JP3148760B2 - 入力装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータと対話的
に操作されてコンピュータに信号を入力する装置に係
り、特にコンピュータのディスプレイ上のポインタ又は
カーソル等をディスプレイ上の所望の位置へ移動させる
と共にコンピュータの機能を制御する信号をコンピュー
タに入力する入力装置に関する。

【０００２】従来、コンピュータは、データの入力装置
としてキーボードを使用する構成が一般的であった。

【０００３】しかし、データ入力のためのキーボード操
作は面倒であり、操作性が良くない。

【０００４】そこで、近年では、ＯＳ、アプリケーショ
ンソフトが多く使用されている。このアプリケーション
ソフトは、キーボードは使用せず、マウス等を使用して
データの入力が可能な構成であり、操作性の向上が図ら
れている。

【０００５】また、近年、コンピュータには小型化の要
求があり、これに伴って、アプリケーションソフトに適
応する入力装置も小型化が求められている。また更に操
作性が良いことが望まれている。

【０００６】

【従来の技術】図１３はアプリケーションソフトを利用
したコンピュータの入力装置を示す。コンピュータの入
力装置は、ＣＲＴディスプレイ１上のポインタ２を移動
させるときに操作されるトラックボール３又はマウス４
と、機能指令を入力するときに操作する複数のファンク
ションキー５が設けらたファンクションボックス６とよ
りなる構成である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように、ポインタ
を移動するために操作する装置と、機能指令を入力する
ために操作する装置とが別個であるため、入力装置は広
い設置スペースを必要とするものとなってしまい、小型
化することが困難であった。

【０００８】また、作業者は、操作に両手を必要とし、
この点で操作性が良くなかった。

【０００９】本発明は、小型化と操作性の向上との両方
を実現した入力装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、コン
ピュータと対話的に操作されて該コンピュータに信号を
入力する装置において、台座と、実質上半球状の形状を
有し、前記台座上に任意の方向に移動可能に支持されて
おり、作業者が掌をのせ指先で把持して上記台座上を所
望の方向に操作される移動体と、前記台座上であって該
移動体の下側の部位に配設してあり、該移動体の移動量
を検出して、ディスプレイ上の表示物体を移動させる移
動信号を発生する移動信号発生装置と、前記移動体の表
面のうち、前記移動体を把持している指によって押付操
作される部位に配されたファンクション押釦と、前記台
座上であって、該移動体の下側の部位に配設してあり、
前記ファンクション押釦が押付操作されたときに所望の
指令信号を発生する指令信号発生部とよりなる構成であ
る。

【００１１】請求項２の発明は、請求項１のファンクシ
ョン押釦を、前記移動体の表面のうち、作業者が該移動
体を把持するときに指先が当接する部位に対して、該移
動体の周辺側に偏倚した部位及び該移動体の頂部に偏倚
した部位に配設した構成としたものである。

【００１２】請求項３の発明は、請求項１の移動体を、
作業者が該移動体を把持するときに指先が当接する部位
に、凹部を有する構成としたものである。

【００１３】請求項４の発明は、請求項１の移動体を、
作業者が該移動体を把持するときに指先が当接する部位
に、溝を有する構成としたものである。

【００１４】請求項５の発明は、請求項１の入力装置に
おいて、該移動体を該台座とが相対向する部位に、該移
動体と該台座のうち、一方に半球状の凸部、他方に該半
球状凸部が嵌合する半球状の凹部を更に有する構成とし
たものである。

【００１５】請求項６の発明は、請求項１の台座を、該
移動体を支持する台座本体部と、該台座本体部上に支持
された該移動体の前方に配され、テンキーが配されたキ
ーボード部とよりなる構成としたものである。

【００１６】

【作用】請求項１の発明において、ファンクション押釦
を移動体の表面に設けた構成は、移動体を移動させる操
作を行う手の指によってファンクション押釦を押付操作
することを可能とするように作用する。

【００１７】移動体を台座上で移動可能とした構成は、
台座は動かさずに移動信号を発生させる。

【００１８】請求項２の発明において、ファンクション
押釦を指先が当接する部位に対して、周辺側と頂部側と
に配設した構成は、一の指によって二つの押釦を操作可
能とするように作用する。

【００１９】請求項３の発明において、凹部は、作業者
に指の位置を感触的に知覚させるように作用する。

【００２０】請求項４の発明において、溝は、すべり止
めとして作用する。

【００２１】請求項５の発明において、半球状の凸部と
凹部とは、移動体の無用な移動を制限し、或いは、作業
者にクリック感を与える。

【００２２】請求項６において、台座部と一体のキーボ
ード部は、移動体を把持している手の指が、テンキーを
操作することを可能とするように作用する。

【００２３】

【実施例】図１乃至図７は本発明の第１実施例の入力装
置１０を示す。

【００２４】この入力装置１０は、概略的にいえば、図
１３中のトラックボール３とファンクションボックス６
とを一体化した構成である。

【００２５】１１は台座であり、略円板状であり、下面
ににゴム足１２が設けてある。

【００２６】台座１１の上面には、中央に、上面に半球
状の凹部１３を有する柱部１４が形成してあり、且つこ
の周りの部位に、ロータ軸受台部１５，１６，１７が形
成してある。

【００２７】ロータ軸受台１５には、ロータ組立体１８
が、ロータ軸受台１６には、ロータ組立体１９が、ロー
タ軸受台１７には補助ロータ２０が嵌合して載置してあ
る。ロータ組立体１８，１９は、夫々ロータ１８ａ，１
９ａ及び被検出ロータ１８ｂ，１９ｂを有する。

【００２８】ロータ組立体１８はＸ軸に直交して、ロー
タ組立体１９はＹ軸に直交して配置してある。

【００２９】被検出ロータ１８ｂが検出器２１に対向
し、被検出ロータ１９ｂが検出器２２に対向している。

【００３０】検出器２１，２２は夫々被検出ロータ１８
ｂ，１９ｂの回転量を検出する。

【００３１】被検出ロータ１８ｂと検出器２１とが、Ｘ
方向移動量検出装置２３を構成し、被検出ロータ１９ｂ
と検出器２２とが、Ｙ方向移動量検出装置２４を構成す
る。２５は回路基板組立体であり、台座１１上にねじ止
めしてある。

【００３２】上記の移動量検出装置２３，２４と回路基
板組立体２５とにより、移動信号を発生する移動信号発
生装置２６が構成されている。

【００３３】ここで、移動信号は、図６中、線Ｉで示す
ように、移動量に応じて移動速度を比例的に変化させる
ものである。

【００３４】また回路基板組立体２５の一部２７が、後
述するファンクション押釦の押付操作時に操作された押
釦に対応する指令信号を発生する指令信号発生部を構成
する。

【００３５】２８はケーブルであり、回路基板組立体２
３上のコネクタ２９と接続されて、外部に引き出されて
おり、コンピュータ本体（図示せず）と接続してある。

【００３６】３０は半球状の移動体であり、図５に示す
ように、平坦面とされた下面３１の中央の半球状の凸部
３２が上記凹部１３に嵌合し、且つ下面３１の中央を柱
部１４に支持され、且つ、図３及び図４に示すように、
下面３１のうち周方向上略三等分された部位を、補助ロ
ータ２０及びロータ１８ａ，１９ｂにより三点支持され
て、且つ四方を復帰用コイルばね３３により台座１１に
引き寄せられた状態で、台座１１上に支持されている。

【００３７】この移動体３０は、Ｘ−Ｙ面上任意の方向
に移動可能である。

【００３８】この移動体３０には、図２，図３に示すよ
うに前方の半円周に亘って、１０個のファンクション押
釦４１〜５０が二列に並んで配設してある。

【００３９】移動体３０のうち、頂部が作業者が掌を載
置する掌載置部分５３である。

【００４０】符号５４で示す帯状の部分が、作業者が右
手の掌を上記部分５３に載せ、移動体３０を把持しよう
としたときに指先が当たる指先当接帯状部分である。

【００４１】指先当接帯状部分５４には、親指の指先が
当接する部位に凹部５５、人差指の指先が当接する部位
に凹部５６、中指の指先が当接する部位に凹部５７、薬
指の指先が当接する部位に凹部５８、小指の指先が当接
する部位に凹部５９が形成してある。

【００４２】またこの指先当接帯状部分５４には、すべ
り止め用の溝６０が各凹部５５〜５９内も含めて形成し
てある。

【００４３】１０個の押釦４１〜５０のうち、押釦４１
〜４５が第１の押釦群６１を構成し、押釦４６〜５０が
第２の押釦群６２を構成する。

【００４４】第１の押釦群６１を構成する押釦４１〜４
５は、夫々前記凹部５５〜５９に対応する部位であっ
て、凹部５５〜５９よりも移動体３０の周縁６３側寄り
の部位に配設してある。

【００４５】第２の押釦群６２を構成する押釦４６〜５
０は、夫々前記凹部５５〜５９に対応する部位であっ
て、凹部５５〜５９よりも移動体３０の掌載置部分５３
寄りの部位に配設してある。

【００４６】これにより、凹部５５〜５９を基準として
みると、凹部５５については、移動体３０の周縁６３側
に押釦４１、頂部５３側に押釦４６が配されている。

【００４７】同様に、凹部５６を基準とすると、周縁６
３側に押釦４２、頂部５３側に押釦４７が配されてい
る。

【００４８】他の凹部５７，５８，５９についても、周
縁側に押釦４５，４４，４６、頂部側に押釦４８，４
９，５０が配されている。

【００４９】即ち、押釦４１は、凹部５５に当接してい
る親指を伸ばしたときに親指によって押される部位に、
押釦４６は、折り曲げた親指によって押される部位に位
置している。

【００５０】押釦４２，４３，４４，４５は、夫々伸ば
した人差し指、中指、薬指、小指によって押される部位
に、位置しており、押釦４７，４８，４９，５０は、夫
々折り曲げた人指し指、中指、薬指、小指によって押さ
れる部位に位置している。

【００５１】また、各押釦４１〜５０の機能は、次の通
りである。

【００５２】押釦４１−複写用押釦 押釦４２−ファイル用押釦 押釦４３−指示位置決定用押釦 押釦４４−指示位置選択用押釦 押釦４５−拡大用押釦 押釦４６−表示物体移動用押釦 押釦４７−表示物体回転用押釦 押釦４８−三次元用押釦 押釦４９−ウィンドウ用押釦 押釦５０−縮小用押釦 次に、上記構成になる入力装置１０の操作について説明
する。

【００５３】入力装置１０は、コンピュータと対話的に
操作される。

【００５４】作業者は、図７に示すように、右掌７０の
掌７１を移動体３０の頂部５３に載置し、親指７２、人
指し指７３、中指７４、薬指７５、小指７６を夫々のホ
ームポジションである凹部５５〜５９に当てがって、移
動体３０を把持する。

【００５５】コンピュータのＣＲＴディスプレイ（図１
３参照）を見ながら、手首を動かして、ポインタ２（図
１３参照）を動かしたい方向へ、移動体３０を台座１１
上で動かす。

【００５６】移動体３０は、ロータ１８ａ，１９ａ，２
０により支持されつつ、且つこれらを回動させつつ動か
される。

【００５７】ロータ１８ａと一体に被検出ロータ１８ｂ
が回転し、移動体３０のＸ方向の移動量がＸ方向移動量
検出装置２３によって検出される。

【００５８】また、ロータ１９ａと一体に被検出ロータ
１９ｂが回転し、移動体３０のＹ方向の移動量がＹ方向
移動量検出装置２４によって検出される。

【００５９】各装置２３，２４による検出に応じて、装
置２６よりポインタの移動方向と移動速度を含む移動信
号が出力され、コンピュータに入力されポインタがＣＲ
Ｔディスプレイ上を所望の方向に移動する。

【００６０】ポインタがＣＲＴディスプレイ上所望の位
置近くにまで移動したときに、移動体３０を元の位置に
復帰させる。

【００６１】これにより、ポインタの移動速度は低速と
なって遂には停止し、ポインタの所望位置への移動が完
了する。

【００６２】ここで、移動体３０の元の位置への戻り
は、ばね３３のばね力を利用して円滑に行われる。

【００６３】また、元の位置へ復帰したことは、図５に
示すように凸部３２が凹部１３内にクリック的に嵌入し
たときの小さい衝撃を作業者が感知することにより分か
る。また、凸部３２と凹部１３とは、移動体３０を初期
の位置から容易に動かないように、初期の位置に保持す
る機能を有する。

【００６４】ポインタの所望位置への移動が完了する
と、例えば、図７に示すように、人指し指７３を伸ばし
て押釦４２に当てがってこれを押す。

【００６５】これにより、コンピュータにはファイル指
令が送られ、ＣＲＴディスプレイ上においてファイルが
開かれる。

【００６６】次いで、再び移動体３０を操作して、ファ
イルが表示されているＣＲＴディスプレイ上においてポ
インタを動かし、別の押釦を押す。

【００６７】この操作を繰り返すことにより、所望のデ
ータが作成される。

【００６８】上記より分かるように、データを作成する
作業は、全て右手だけで済み、しかも手首から先の操作
だけで足り、両手を必要としていた従来に比べて操作性
が良い。

【００６９】また、入力装置１０自体は掌に略収まる小
さいサイズであり、且つ入力装置自体は動かさなくても
よいため、操作時に入力装置１０が実質上専有する平面
スペースは狭い。

【００７０】このため、コンピュータへ入力する作業
を、例えば膝の上で行うことが出来る。

【００７１】図８は、本発明の第２実施例になる入力装
置８０を示す。

【００７２】この入力装置８０は、移動体８１が、略回
転楕円体を半截した形状である構成である。

【００７３】図９は、本発明の第３実施例になる入力装
置９０を示す。

【００７４】移動体９１は、略半球状をなし、中央の垂
下脚部９２の下端の球部９３を、台座１１Ａ上の軸受部
９４により支持されている。

【００７５】移動体９１には、複数の押釦（図示せず）
が前記と同様に配設してある。

【００７６】移動体９１は、掌によって球部９３を中心
に回動するように操作され、ロータ９５を回動させつつ
移動され、このときの移動体９１の移動量が、ロータ９
５と一体に回転する被検出ロータ９６と検出器９７とに
よって検出される。

【００７７】図１０は、本発明の第４実施例の入力装置
１００を示す。

【００７８】略半球状の移動体１０１は、中央の垂下脚
部１０２を、円錐形状のコイルばね１０３により支持さ
れており、矢印方向に移動可能である。

【００７９】上記以外は、前記第３実施例のものと同一
である。

【００８０】図１１は本発明の第５実施例の入力装置１
１０を示す。

【００８１】１１１は赤外線信号送信窓であり、台座１
１に設けてあり、移動体３０の操作に応じた移動信号及
び種々の指令をコンピュータに設けてある受信部に送り
出す。

【００８２】入力装置１１０は、赤外線信号送信窓１１
１を設けていることにより、前記のケーブル２８は不要
となっている。

【００８３】図１２は本発明の第６実施例の入力装置１
２０を示す。

【００８４】移動体は例えば図２に示すものと同じ構造
である。

【００８５】１２１は台座であり、移動体３０が載置さ
れる台座本体部１２１ａと、この前方に移動体３０と略
同じ高さに形成され、数字入力のための複数のテンキー
１２２が配されたキーボード部１２１ｂとよりなる構成
である。

【００８６】作業者は、掌を移動体３０上にのせたまま
指を伸ばすことにより、テンキー１２２を操作すること
ができる。

【００８７】

【発明の効果】以上説明した様に、請求項１の発明によ
れば、片手だけの操作によってディスプレイ上の表示物
体の移動と、コンピュータの制御とを行うことが出来、
操作性の向上を図ることが出来る。

【００８８】また、ファンクション押釦を移動体に設け
た構成は、ファンクション押釦を移動体とは別のユニッ
トに設けた構成に比べて、入力装置本体を小型に構成出
来る。

【００８９】また、台座は動かず、移動体が台座上で移
動する構成であるため、入力操作時においても台座以上
のスペースは必要でなく、即ち入力操作のためのスペー
スを実質上不要とし得、例えば膝の上でも操作すること
が出来、この点でも操作性の向上を図ることが出来る。

【００９０】請求項２の発明によれば、一の指によって
二つの押釦を操作することが出来、然してその分多くの
押釦を配設することが出来、その分多種の指令を入力す
ることが出来、機能の拡大を図ることが出来る。

【００９１】請求項３の発明によれば、作業者に指先の
ホームポジションを感覚的に知らしめることが出来、押
釦を誤って押す誤操作を防止することが出来、使い勝手
を向上し得る。

【００９２】請求項４の発明によれば、指先がすべるこ
とを防止出来、移動体の移動についての操作性を向上し
得る。

【００９３】請求項５の発明によれば、移動体が初期の
位置から無用に移動してしまう誤動作を防止出来、また
移動体が初期の位置へ復帰したとこをクリック感により
作業者に伝えることが出来、操作性の向上を図ることが
出来る。

【００９４】請求項６の発明によれば、キーボード部が
台座部と一体化されているため、キーボードユニットを
別途備えた場合に比べて、小型化を図ることが出来ると
共に操作性を向上させることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の入力装置の分解斜視図で
ある。

【図２】図１の入力装置の斜視図である。

【図３】図２の入力装置の平面図である。

【図４】図２の入力装置の側面図である。

【図５】図２の入力装置の中央部を示す図である。

【図６】移動信号を説明する図である。

【図７】図２の入力装置の操作状態を示す図である。

【図８】本発明の第２実施例の入力装置を示す図であ
る。

【図９】本発明の第３実施例の入力装置を示す図であ
る。

【図１０】本発明の第４実施例の入力装置を示す図であ
る。

【図１１】本発明の第５実施例の入力装置を示す図であ
る。

【図１２】本発明の第６実施例の入力装置を示す図であ
る。

【図１３】従来の入力装置の一例を示す図である。

【符号の説明】

１０，８０，９０，１００，１１０，１２０ 入力装置 １１ 台座 １３ 凹部 １４ 柱部 １５，１６，１７ ロータ軸受台部 １８，１９ ロータ組立体 １８ａ，１９ａ ロータ １８ｂ，１９ｂ 被検出ロータ ２０ 補助ロータ ２１，２２ 検出器 ２３ Ｘ方向移動量検出装置 ２４ Ｙ方向移動量検出装置 ２５ 回路基板組立体 ２６ 移動信号発生装置 ２７ 指令信号発生部 ２８ ケーブル ３０ 半球状の移動体 ３１ 平坦下面 ３２ 半球状凸部 ３３ 復帰用コイルばね ４１〜５０ ファンクション押釦 ５３ 掌載置部分（頂部） ５４ 指先当接帯状部分 ５５〜５９ 凹部 ６０ すべり止め用溝 ６１ 第１の押釦群 ６２ 第２の押釦群 ６３ 周縁 ７０ 右手 ７１ 掌 ７２ 親指 ７３ 人指し指 ７４ 中指 ７５ 薬指 ７６ 小指 ８１ 移動体 ９１ 移動体 ９２ 脚部 ９３ 球部 ９４ 軸受部 ９５ ロータ ９６ 被検出ロータ ９７ 検出器 １０１ 移動体 １０２ 垂下脚部 １０３ コイルばね １１０ 入力装置 １１１ 赤外線送信窓 １２１ 台座 １２１ａ 台座本体部 １２１ｂ キーボード部 １２２ テンキー

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−219123（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−168311（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−167924（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−175137（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−116341（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−74334（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−119233（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−192435（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06F 3/033 - 3/037 G06F 3/00 601 - 680 G09G 5/00 - 5/40

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンピュータと対話的に操作されて該コ
   ンピュータに信号を入力する装置において、台座（１
   １）と、実質上半球状の形状を有し、前記台座（１１）
   上に任意の方向に移動可能に支持されており、作業者が
   掌をのせ指先で把持して上記台座（１１）上を所望の方
   向に操作される移動体（３０，８１）と、前記台座（１
   １）上であって該移動体（３０）の下側の部位に配設し
   てあり、該移動体（３０）の移動量を検出して、ディス
   プレイ（１）上の表示物体（２）を移動させる移動信号
   を発生する移動信号発生装置（２６）と、前記移動体
   （３０）の表面のうち、前記移動体を把持している指に
   よって押付操作される部位に配されたファンクション押
   釦（４１〜５０）と、前記台座（１１）上であって該移
   動体（３０）の下側の部位に配設してあり、前記ファン
   クション押釦が押付操作されたときに所望の指令信号を
   発生する指令信号発生部（２７）とよりなることを特徴
   とする入力装置。
2. 【請求項２】 請求項１のファンクション押釦（４１〜
   ５０）は、前記移動体の表面のうち、作業者が該移動体
   を把持するときに指先が当接する部位（５４）に対し
   て、該移動体の周辺側に偏倚した部位及び該移動体の頂
   部に偏倚した部位に配設された構成としたことを特徴と
   する入力装置。
3. 【請求項３】 請求項１の移動体は、作業者が該移動体
   を把持するときに指先が当接する部位（５４）に、凹部
   （５５〜５９）を有する構成としたことを特徴とする入
   力装置。
4. 【請求項４】 請求項１の移動体は、作業者が該移動体
   を把持するときに指先が当接する部位（５４）に、溝
   （６０）を有する構成としたことを特徴とする入力装
   置。
5. 【請求項５】 請求項１の入力装置において、該移動体
   を該台座とが相対向する部位に、該移動体と該台座のう
   ち、一方に半球状の凸部（３２）、他方に該半球状凸部
   （３２）が嵌合する半球状の凹部（３）を更に有する構
   成としたことを特徴とする入力装置。
6. 【請求項６】 請求項１の台座（１２１）は、該移動体
   （３０）を支持する台座本体部（１２１ａ）と、該台座
   本体部（１２１ａ）上に支持された該移動体（３０）の
   前方に配され、テンキー（１２２）が配されたキーボー
   ド部（１２１ｂ）とよりなる構成であることを特徴とす
   る入力装置。