I, the contact surface of the thumb 180 with respect to the operation surface 108 is tilted while applying a pressing force, and 1 to 8 push buttons are pressed simultaneously with the sphere 101. This shows a state where each push button is switched.

図5のパターンは例示であり同時にスイッチ動作をするプッシュ・ボタンのパターンは、図5に示したものに限定されない。そして親指180が操作面108を押下しながらスライドして図5(A)〜図5(I)のようなパターン間を遷移することより、球体101を回転させながら、同時にスイッチ動作をさせるプッシュ・ボタンの数を維持したり変更したりすることができる。入力デバイス100に対する回転操作と押下操作を同時に行うために、ユーザは親指180の接触面をさまざまな方向に傾けながら操作面108上をスライドさせることになる。   The pattern of FIG. 5 is an exemplification, and the pattern of the push button that simultaneously performs the switching operation is not limited to that shown in FIG. Then, the thumb 180 slides while depressing the operation surface 108 and transitions between patterns as shown in FIGS. 5A to 5I, so that a push operation that simultaneously performs a switch operation while rotating the sphere 101 is performed. You can maintain or change the number of buttons. In order to perform the rotation operation and the pressing operation on the input device 100 at the same time, the user slides on the operation surface 108 while tilting the contact surface of the thumb 180 in various directions.

選択した数のプッシュ・ボタンだけを動作圧力以上の押圧力で押下してスイッチ動作をさせるためには、親指180の接触面がどのような方向に傾斜してもスイッチ動作をしたときに弾性部材から同じ圧力感を受けることが望ましい。プッシュ・ボタンを平板状のパッドにした場合は親指180をスライドしたときの摩擦が大きいためスライド時に押圧力が変化して安定した押圧力を加えることが困難になることが予想される。さらに平板状のパッドでは、押圧力の作用点がその中心になるとは限らないため、押圧力の調整が困難になることも予想される。   In order to perform the switch operation by pressing only the selected number of push buttons with a pressing force equal to or higher than the operation pressure, the elastic member is used when the switch operation is performed regardless of the direction in which the contact surface of the thumb 180 is inclined. It is desirable to receive the same feeling of pressure. When the push button is a flat pad, the friction when the thumb 180 is slid is large, and it is expected that it becomes difficult to apply a stable pressing force by changing the pressing force when sliding. Furthermore, in the case of a flat pad, the point of action of the pressing force is not always at the center, and it is expected that adjustment of the pressing force will be difficult.

本実施の形態では、プッシュ・ボタンの指が触れる部分を球面形状または球面に近い形状の突起にしている。球面形状の突起は、親指180の接触面がどのような方向に傾斜していても接触面積が少ないため所定の押圧力に対して親指180の接触面にほぼ一定の圧力感を与えることができる。さらに、スライド時の摩擦力も小さいため、安定した押圧力を加えることができる。   In the present embodiment, the portion of the push button touched by the finger is a projection having a spherical shape or a shape close to a spherical surface. Since the spherical protrusion has a small contact area regardless of the direction in which the contact surface of the thumb 180 is inclined, the contact surface of the thumb 180 can be given a substantially constant feeling of pressure with respect to a predetermined pressing force. . Furthermore, since the frictional force during sliding is small, a stable pressing force can be applied.

図7は外周側のプッシュ・ボタン105a〜105dのスイッチ動作を説明する図である。外周側のプッシュ・ボタン105a〜105dは、筐体15に形成された円形の開口部の垂直面18の内側に配置され、その頂部は筐体15の傾斜面16と垂直面18の境界17とほぼ同じ位置になっている。したがって、筐体15の表面19に沿って親指108をスライドさせたときには、球体101または内周側のプッシュ・ボタン103a〜103dより先に外周側のプッシュ・ボタン105a〜105dを押下してスイッチ操作をさせ難い構造にしている。   FIG. 7 is a diagram for explaining the switch operation of the outer peripheral push buttons 105a to 105d. The outer peripheral push buttons 105 a to 105 d are arranged inside the vertical surface 18 of the circular opening formed in the housing 15, and the top of the push buttons 105 a to 105 d is connected to the boundary 17 between the inclined surface 16 and the vertical surface 18 of the housing 15. It is almost the same position. Therefore, when the thumb 108 is slid along the surface 19 of the housing 15, the switch operation is performed by pressing the outer peripheral push buttons 105a to 105d before the spherical body 101 or the inner peripheral push buttons 103a to 103d. The structure is difficult to prevent.

入力デバイス100を操作する一般的な方法では、親指180で操作面108の全体を上から押下してからスライドさせ、指の腹の変形と接触面の傾斜により球体101の回転操作および各プッシュ・ボタンの押下操作をする。したがってこの一般的な操作方法では、球体101の回転動作と外周側のプッシュ・ボタン105a〜105dのスイッチ動作の先後関係は必ず球体101の回転動作が先になる。   In a general method of operating the input device 100, the entire operation surface 108 is pressed from above with the thumb 180 and then slid. The rotation of the sphere 101 and each push- Press the button. Therefore, in this general operation method, the rotational operation of the sphere 101 always precedes the rotational relationship between the rotational operation of the sphere 101 and the switch operation of the push buttons 105a to 105d on the outer peripheral side.

ここで、親指180の先で筐体15の傾斜面16を押下したときに、傾斜面16および近辺の表面19がわずかに下側に弾性変形するように筐体15を形成しておけば、親指180で外周側のプッシュ・ボタン105a〜105dのいずれかを球体101の回転動作または内周側のプッシュ・ボタン103a〜103dのスイッチ動作よりも先にスイッチ動作させることができる。図3に示したように外周側のプッシュ・ボタン105a〜105dは、スイッチ動作を個別に認識できるように上部外周リング109a〜109dと下部外周リング119a〜119dが分割されている。よって、先にスイッチ動作をした外周側のプッシュ・ボタン105a〜105dを識別して、入力デバイス100が多くの機能に対応できるように動作モードを変更することができる。   Here, if the casing 15 is formed such that when the inclined surface 16 of the casing 15 is pressed with the tip of the thumb 180, the inclined surface 16 and the surface 19 in the vicinity thereof are elastically deformed slightly downward, With the thumb 180, any one of the outer peripheral push buttons 105a to 105d can be switched before the rotating operation of the sphere 101 or the inner peripheral push buttons 103a to 103d. As shown in FIG. 3, the outer peripheral push buttons 105a to 105d are divided into upper outer peripheral rings 109a to 109d and lower outer peripheral rings 119a to 119d so that switching operations can be individually recognized. Therefore, it is possible to identify the outer peripheral push buttons 105a to 105d that have been previously switched, and change the operation mode so that the input device 100 can cope with many functions.

図8は入力デバイス100の回路基板131に形成された制御回路200の構成を説明する機能ブロック図である。回転量変換部201は、1つまたは2つの検出部127から受け取ったX方向およびY方向またはいずれか一方のパルス数から、操作方向を示す方向情報を生成し、所定のゲインで球体101の回転量に対応するカーソル13の移動量またはスクロールする画面の移動量を生成する。ゲインとは、球体の回転量に対するカーソルの移動量またはスクロールする画面の移動量の倍率に対応する量である。   FIG. 8 is a functional block diagram illustrating the configuration of the control circuit 200 formed on the circuit board 131 of the input device 100. The rotation amount conversion unit 201 generates direction information indicating an operation direction from the number of pulses in the X direction and / or the Y direction received from one or two detection units 127, and rotates the sphere 101 with a predetermined gain. A movement amount of the cursor 13 corresponding to the amount or a movement amount of the screen to be scrolled is generated. The gain is an amount corresponding to the magnification of the moving amount of the cursor or the moving amount of the scrolling screen with respect to the rotation amount of the sphere.

本実施の形態では、回転量変換部201が保持する所定のゲインを最低の値に設定し、同時にスイッチ動作をするプッシュ・ボタンの数でゲインを増大させるように構成している。回転量変換部201は、単位時間当たりに受け取ったパルス数をカウントして球体101の回転速度を検出し、回転速度に応じて周知の方法によりゲインを修正するようにしてもよい。たとえば、球体101が異なる回転速度で同じ回転量だけ回転した場合に、回転速度が速いほどカーソル13の移動距離が長くなるように所定のゲインを修正してもよい。   In the present embodiment, the predetermined gain held by the rotation amount conversion unit 201 is set to the lowest value, and the gain is increased by the number of push buttons that perform the switching operation at the same time. The rotation amount conversion unit 201 may detect the rotation speed of the sphere 101 by counting the number of pulses received per unit time, and correct the gain by a known method according to the rotation speed. For example, when the sphere 101 rotates by the same rotation amount at different rotation speeds, the predetermined gain may be corrected so that the moving distance of the cursor 13 becomes longer as the rotation speed increases.

回転量変換部201が生成した移動量は、同時にスイッチ動作をしたプッシュ・ボタンの数に応じて移動量修正部203で増幅されインターフェース47に出力される。いずれのプッシュ・ボタンもスイッチ動作をしていない状態で球体101が回転動作をしたときにはゲインが最低になっているので、入力デバイス100はカーソル13の位置の微調整または画面をスクロールする際の表示位置の微調整に適した動作をする。スイッチ動作をしていない状態でのゲインを最低に設定することは、弱い押圧力のときに距離の微調整をするという人間の自然の感覚に合致する。   The movement amount generated by the rotation amount conversion unit 201 is amplified by the movement amount correction unit 203 and output to the interface 47 in accordance with the number of push buttons that are simultaneously switched. Since the gain is lowest when the sphere 101 rotates with none of the push buttons being switched, the input device 100 performs fine adjustment of the position of the cursor 13 or display when scrolling the screen. Operates suitable for fine adjustment of the position. Setting the gain to the minimum when the switch operation is not performed matches the human natural sense of finely adjusting the distance when the pressing force is weak.

回転量変換部201は、球体101が回転動作をしてパルスを受け取っている間は、回転動作信号を動作モード変更部205に出力する。動作モード変更部205は、回転量変換部201から回転動作信号を受け取り、スイッチ動作検出部211からスイッチ動作信号を受け取る。スイッチ動作信号は、いずれかの外周側のプッシュ・ボタン105a〜105dがスイッチ動作をしたときに、その都度当該プッシュ・ボタンを特定する情報とともにスイッチ動作検出部211が動作モード変更部205に出力する。すなわち、動作モード変更部205はスイッチ動作信号を受け取ったときにスイッチ動作をした外周側のプッシュ・ボタン105a〜105dを識別することができる。   The rotation amount conversion unit 201 outputs a rotation operation signal to the operation mode change unit 205 while the sphere 101 rotates and receives a pulse. The operation mode change unit 205 receives a rotation operation signal from the rotation amount conversion unit 201 and receives a switch operation signal from the switch operation detection unit 211. When any one of the push buttons 105a to 105d on the outer peripheral side performs a switch operation, the switch operation detection unit 211 outputs the switch operation signal to the operation mode change unit 205 together with information for specifying the push button each time. . That is, the operation mode change unit 205 can identify the outer peripheral push buttons 105a to 105d that have performed the switch operation when receiving the switch operation signal.

動作モード変更部205は、リセット後に受け取った回転動作信号とスイッチ動作信号の先後を判断してインターフェース47にモード信号を出力する。動作モード変更部205のリセットは、動作モード変更部205が所定の時間の間、回転動作信号およびスイッチ動作信号のいずれも受け取らないと判断したときに動作モード変更部205が行う。モード信号は、入力デバイス100を通常モードで動作させる通常モード信号と特定モードで動作させる特定モード信号で構成される。動作モード変更部205は、リセット後に回転動作信号を先に受け取ったときには、インターフェース47に通常モード信号を出力する。動作モード変更部205は、リセット後にスイッチ動作信号を先に受け取ったときはインターフェース47に特定モード信号を出力する。   The operation mode change unit 205 determines whether the rotation operation signal and the switch operation signal received after resetting are output, and outputs a mode signal to the interface 47. The operation mode changing unit 205 resets the operation mode changing unit 205 when it is determined that the operation mode changing unit 205 receives neither the rotation operation signal nor the switch operation signal for a predetermined time. The mode signal includes a normal mode signal for operating the input device 100 in the normal mode and a specific mode signal for operating in the specific mode. The operation mode changing unit 205 outputs a normal mode signal to the interface 47 when receiving a rotation operation signal first after reset. The operation mode changing unit 205 outputs a specific mode signal to the interface 47 when the switch operation signal is received first after reset.

通常モードは、入力デバイス100がカーソル13を移動する情報をシステムに出力する動作モードをいう。特定モードは、入力デバイス100が、画面のスクロールによる表示位置の変更、画面の回転による表示方向の変更、画面の縮尺の選択による表示範囲の変更、および起動するアプリケーションを選択するメニュー画面の表示など行う情報をシステムに出力する動作モードをいう。   The normal mode refers to an operation mode in which information about the movement of the cursor 13 by the input device 100 is output to the system. In the specific mode, the input device 100 changes the display position by scrolling the screen, changes the display direction by rotating the screen, changes the display range by selecting the scale of the screen, and displays a menu screen for selecting an application to be started. An operation mode in which information to be performed is output to the system.

特定モード信号は動作モードの種類に対応して、スクロール・モード信号、回転モード信号、縮尺モード信号、およびメニュー・モード信号で構成されている。そして、外周側のプッシュ・ボタン105aにはスクロール・モード信号が割り当てられ、プッシュ・ボタン105bには回転モード信号が割り当てられ、プッシュ・ボタン105cには縮尺モード信号が割り当てられ、さらに、プッシュ・ボタン105dにはメニュー・モード信号が割り当てられている。   The specific mode signal includes a scroll mode signal, a rotation mode signal, a scale mode signal, and a menu mode signal corresponding to the type of operation mode. A scroll mode signal is assigned to the push button 105a on the outer peripheral side, a rotation mode signal is assigned to the push button 105b, a scale mode signal is assigned to the push button 105c, and the push button A menu mode signal is assigned to 105d.

動作モード変更部205は、クリック・スイッチ129からクリック信号を受け取る。動作モード変更部205は、特定モード信号をインターフェース47に出力している間に、クリック・スイッチ129から所定時間以内に2回連続してクリック信号を受け取ったときは特定モードをリセットしてインターフェース47に通常モード信号を出力する。動作モード変更部205は、回転動作信号およびスイッチ動作信号を一定の時間受け取らない場合は現在の動作モードをリセットしてモード信号の出力を停止し、つぎに先に受け取った回転動作信号またはスイッチ動作信号に基づいていずれかのモード信号を出力する。   The operation mode change unit 205 receives a click signal from the click switch 129. The operation mode changing unit 205 resets the specific mode and receives the click signal twice in a predetermined time from the click switch 129 while outputting the specific mode signal to the interface 47, and resets the specific mode. Normal mode signal is output to When the operation mode change unit 205 does not receive the rotation operation signal and the switch operation signal for a certain period of time, the operation mode change unit 205 resets the current operation mode to stop the output of the mode signal, and then receives the rotation operation signal or the switch operation received first. One of the mode signals is output based on the signal.

LED制御部207は、動作モード変更部205から特定モード信号を受け取ったときは、スイッチ動作をしたいずれかの外周側のプッシュ・ボタンと内周側のプッシュ・ボタン103a〜103dのすべてを同じ色に発光させる。たとえば、プッシュ・ボタン105aがスイッチ動作をしたときには、プッシュ・ボタン105aとプッシュ・ボタン103a〜103dを赤色に発光させる。また、プッシュ・ボタン105bがスイッチ動作をしたときには、プッシュ・ボタン105bとプッシュ・ボタン103a〜103dを緑色に発光させる。このように異なる発光色でプッシュ・ボタンのLEDを発光させることでユーザは特定モードの開始とその種類を容易に認識することができる。   When the LED control unit 207 receives the specific mode signal from the operation mode changing unit 205, the outer peripheral push button and the inner peripheral push buttons 103a to 103d that have been switched are all in the same color. Make it emit light. For example, when the push button 105a performs a switch operation, the push button 105a and the push buttons 103a to 103d are caused to emit red light. Further, when the push button 105b performs a switching operation, the push button 105b and the push buttons 103a to 103d are made to emit green light. Thus, the user can easily recognize the start of the specific mode and its type by causing the LEDs of the push button to emit light with different emission colors.

スイッチ動作検出部209は、1〜4個の範囲で同時にスイッチ動作しているプッシュ・ボタン103a〜103dの数をゲイン修正部213に出力する。スイッチ動作検出部211は、外周側のプッシュ・ボタン105a〜105dのいずれかがスイッチ動作をしたときに動作モード変更部205に当該プッシュ・ボタンの情報とスイッチ動作信号を出力するとともに、1個〜4個の範囲で同時にスイッチ動作しているプッシュ・ボタン105a〜105dの数をゲイン修正部213に出力する。   The switch operation detection unit 209 outputs to the gain correction unit 213 the number of push buttons 103a to 103d that are simultaneously switching in the range of 1 to 4. The switch operation detection unit 211 outputs information on the push button and a switch operation signal to the operation mode change unit 205 when any one of the push buttons 105a to 105d on the outer peripheral side performs a switch operation. The number of push buttons 105 a to 105 d that are simultaneously switched in four ranges is output to the gain correction unit 213.

参照テーブル215は、同時にスイッチ動作をしているプッシュ・ボタンの数と修正ゲインとを対応付けたデータを保有しており、ゲイン修正部213が参照できるようになっている。参照テーブル215のデータ構造は図9を参照して後に説明する。ゲイン修正部213は、スイッチ動作検出部209から受け取ったプッシュ・ボタンの数とスイッチ動作検出部211から受け取ったプッシュ・ボタンの数から同時にスイッチ動作をしているプッシュ・ボタンの総数を計算する。   The reference table 215 holds data in which the number of push buttons that are simultaneously switching and the correction gain are associated with each other, and can be referred to by the gain correction unit 213. The data structure of the reference table 215 will be described later with reference to FIG. The gain correction unit 213 calculates the total number of push buttons simultaneously performing the switch operation from the number of push buttons received from the switch operation detection unit 209 and the number of push buttons received from the switch operation detection unit 211.

ゲイン修正部213は参照テーブル215を参照して、同時にスイッチ動作をしているプッシュ・ボタンの総数に対応する修正ゲインを取得し、移動量修正部203に出力する。修正ゲインは、回転量変換部201から受け取った移動量に対する倍率または回転量変換部201が保有する所定のゲインに代わる可変量に相当する。移動量修正部203は、回転量変換部201から受け取った移動量をゲイン修正部213から受け取った修正ゲインで修正して修正移動量を生成し、方向情報とともにインターフェース47に出力する。   The gain correction unit 213 refers to the reference table 215, acquires correction gains corresponding to the total number of push buttons that are simultaneously switching, and outputs them to the movement amount correction unit 203. The correction gain corresponds to a magnification with respect to the movement amount received from the rotation amount conversion unit 201 or a variable amount instead of a predetermined gain held by the rotation amount conversion unit 201. The movement amount correction unit 203 corrects the movement amount received from the rotation amount conversion unit 201 with the correction gain received from the gain correction unit 213 to generate a correction movement amount, and outputs the correction movement amount together with the direction information to the interface 47.

インターフェース47は、移動量修正部203から修正移動量と方向情報を受け取り、クリック・スイッチ129からクリック信号を受け取り、さらに、動作モード変更部205からモード信号を受け取って電子機器10の入力処理部51に出力する。入力処理部51は、通常モード信号を受け取ったときには、修正移動量と方向情報に基づいて携帯式電子機器10がカーソル13を移動するための処理をする。入力処理部51は、特定モード信号を受け取ったときには、特定モードの種類と修正移動量と方向情報に基づいて携帯式電子機器10が画面の表示方法を変更するためのさまざまな処理をする。   The interface 47 receives the corrected movement amount and direction information from the movement amount correction unit 203, receives a click signal from the click switch 129, further receives a mode signal from the operation mode change unit 205, and receives an input processing unit 51 of the electronic device 10. Output to. When the input processing unit 51 receives the normal mode signal, the input processing unit 51 performs processing for the portable electronic device 10 to move the cursor 13 based on the corrected movement amount and the direction information. When receiving the specific mode signal, the input processing unit 51 performs various processes for the portable electronic device 10 to change the screen display method based on the type of the specific mode, the corrected movement amount, and the direction information.

スクロール・モード信号を受け取った入力処理部51は、移動量修正部203から受け取った修正移動量と方向情報を、画面を上下方向または左右方向にスクロールさせる信号に変換する。このとき入力処理部51は修正移動量を画面のスクロール速度を決める情報として利用し、方向情報を画面のスクロール方向を決める情報として利用することができる。回転モード信号を受け取った入力処理部51は、移動量修正部203から受け取った修正移動量と方向情報を、画面を右回転または左回転させる信号に変換する。このとき入力処理部51は修正移動量を画面の回転速度を決める情報として利用し、方向情報を画面の回転方向を決める情報として利用することができる。   The input processing unit 51 that has received the scroll mode signal converts the corrected movement amount and direction information received from the movement amount correction unit 203 into a signal for scrolling the screen in the vertical direction or the horizontal direction. At this time, the input processing unit 51 can use the corrected movement amount as information for determining the scroll speed of the screen and the direction information as information for determining the scroll direction of the screen. The input processing unit 51 that has received the rotation mode signal converts the corrected movement amount and direction information received from the movement amount correction unit 203 into a signal for rotating the screen to the right or left. At this time, the input processing unit 51 can use the corrected movement amount as information for determining the rotation speed of the screen, and can use the direction information as information for determining the rotation direction of the screen.

縮尺モード信号を受け取った入力処理部51は、移動量修正部203から受け取った修正移動量を、画面を拡大または縮小させる信号に変換する。このとき入力処理部51は、修正移動量を画面の拡大または縮小の速度を決める情報として利用し、方向情報を拡大と縮小を選択する情報として利用することができる。メニュー・モード信号を受け取った入力処理部51は、ディスプレイ11にあらかじめ定義されたメニュー画面を小ウインドウで表示し、移動量修正部203から受け取った方向情報を、メニュー項目を選択させる信号に変換する。このとき入力処理部51は修正移動量をメニュー項目を選択する情報として利用することができる。   The input processing unit 51 that has received the scale mode signal converts the correction movement amount received from the movement amount correction unit 203 into a signal for enlarging or reducing the screen. At this time, the input processing unit 51 can use the correction movement amount as information for determining the speed of enlargement or reduction of the screen, and can use the direction information as information for selecting enlargement or reduction. Upon receiving the menu mode signal, the input processing unit 51 displays a predefined menu screen on the display 11 in a small window, and converts the direction information received from the movement amount correcting unit 203 into a signal for selecting a menu item. . At this time, the input processing unit 51 can use the corrected movement amount as information for selecting a menu item.

図9は、同時にスイッチ動作をしているプッシュ・ボタンの数と修正ゲインとを対応付けた参照テーブル215のデータ構造を説明する図である。図9(A)は、プッシュ・ボタン1個当たりのゲインの増分C3を可変にした例を示し、図9(B)はプッシュ・ボタン1個当たりのゲインの増分C1を一定にして内周側のプッシュ・ボタン103a〜103dの全体に対してゲインにバイアスを与えた例を示す。   FIG. 9 is a diagram for explaining the data structure of the reference table 215 in which the number of push buttons simultaneously performing the switching operation and the correction gain are associated with each other. FIG. 9A shows an example in which the gain increment C3 per push button is variable, and FIG. 9B shows the inner circumference side with the gain increment C1 per push button being constant. An example is shown in which a bias is applied to the gain of all of the push buttons 103a to 103d.

横軸は、入力デバイス100の操作面に加えられた押圧力と指の接触面の角度からなる同時にプッシュ・ボタンを動作させる特性を示し、縦軸はゲイン修正部213が出力する修正ゲインを示す。横軸は、親指180による球体101の回転動作だけの状態およびスイッチ動作をするプッシュ・ボタンを1つずつ増加させるような押圧力と接触面の変化に対応するということもできる。横軸で押圧力がP1まではいずれのプッシュ・ボタンもスイッチ動作をしないため修正ゲインは1となっている。   The horizontal axis indicates the characteristic of simultaneously operating the push button including the pressing force applied to the operation surface of the input device 100 and the angle of the finger contact surface, and the vertical axis indicates the correction gain output by the gain correction unit 213. . It can also be said that the horizontal axis corresponds to the state of only the rotation operation of the sphere 101 by the thumb 180 and the change of the pressing force and the contact surface that increase the push button that performs the switching operation one by one. On the horizontal axis, until the pressing force is P1, none of the push buttons perform the switch operation, so the correction gain is 1.

このとき移動量修正部203は、回転量変換部201が生成した移動量を修正しないでインターフェース47に出力する。すなわち、球体101の回転量に対するゲインは、回転量変換部201が保有する所定のゲインとなる。押圧力がP1を越えると、プッシュ・ボタンのスイッチ動作により修正ゲインは増大する。押圧力がP1を越えた範囲の修正ゲインは、回転量変換部201が出力した移動量に対する修正移動量の倍率に相当する。   At this time, the movement amount correction unit 203 outputs the movement amount generated by the rotation amount conversion unit 201 to the interface 47 without correction. That is, the gain with respect to the rotation amount of the sphere 101 is a predetermined gain held by the rotation amount conversion unit 201. When the pressing force exceeds P1, the correction gain increases due to the switch operation of the push button. The correction gain in the range where the pressing force exceeds P1 corresponds to the magnification of the correction movement amount with respect to the movement amount output by the rotation amount conversion unit 201.

P1を越えた押圧力を加えながら親指180の腹の接触面を傾けることにより、図5の(B)〜(E)に例示したようなパターンで、1個〜4個の内周側のプッシュ・ボタン103a〜103dをスイッチ動作させることができる。さらにP2を越えた押圧力を加えながら内周側のプッシュ・ボタン103a〜103dをすべてスイッチ動作させ、さらに図5の(F)〜(I)に例示したようなパターンで1個〜4個の外周側のプッシュ・ボタン105a〜105dをスイッチ動作させることができる。   By tilting the abdominal contact surface of the thumb 180 while applying a pressing force exceeding P1, one to four inner peripheral pushes in a pattern as illustrated in FIGS. 5 (B) to (E) The buttons 103a to 103d can be switched. Further, all the push buttons 103a to 103d on the inner peripheral side are switched while applying a pressing force exceeding P2, and further 1 to 4 in a pattern as illustrated in FIGS. 5 (F) to (I). The outer peripheral push buttons 105a to 105d can be switched.

図9(A)のライン255は、同時にスイッチ動作をするプッシュ・ボタンの数が1個増える毎に同一の値の増分C1だけ修正ゲインが直線251に沿って階段状に増加していく様子を示している。各階段のステップに表示した数字は、同時に動作しているプッシュ・ボタンの数を示している。ユーザは、ライン253のように押圧力の中間部で修正ゲインが直線251よりも小さくなったほうが、カーソル13の操作性が良好であると感じる。すなわち、ユーザはカーソルを長い距離移動させる場合は押圧力を強くしてできるだけ速くカーソルを移動させるが、目標位置に近づくにしたがって押圧力を弱くしたときは、押圧力に比例して低下する以上にゲインが低下したほうが、適切なカーソルの移動ができる場合がある。   A line 255 in FIG. 9A shows how the correction gain increases stepwise along the straight line 251 by the same increment C1 as the number of push buttons simultaneously performing switching increases by one. Show. The number displayed on each stair step indicates the number of push buttons operating simultaneously. The user feels that the operability of the cursor 13 is better when the correction gain is smaller than the straight line 251 at the middle portion of the pressing force as in the line 253. In other words, when the user moves the cursor for a long distance, the pressing force is increased and the cursor is moved as fast as possible. If the gain decreases, the cursor may move appropriately.

このようなユーザの要求に対応するために、参照テーブル215は、ライン257に示すような階段状の修正ゲインを格納する。ライン257は、修正ゲインがユーザの要求を示すライン253に沿って変化するようにプッシュ・ボタン1個当たりの修正ゲインの増分C3が、同時にスイッチ動作するプッシュ・ボタンの数が増えるほど増加するように可変に設定されている。さらに、ライン257では、いずれのプッシュ・ボタンもスイッチ動作をしていない押圧力がP1以下のときの移動量に対して増分C2のバイアスをかけて、ライン257がライン253に接近するようにしている。バイアスC2は、いずれのプッシュ・ボタンもスイッチ動作をしていないときに、回転量変換部201が生成した移動量を増大させる。   In order to respond to such a user request, the reference table 215 stores a step-like correction gain as indicated by a line 257. Line 257 is such that the correction gain increment C3 per push button increases as the number of push buttons that are simultaneously switched increases so that the correction gain varies along line 253 indicating the user's request. Is set to be variable. Further, in line 257, a bias of increment C2 is applied to the amount of movement when the pressing force when none of the push buttons is switched is P1 or less, so that line 257 approaches line 253. Yes. The bias C2 increases the amount of movement generated by the rotation amount conversion unit 201 when none of the push buttons is switching.

入力デバイス100は、操作面108が図2に示したようにドーム型になっている。したがって、図5(F)に示したように、通常の操作では外周側のプッシュ・ボタン105a〜105dがスイッチ動作をするときは、内周側のプッシュ・ボタン103a〜103dはすでにスイッチ動作をしていると想定できる。この特徴を利用して他の例を示す図9(B)の修正ゲインは、階段の増分C1を変更しないで、内周側のプッシュ・ボタン103a〜103dの全体に対して減分C3のバイアスをかけて、ライン259がライン253に接近するようにしている。   In the input device 100, the operation surface 108 has a dome shape as shown in FIG. Therefore, as shown in FIG. 5 (F), when the outer peripheral push buttons 105a to 105d switch in normal operation, the inner peripheral push buttons 103a to 103d have already switched. Can be assumed. The correction gain of FIG. 9B, which shows another example using this feature, is the bias of the decrement C3 with respect to the entire inner peripheral push buttons 103a to 103d without changing the step increment C1. , So that the line 259 approaches the line 253.

内周側のプッシュ・ボタン103a〜103dが1個ずつスイッチ動作したときの修正ゲインはライン259に示すように、直線251に平行な直線261に沿って階段状に増加する。同時にスイッチ動作をするプッシュ・ボタンの数が5個以上のときは、ライン259の修正ゲインはライン255の修正ゲインに一致する。参照テーブル215は、ライン257またはライン259の修正ゲインと、同時にスイッチ動作をするプッシュ・ボタンの数を対応付けて格納する。   When the inner peripheral push buttons 103a to 103d are switched one by one, the correction gain increases stepwise along a straight line 261 parallel to the straight line 251 as indicated by a line 259. When the number of push buttons that simultaneously perform switching operations is five or more, the correction gain of the line 259 matches the correction gain of the line 255. The reference table 215 stores the correction gain of the line 257 or the line 259 in association with the number of push buttons that simultaneously perform the switching operation.

図10は、入力デバイス100の動作を説明するフローチャートである。ブロック301では、入力デバイス100が通常モードまたは特定モードで動作している。ブロック303で動作モード変更部205は、所定時間に回転動作信号またはスイッチ動作信号を受け取っている限り現在の動作モードを維持して同じモード信号をインターフェース47に出力する。所定時間以内に回転動作信号およびスイッチ動作信号のいずれも受け取っていない場合は、動作モード変更部205は現在の動作モードをリセットしてブロック305に移動する。動作モードをリセットしたときは、動作モード変更部205からインターフェース47および入力処理部51へのモード信号は停止する。   FIG. 10 is a flowchart for explaining the operation of the input device 100. In block 301, the input device 100 is operating in a normal mode or a specific mode. In block 303, the operation mode changing unit 205 maintains the current operation mode and outputs the same mode signal to the interface 47 as long as the rotation operation signal or the switch operation signal is received at a predetermined time. If neither the rotation operation signal nor the switch operation signal is received within the predetermined time, the operation mode changing unit 205 resets the current operation mode and moves to block 305. When the operation mode is reset, the mode signal from the operation mode changing unit 205 to the interface 47 and the input processing unit 51 is stopped.

ブロック305では、動作モード変更部205は回転動作信号とスイッチ動作信号のいずれを受け取ったかを判断する。回転動作信号を受け取ったときはブロック307に移行して、動作モード変更部205はインターフェース47を通じて入力処理部51に通常モード信号を出力する。これ以降は、入力処理部51はインターフェース47から受け取った修正移動量と方向情報に対してカーソル13を移動させる処理をする。   In block 305, the operation mode change unit 205 determines whether a rotation operation signal or a switch operation signal has been received. When the rotation operation signal is received, the process proceeds to block 307, and the operation mode changing unit 205 outputs a normal mode signal to the input processing unit 51 through the interface 47. Thereafter, the input processing unit 51 performs processing for moving the cursor 13 with respect to the correction movement amount and the direction information received from the interface 47.

ブロック309では、ユーザが親指107で球体101だけを回転させたり、球体101の回転操作とプッシュ・ボタンの押下操作を同時に行ったりしてカーソル13を移動させる。カーソル13を所定の位置まで移動させた後には、球体101を強く押下してクリック・スイッチ129を1回だけスイッチ動作させシステムに入力をしたりドラッグをしたりすることができる。ブロック311では、ゲイン修正部213が同時に押下されているプッシュ・ボタンの数に対応する修正ゲインを参照テーブル215から取得して移動量修正部203に送る。ブロック313では、入力処理部213がインターフェース47から受け取った修正移動量と方向情報に基づいてカーソル13の移動処理をする。   In block 309, the user moves the cursor 13 by rotating only the sphere 101 with the thumb 107 or simultaneously performing the rotation operation of the sphere 101 and the push button pressing operation. After the cursor 13 has been moved to a predetermined position, the sphere 101 can be pressed hard and the click switch 129 can be switched once to input or drag the system. In block 311, the gain correction unit 213 acquires a correction gain corresponding to the number of push buttons simultaneously pressed from the reference table 215, and sends it to the movement amount correction unit 203. In block 313, the input processing unit 213 performs movement processing of the cursor 13 based on the corrected movement amount and direction information received from the interface 47.

移動量修正部203は、球体101の回転動作だけの場合あるいはスイッチ動作をするプッシュ・ボタンの数が少ない場合は、所定の回転量に対して小さな修正移動量をインターフェース47に出力するため、ユーザはカーソル13の細かな位置決めを容易に行うことができる。移動量修正部203は、押圧力が高まって同時にスイッチ動作をするプッシュ・ボタンの数が多くなるほど所定の回転量に対して大きな修正移動量をインターフェース47に出力するので、ユーザはカーソル13の長距離の移動を容易に行うことができる。その後、ブロック303に戻って動作モード変更部205は通常モードを維持するか動作モードをリセットする。   When only the rotation operation of the sphere 101 or the number of push buttons that perform the switch operation is small, the movement amount correction unit 203 outputs a small correction movement amount to the interface 47 with respect to a predetermined rotation amount. Can easily perform fine positioning of the cursor 13. The movement amount correction unit 203 outputs a larger correction movement amount to the interface 47 with respect to a predetermined rotation amount as the pressing force increases and the number of push buttons simultaneously performing the switch operation increases. The distance can be easily moved. Thereafter, returning to block 303, the operation mode changing unit 205 maintains the normal mode or resets the operation mode.

ブロック305で動作モード変更部205がスッチ動作信号を受け取ったときは、ブロック331に移行する。ブロック331では、動作モード変更部205はインターフェース47を通じて入力処理部51に4つの特定モード信号のいずれかを出力する。これ以降は、入力処理部51はインターフェース47から受け取った修正移動量と方向情報に対して画面のスクロールによる表示位置の変更、画面の回転による表示方向の変更、画面の縮尺の選択による表示範囲の変更、またはメニュー項目の選択のための処理をする。   When the operation mode changing unit 205 receives the switch operation signal in block 305, the process proceeds to block 331. In block 331, the operation mode changing unit 205 outputs one of the four specific mode signals to the input processing unit 51 through the interface 47. Thereafter, the input processing unit 51 changes the display position by scrolling the screen, changes the display direction by rotating the screen, and selects the display range by selecting the scale of the screen with respect to the corrected movement amount and direction information received from the interface 47. Process for changing or selecting a menu item.

ブロック333では、LED処理部207がスイッチ動作をした外周側のプッシュ・ボタン105a〜105dに応じて、当該外周側のプッシュ・ボタン105a〜105dのいずれかとすべての内周側のプッシュ・ボタン103a〜103dのLEDを同一色で点灯する。ブロック335ではLEDの点灯により現在の動作モードを認識したユーザが、親指107で球体101だけを回転させたり、球体101の回転動作とプッシュ・ボタンのスイッチ動作を同時に行ったりして、画面に対する特定の操作をする。   In block 333, in response to the outer peripheral push buttons 105a to 105d to which the LED processing unit 207 performs the switching operation, any one of the outer peripheral push buttons 105a to 105d and all the inner peripheral push buttons 103a to 103d. The 103d LED is lit in the same color. In block 335, the user who recognizes the current operation mode by turning on the LED rotates only the sphere 101 with the thumb 107, or performs the rotation operation of the sphere 101 and the switch operation of the push button at the same time. Perform the operation.

ブロック337はブロック311と同様にゲイン修正部213が同時に押下されているプッシュ・ボタンの数に対応する修正ゲインを参照テーブル215から取得して移動量修正部203に送る。ブロック339では、入力処理部51がインターフェース47から受け取った修正移動量と方向情報に基づいて画面の表示方法を変更したりメニューを選択したりするための特定モードの処理をする。   The block 337 acquires a correction gain corresponding to the number of push buttons simultaneously pressed by the gain correction unit 213 from the reference table 215 and sends the correction gain to the movement amount correction unit 203 as in the case of the block 311. In block 339, the input processing unit 51 performs a specific mode process for changing the screen display method or selecting a menu based on the corrected movement amount and direction information received from the interface 47.

移動量修正部203は、球体101の回転動作だけの場合あるいはスイッチ動作をするプッシュ・ボタンの数が少ない場合は、所定の回転量に対して小さな修正移動量をインターフェース47に出力するためユーザはスクロール操作に対しては画面の移動速度を遅くし、回転操作に対しては画面の回転速度を遅くし、拡大または縮小操作に対しては縮尺の変更速度を遅くすることができる。移動量修正部203は、押圧力が高まって同時にスイッチ動作をするプッシュ・ボタンの数が多くなるほど所定の回転量に対して大きな修正移動量を出力するので、ユーザは画面の変更速度を速くすることができる。   The movement amount correction unit 203 outputs a small correction movement amount with respect to a predetermined rotation amount to the interface 47 when only the rotation operation of the sphere 101 is performed or when the number of push buttons that perform the switching operation is small. The screen movement speed can be slowed for scroll operations, the screen rotation speed can be slow for rotation operations, and the scale change speed can be slow for enlargement or reduction operations. The movement amount correction unit 203 outputs a larger correction movement amount with respect to a predetermined rotation amount as the pressing force increases and the number of push buttons simultaneously performing the switch operation increases, so the user increases the screen change speed. be able to.

ブロック341では、動作モード変更部343が、クリック・スイッチ129から所定の時間以内に2個のクリック信号を受け取ったか否かを判断する。2個受け取った場合はブロック307に移動して、動作モード変更部205は、インターフェース47に通常モード信号を出力して通常モードに移行させる。2個のクリック信号を受け取らない場合は、ブロック303に移行して現在の動作モードを維持するか、動作モードをリセットする。   In block 341, the operation mode changing unit 343 determines whether two click signals have been received from the click switch 129 within a predetermined time. When two are received, the process moves to block 307, and the operation mode changing unit 205 outputs a normal mode signal to the interface 47 to shift to the normal mode. If two click signals are not received, the process proceeds to block 303 to maintain the current operation mode or reset the operation mode.

図2では、入力デバイス100の内周側のプッシュ・ボタン103a〜103dと外周側のプッシュ・ボタン105a〜105dは、平面的に球体101の中心に対して同心円上に配置される例を示したが、プッシュ・ボタンは必ずしも同心円上に配置する必要はない。たとえば、右利き用と左利き用に適した配置を考慮して決定することもできる。あるいは親指180に代えて人差し指で操作するような場合は、それに適した配置にすることもできる。   FIG. 2 shows an example in which the inner peripheral push buttons 103 a to 103 d and the outer peripheral push buttons 105 a to 105 d of the input device 100 are arranged concentrically with respect to the center of the sphere 101. However, the push buttons do not necessarily have to be arranged concentrically. For example, it can be determined in consideration of an arrangement suitable for right-handed use and left-handed use. Alternatively, in the case where the operation is performed with the index finger instead of the thumb 180, a suitable arrangement can be made.

図4に示した入力デバイス100では、クリック・スイッチ129が球体101の押下により動作するが、異なる構造のクリック・スイッチを備える入力デバイス400を図11に示す。入力デバイス400は入力デバイス100と異なって、片持ちばね125に代えて入力デバイス400のケース141の下面にクリック・スイッチ151を設け、さらにケース141を弾性部材153a、153bが筐体15の底面から支持している。弾性部材153a、153bは、球体101だけを押下したとき、1つまたは複数のプッシュ・ボタンだけを押下したとき、または、球体101と1つまたは複数のプッシュ・ボタンを同時に押下したときに、プッシュ・ボタンより後にクリック・ボタン151が動作するように弾性係数が設定されている。   In the input device 100 shown in FIG. 4, the click switch 129 operates by pressing the sphere 101, but an input device 400 including a click switch having a different structure is shown in FIG. 11. Unlike the input device 100, the input device 400 is provided with a click switch 151 on the lower surface of the case 141 of the input device 400 in place of the cantilever spring 125, and the case 141 includes elastic members 153 a and 153 b from the bottom surface of the housing 15. I support it. The elastic members 153a and 153b are pushed when only the sphere 101 is pressed, when only one or more push buttons are pressed, or when the sphere 101 and one or more push buttons are pressed simultaneously. The elastic modulus is set so that the click button 151 operates after the button.

図7では、特定モードを選択するために外周側のプッシュ・ボタン105a〜105dを筐体15の周囲の表面19よりも低い位置に配置することで、球体101および内周側のプッシュ・ボタン103a〜103dよりも押下しにくい構造にする例を説明したが、外周側のプッシュ・ボタン105a〜105dの動作圧力を決定する弾性部材116a〜116hを内周側のプッシュ・ボタンの動作圧力を決定する弾性部材114a〜114dよりも強くして同じ機能を実現することもできる。   In FIG. 7, the outer peripheral push buttons 105 a to 105 d are arranged at positions lower than the surface 19 around the casing 15 in order to select a specific mode, whereby the sphere 101 and the inner peripheral push button 103 a. Although an example in which the structure is more difficult to press than that of ˜103d has been described, the elastic members 116a to 116h that determine the operating pressure of the outer peripheral push buttons 105a to 105d determine the operating pressure of the inner peripheral push button. The same function can also be realized by making it stronger than the elastic members 114a to 114d.

図8の制御回路200では、移動量修正部203が回転量変換部201の出力した移動量を修正ゲインで修正する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。移動量修正部203は、検出部127から受け取ったパルスを修正ゲインで直接移動量に変換してもよい。また、特定モードに移行した後は、外周側のプッシュ・ボタン105a〜105dのスイッチ動作の数も修正ゲインの生成に利用する例を説明したが、特定モードのときはカーソル13の移動ほど細かなゲイン調整が必要ではないので、内周側のプッシュ・ボタン103a〜103dだけを修正ゲインの生成に利用するようにしてもよい。また、図8で説明した制御回路200が行う処理の一部を入力処理部51で行ったり、入力処理部51が行う処理の一部を制御回路200で行ったりすることもできる。   In the control circuit 200 of FIG. 8, the example in which the movement amount correction unit 203 corrects the movement amount output from the rotation amount conversion unit 201 with the correction gain has been described, but the present invention is not limited to this. The movement amount correction unit 203 may directly convert the pulse received from the detection unit 127 into a movement amount with a correction gain. In addition, after the transition to the specific mode, the example in which the number of switch operations of the outer peripheral push buttons 105a to 105d is also used to generate the correction gain has been described. Since gain adjustment is not necessary, only the inner peripheral push buttons 103a to 103d may be used to generate a correction gain. Also, part of the processing performed by the control circuit 200 described with reference to FIG. 8 may be performed by the input processing unit 51, and part of the processing performed by the input processing unit 51 may be performed by the control circuit 200.

図9に示した修正ゲインは、所定のゲインを最小に設定した回転量変換部201が生成した移動量を、同時にスイッチ動作をしたプッシュ・ボタンの数に応じて増大させている。他の例では修正ゲインが、所定のゲインを最大に設定した回転量変換部201が生成した移動量を、同時にスイッチ動作をしたプッシュ・ボタンの数に応じて減少させるようにしてもよい。   The correction gain shown in FIG. 9 increases the movement amount generated by the rotation amount conversion unit 201 with the predetermined gain set to the minimum according to the number of push buttons that are simultaneously switched. In another example, the correction amount may be such that the movement amount generated by the rotation amount conversion unit 201 with the predetermined gain set to the maximum is decreased according to the number of push buttons that are simultaneously switched.

これまで、スイッチ動作をするプッシュ・ボタンの数に基づいて修正ゲインを生成する例を説明したが、図3の抵抗素子に代えて圧力センサを設け圧力の大きさに基づいて修正ゲインを生成するようにしてもよい。この場合、修正ゲインは、各圧力センサの出力の合計とすることができる。これまで入力デバイス100を携帯式の電子機器に実装する例を示したが、入力デバイス100はノートブック型パーソナル・コンピュータに実装したり、デスクトップ型パーソナル・コンピュータ用の分離タイプのキーボードに実装したりすることも可能である。また回転ボール型入力デバイス100は、USBまたはBluetooth(登録商標)などのインターフェースで電子機器に接続して使用する独立した入力デバイスとして構成することもできる。   The example in which the correction gain is generated based on the number of push buttons that perform the switching operation has been described so far, but a pressure sensor is provided instead of the resistance element of FIG. 3 to generate the correction gain based on the magnitude of the pressure. You may do it. In this case, the correction gain can be the sum of the outputs of the pressure sensors. An example in which the input device 100 is mounted on a portable electronic device has been shown so far. However, the input device 100 may be mounted on a notebook personal computer or a separate keyboard for a desktop personal computer. It is also possible to do. The rotating ball type input device 100 can also be configured as an independent input device that is used by being connected to an electronic device through an interface such as USB or Bluetooth (registered trademark).

これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。   Although the present invention has been described with the specific embodiments shown in the drawings, the present invention is not limited to the embodiments shown in the drawings, and is known so far as long as the effects of the present invention are achieved. It goes without saying that any configuration can be adopted.

10…電子機器
15…筐体
100、400…回転ボール型入力デバイス
101…球体
103a〜103d、105a〜105d…プッシュ・ボタン
107…上部内周リング
108…操作面
109a〜109d…上部外周リング
113a〜113d、115a〜115d…抵抗素子
114a〜114d、116a〜116d…弾性部材
117…下部内周リング
119a〜119d…下部外周リング
121…球体ユニット
127a、127b…検出部
200…制御回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Electronic device 15 ... Housing | casing 100, 400 ... Rotary ball-type input device 101 ... Sphere 103a-103d, 105a-105d ... Push button 107 ... Upper inner periphery ring 108 ... Operation surface 109a-109d ... Upper outer periphery ring 113a- 113d, 115a-115d ... resistive elements 114a-114d, 116a-116d ... elastic member 117 ... lower inner ring 119a-119d ... lower outer ring 121 ... sphere unit 127a, 127b ... detector 200 ... control circuit

Claims (15)

ディスプレイを備える電子機器に入力操作をする回転ボール型入力デバイスであって、
回転可能に支持された球体と、
前記球体の回転量に対応するカーソルまたは画面の移動量を出力する回転量変換部と、
前記球体の周囲に配置され同じ指で前記球体を回転させながら押下することができる複数のプッシュ・ボタンと、
前記複数のプッシュ・ボタンのそれぞれに対応して設けられた複数の圧力検出部と、
前記複数の圧力検出部の出力に基づいて修正ゲインを生成するゲイン修正部と、
前記修正ゲインで前記移動量を修正して修正移動量を出力する移動量修正部と
を有する回転ボール型入力デバイス。
A rotating ball type input device for performing an input operation on an electronic device including a display,
A sphere rotatably supported;
A rotation amount conversion unit that outputs a movement amount of a cursor or a screen corresponding to the rotation amount of the sphere;
A plurality of push buttons that are arranged around the sphere and can be pressed while rotating the sphere with the same finger;
A plurality of pressure detectors provided corresponding to each of the plurality of push buttons;
A gain correction unit that generates a correction gain based on outputs of the plurality of pressure detection units;
A rotary ball type input device having a movement amount correction unit that outputs the corrected movement amount by correcting the movement amount with the correction gain.
前記圧力検出部が前記プッシュ・ボタンに所定値以上の圧力が加えられたときにスイッチ動作をする請求項1に記載の回転ボール型入力デバイス。   The rotary ball type input device according to claim 1, wherein the pressure detection unit performs a switch operation when a pressure equal to or greater than a predetermined value is applied to the push button. 前記ゲイン修正部は、同時にスイッチ動作をした前記圧力検出部の数に応じて前記修正ゲインを決定する請求項2に記載の回転ボール型入力デバイス。   The rotating ball type input device according to claim 2, wherein the gain correction unit determines the correction gain according to the number of the pressure detection units that are simultaneously switched. 前記修正ゲインが同時にスイッチ動作をした圧力検出部の数に応じて段階的に変化し、前記ゲイン修正部は段階の増分が同時にスイッチ動作をした圧力検出部の数に応じて異なるような前記修正ゲインを生成する請求項3に記載の回転ボール型入力デバイス。   The correction is such that the correction gain changes stepwise according to the number of pressure detectors that are simultaneously switched, and the gain correction unit is such that the increment of the step varies depending on the number of pressure detectors that are simultaneously switched. The rotating ball type input device according to claim 3, which generates a gain. 前記複数のプッシュ・ボタンが前記球体の周囲に配置された複数の内周側のプッシュ・ボタンと該複数の内周側のプッシュ・ボタンの外側の周囲に配置された複数の外周側のプッシュ・ボタンで構成されている請求項2から請求項4のいずれかに記載の回転ボール型入力デバイス。   A plurality of push buttons on the inner circumference side where the plurality of push buttons are arranged around the sphere and a plurality of push buttons on the outer circumference side arranged around the outside of the plurality of push buttons on the inner circumference side The rotary ball type input device according to any one of claims 2 to 4, which is configured by a button. 前記球体と前記複数の内周側のプッシュ・ボタンと前記複数の外周側のプッシュ・ボタンで構成される操作面がドーム状に形成され、かつ、各プッシュ・ボタンの表面が球面状の突起で形成されている請求項5に記載の回転ボール型入力デバイス。   An operation surface composed of the sphere, the plurality of inner peripheral push buttons and the plurality of outer peripheral push buttons is formed in a dome shape, and the surface of each push button is a spherical protrusion. The rotating ball type input device according to claim 5 formed. 前記ゲイン修正部は、前記複数の内周側のプッシュ・ボタンが1個ずつスイッチ動作をしたときの修正ゲインが第1の直線に沿って段階的に変化し、前記複数の内周側のプッシュ・ボタンがすべてスイッチ動作をした後に前記複数の外周側のプッシュ・ボタンが1個ずつスイッチ動作をしたときの修正ゲインが第2の直線に沿って段階的に変化するように前記修正ゲインを生成する請求項5または請求項6に記載の回転ボール型入力デバイス。   The gain correcting unit changes the correction gain stepwise along a first straight line when the plurality of inner peripheral push buttons switch one by one, and the plurality of inner peripheral push buttons -The correction gain is generated so that the correction gain changes stepwise along the second straight line when the plurality of outer peripheral push buttons switch one by one after all the buttons have been switched. The rotating ball type input device according to claim 5 or 6. 前記複数の内周側のプッシュ・ボタンのそれぞれに対応する前記圧力検出部が電気的に並列に接続された抵抗素子で構成されている請求項5〜請求項7のいずれかに記載の回転ボール型入力デバイス。   The rotating ball according to any one of claims 5 to 7, wherein the pressure detector corresponding to each of the plurality of inner peripheral push buttons is composed of a resistance element electrically connected in parallel. Type input device. リセット後に、前記球体の回転動作を先に検出したときは前記移動量に基づいて前記カーソルを移動させる通常モードで動作させ、前記複数の外周側のプッシュ・ボタンのいずれかのスイッチ動作を先に検出したときは前記移動量に基づいて前記画面の表示方法を変更する特定モードで動作させる動作モード変更部を有する請求項5から請求項8のいずれかに記載の回転ボール型入力デバイス。   After the reset, when the rotation operation of the sphere is detected first, the operation is performed in the normal mode in which the cursor is moved based on the movement amount, and the switch operation of any of the plurality of outer peripheral push buttons is performed first. The rotating ball type input device according to any one of claims 5 to 8, further comprising an operation mode changing unit that operates in a specific mode that changes a display method of the screen based on the amount of movement when detected. 前記複数の内周側のプッシュ・ボタンと前記複数の外周側のプッシュ・ボタンが発光素子を含み、
前記特定モードで動作する際に、前記スイッチ動作をした前記外周側のプッシュ・ボタンと前記複数の内周側のプッシュ・ボタンのすべてを同色で発光させる発光素子制御部を有する請求項9に記載の回転ボール型入力デバイス。
The plurality of inner peripheral push buttons and the plurality of outer peripheral push buttons include a light emitting element,
10. The light emitting device control unit according to claim 9, further comprising: a light emitting element control unit configured to emit light of the outer peripheral side push button and the plurality of inner peripheral side push buttons that have performed the switch operation in the same color when operating in the specific mode. Rotating ball type input device.
前記内周側のプッシュ・ボタンおよび前記外周側のプッシュ・ボタンがスイッチ動作する押圧力より大きな押圧力で動作するクリック・スイッチを有する請求項5から請求項10のいずれかに記載の回転ボール型入力デバイス。   11. The rotating ball mold according to claim 5, further comprising: a click switch that operates with a pressing force greater than a pressing force with which the inner peripheral push button and the outer peripheral push button perform a switch operation. Input device. 前記回転ボール型入力デバイスが前記電子機器の筐体に形成された開口の中に配置され、前記複数の外周側のプッシュ・ボタンが周囲の前記筐体の撓みを利用して操作できるように前記筐体の表面より低い位置に配置されている請求項5から請求項11のいずれかに記載の回転ボール型入力デバイス。   The rotating ball type input device is disposed in an opening formed in a housing of the electronic device, and the plurality of outer peripheral push buttons can be operated using the bending of the surrounding housing. The rotary ball type input device according to any one of claims 5 to 11, which is disposed at a position lower than a surface of the housing. ディスプレイと
請求項1から請求項12に記載のいずれかに記載された回転ボール型入力デバイスと
を有する電子機器。
An electronic apparatus comprising a display and the rotating ball type input device according to any one of claims 1 to 12.
球体と該球体の周囲に配置された複数のプッシュ・ボタンで構成された入力デバイスがディスプレイに表示されたカーソルを移動させる方法であって、
前記球体の回転量に対応する数のパルスを生成するステップと、
前記球体に回転操作をした指と同じ指による前記複数のプッシュ・ボタンの押下に応じた圧力信号を生成するステップと、
前記圧力信号に応じて修正ゲインを生成するステップと、
前記修正ゲインと前記パルスの数に基づいて移動量を生成するステップと、
前記移動量で前記カーソルを移動させるステップと
を有する方法。
An input device composed of a sphere and a plurality of push buttons arranged around the sphere moves a cursor displayed on a display,
Generating a number of pulses corresponding to the amount of rotation of the sphere;
Generating a pressure signal in response to pressing of the plurality of push buttons by the same finger that has been rotated on the sphere;
Generating a correction gain in response to the pressure signal;
Generating a movement amount based on the correction gain and the number of pulses;
Moving the cursor by the amount of movement.
ディスプレイを備える電子機器の入力システムであって、
球体の回転量に対応する数のパルスを出力する検出部と、
前記球体の周囲で1本の指で押下できる範囲に配置された複数のプッシュ・ボタンと、
前記複数のプッシュ・ボタンの押下に応じて修正ゲインを生成するゲイン修正部と、
前記修正ゲインと前記パルスの数に基づいてカーソルの移動量を生成する移動量生成部と、
前記移動量で前記カーソルの移動処理をする入力処理部と
を有する入力システム。
An input system for an electronic device including a display,
A detector that outputs a number of pulses corresponding to the amount of rotation of the sphere;
A plurality of push buttons arranged in a range that can be pressed with one finger around the sphere;
A gain correction unit that generates a correction gain in response to pressing of the plurality of push buttons;
A movement amount generation unit that generates a movement amount of a cursor based on the correction gain and the number of pulses;
An input system having an input processing unit that performs a movement process of the cursor with the movement amount.
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