JP3169565U

JP3169565U - コンピュータ入力装置の三次元制御装置

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Publication number: JP3169565U
Application number: JP2011002934U
Authority: JP
Inventors: 合▲すう▼ 呉; 志岷劉
Original assignee: KYE Systems Corp
Current assignee: KYE Systems Corp
Priority date: 2010-11-17
Filing date: 2011-05-25
Publication date: 2011-08-04
Anticipated expiration: 2021-05-25
Also published as: US20120119986A1; CN102467233A; TW201222332A; DE202011101251U1

Abstract

【課題】コンピュータ入力装置の三次元制御装置を提供する。【解決手段】複数のセンサユニット１２、１４、１６、１８を設置した第１部材１０と、複数の送信コイル２２、２４、２６、２８を設置した第２部材２０を具え、第１部材の各センサユニットは、それぞれ２つの相互に隣接する受信コイル１２a,１２b、１４a，１４b、１６a，１６b、１８a，１８bを有し、第２部材を、第１部材に相対して配置して、相対的に前後、左右、上下の三次元の多軸方向運動を行うことにより、これらの送信コイルに対する受信コイルの相対位置関係の変化による受信信号の大小に基づき、三次元の位置変化の情報を取得して三次元制御を行う。【選択図】図２２

Description

本考案は、信号制御装置に関し、特に、コンピュータ入力装置の三次元制御装置に関する。

情報技術の発展に伴い、益々多くの関連する電子製品が開発され、市場の要求に適合し、コンピュータがより容易に使用者に操作させられるようになっている。昨今のポインタ制御システムは、主に、マウス及びデジタルセンサボードを操作するものであり、使用者が必要に応じて選択し、例えば、使用者がグラフィックソフトウェアの操作を行う必要があれば、デジタルボードを選択し、製図を行うことができる。

三次元グラフィックソフトウェア及び三次元表示技術の絶え間ない進歩により、使用者の三次元システム操作制御に対する要求も益々高まっている。しかしながら、一般の指向装置、例えば、最もよく使用するマウスは、二次元の入力信号のみを提供する。一般のマウスを用いて三次元システムの操作を行う場合、使用者にとって、それは、使用上、不便である。

これに鑑みて、公知技術は、三次元マウス（3D mouse）を提示し、使用者に多次元操作制御信号の操作を行わせている。米国特許US6753519において、三次元マウスを開示しており、この特許の特徴は、光学電子部材の配列方式を利用し、2つの物体の間の相対移動又は相対位置を検出している。

特開平９−１９０２７９号公報特開平１−１８４５７３号公報

しかしながら、光学電子部材によって、物体の相対移動又は相対位置を検出する場合、光学検出装置（例えば、電荷結合部材（Charge-coupled Device））と共に、読み取られたイメージデータから識別するためのプログラムを組み合わせ、相対移動又は相対位置を計算する必要がある。従って、公知技術の三次元マウスは、製造上すこぶる複雑な部材を必要とし、それに伴って生産コスト上昇する。また、発光部材及び光学検出装置は、一定の体積を占有する必要がある。従って、公知技術の三次元マウスは、体積を縮小するためには大きな技術挑戦を伴う。

公知技術が提示する三次元マウスの生産コストが過度に高い問題に鑑みて、本考案は、コンピュータ入力装置の三次元制御装置を提示する。

本考案が提示するコンピュータ入力装置の三次元制御装置は、少なくとも３つのセンサユニット及び少なくとも１つの送信コイルを具える。各センサユニットは、２つの隣り合う受信コイルを有する。送信コイルは、３つのセンサユニットの間に介し、送信コイルは、３つのセンサユニットに相対し多軸方向運動し、３つのセンサユニット中の各受信コイルの受信信号の関係を変化させ、制御を行う。

本考案のコンピュータ入力装置の三次元制御装置は、第１部材及び第２部材を具え、第１部材は、少なくとも３つのセンサユニットを有し、各センサユニットは、２つの隣り合う受信コイルを有する。第２部材は、少なくとも１つの送信コイルを具え、送信コイルは、３つのセンサユニットの間に配置する。第１部材及び第２部材は、多軸方向運動可能な関係により相互に設置される。多軸方向運動は、送信コイルの３つのセンサユニット中の各受信コイルの受信信号に対応する関係を変化させることができる。この３つのセンサユニットは、受信信号に基づき、少なくとも６種の制御信号を発生する。

本考案の一実施例に基づき、本考案が更に開示するコンピュータ入力装置の三次元制御装置は、第１部材及び第２部材を具える。第１部材は、少なくとも３つのセンサユニットを具え、各センサユニットは、２つの隣り合う受信コイルを有する。第２部材は、少なくとも３つの送信コイルを具え、且つ３つの送信コイル及び該３つのセンサユニットは、一対一の方式で対応設置される。そのうち、第１部材及び第２部材は、多軸方向運動可能な関係により相互に設置される。多軸方向運動は、送信コイルの３つのセンサユニット中の各受信コイルの受信信号に対応する関係を変化させることができる。この３つのセンサユニットは、受信信号に基づき、少なくとも１０種の制御信号を発生する。

本考案の一実施例に基づき、本考案が更に開示するコンピュータ入力装置の三次元制御装置は、第１部材及び第２部材を具える。第１部材は、少なくとも４つのセンサユニットを具え、各センサユニットは、２つの隣り合う受信コイルを有する。第２部材は、少なくとも４つの送信コイルを具え、且つ４つの送信コイル及び該４つのセンサユニットは、一対一の方式で対応設置される。そのうち、第１部材及び第２部材は、多軸方向運動可能な関係により相互に設置される。多軸方向運動は、送信コイルの４つのセンサユニット中の各受信コイルの受信信号に対応する関係を変化させることができる。この４つのセンサユニットは、受信信号に基づき、少なくとも１２種の制御信号を発生する。

本考案は、必要とする送信コイル及び受信コイルが少なくテすみ、受信コイルの受信信号関係に基づき、多くは１２種に達する制御信号を発生し、三次元制御を行うことができる。従って、本考案が提示するコンピュータ入力装置の三次元制御装置は、構造上相対的にであり、製造コストを節減できるだけでなく、体積を効果的に低減させることができ、その他のコンピュータ周辺装置との統合に有利である。

本考案の第１実施例の説明図である。本考案の第１実施例の位置関係説明図である。本考案の第１実施例の位置関係説明図である。本考案の第１実施例の位置関係説明図である。本考案の第１実施例の多軸方向運動の説明図である。本考案の第１実施例の多軸方向運動の説明図である。本考案の第１実施例の多軸方向運動の説明図である。本考案の第１実施例の多軸方向運動の説明図である。本考案の第１実施例の多軸方向運動の説明図である。本考案の第１実施例の多軸方向運動の説明図である。本考案の第１実施例の多軸方向運動の説明図である。本考案の第１実施例の多軸方向運動の説明図である。本考案の第１実施例の多軸方向運動の説明図である。本考案の第１実施例の多軸方向運動の説明図である。本考案の第１実施例の多軸方向運動の説明図である。本考案の第１実施例の多軸方向運動の説明図である。本考案の第２実施例の相対位置説明図である。本考案の第２実施例の相対位置説明図である。本考案の第３実施例の説明図である。本考案の第３実施例の位置関係説明図である。本考案の第３実施例の位置関係説明図である。本考案の第４実施例の説明図である。本考案の第４実施例の相対位置説明図である。本考案の第４実施例の相対位置説明図である。本考案の第４実施例の多軸方向運動の説明図である。本考案の第４実施例の多軸方向運動の説明図である。本考案の第４実施例の多軸方向運動の説明図である。本考案の第４実施例の多軸方向運動の説明図である。本考案の第４実施例の多軸方向運動の説明図である。本考案の第４実施例の多軸方向運動の説明図である。本考案の第４実施例の多軸方向運動の説明図である。本考案の第４実施例の多軸方向運動の説明図である。本考案の第４実施例の多軸方向運動の説明図である。本考案の第４実施例の多軸方向運動の説明図である。本考案の第４実施例の多軸方向運動の説明図である。本考案の第４実施例の多軸方向運動の説明図である。本考案の第４実施例の多軸方向運動の説明図である。本考案の第４実施例の多軸方向運動の説明図である。本考案の第４実施例の多軸方向運動の説明図である。本考案の第４実施例の多軸方向運動の説明図である。本考案の第４実施例の多軸方向運動の説明図である。本考案の第４実施例の多軸方向運動の説明図である。本考案の第４実施例の多軸方向運動の説明図である。本考案の第４実施例の多軸方向運動の説明図である。本考案の第４実施例の多軸方向運動の説明図である。本考案の第４実施例の多軸方向運動の説明図である。本考案の第４実施例の多軸方向運動の説明図である。本考案の第４実施例の多軸方向運動の説明図である。

以下に実施例によって、詳細に本考案の特徴及び利点を説明する。その説明によれば、当業者が容易に本考案の技術内容を理解可能であり、本明細書が開示する内容、請求範囲及び図面に基づき、当業者は容易に実施することができる。

図１は、本考案の第１実施例の説明図である。本考案が提示するコンピュータ入力装置の三次元制御装置は、３つのセンサユニット及び第１送信コイル２２を具える。この実施例において、３つのセンサユニットは、第１センサユニット１２、第２センサユニット１４及び第３センサユニット１６である。

各センサユニットは、２つの隣り合う受信コイルを具える。即ち、第１センサユニット１２は、第１受信コイル１２ａ及び第２受信コイル１２ｂを具え、且つ第１受信コイル１２ａ及び第２受信コイル１２ｂの周縁は、相互に隣接する。
同様に、第２センサユニット１４は、相互に隣り合う第３受信コイル１４ａ及び第４受信コイル１４ｂを具え、第３センサユニット１６は、相互に隣り合う第５受信コイル１６ａ及び第６受信コイル１６ｂを具える。

図２は、図１に示した第１送信コイル２２と第１センサユニット１２、第２センサユニット１４及び第３センサユニット１６との相対的な位置関係の説明図である。図面に垂直な方向から見て、第１送信コイル２２は、第１センサユニット１２、第２センサユニット１４及び第３センサユニット１６の間に配置する。第１送信コイル２２から第１センサユニット１２、第２センサユニット１４及び第３センサユニット１６までの間隔は、同一距離である。第１センサユニット１２、第２センサユニット１４及び第３センサユニット１６は、それぞれ第１送信コイル２２を中心にして９０度方向、２１０度方向及び０度方向に位置する。

図３及び図４は、図１に示した第１送信コイル２２と第１センサユニット１２、第２センサユニット１４及び第３センサユニット１６との位置関係を側方から見た図である。

図３の配置において、第１センサユニット１２、第２センサユニット１４及び第３センサユニット１６は、第１部材１０の表面上に配置し、第１送信コイル２２は、第２部材２０の表面に配置し、該第２部材２０は、第１部材１０の上方に配置する。使用者は、第２部材２０に対し操作制御を行い、多軸方向運動の制御を行う。

図４の配置において、第１センサユニット１２、第２センサユニット１４及び第３センサユニット１６は、第１部材１０の表面上に配置し、第１送信コイル２２は、第２部材２０の表面に配置し、該第１部材１０は、第２部材２０の上方に配置する。使用者は、第１部材１０に対し操作制御を行い、多軸方向運動の制御を行う。

第２部材２０に対して三次元操作を行うと、第２部材２０に配置された第１送信コイル２２に対して、第１センサユニット１２、第２センサユニット１４及び第３センサユニット１６の位置関係が相対的に変化し、第１センサユニット１２、第２センサユニット１４及び第３センサユニット１６中の各受信コイル１２ａ，１２ｂ，１４ａ，１４ｂ，１６ａ，１６ｂは、それぞれの位置関係に応じて異なる強弱の受信信号を受信する。これらの異なる強弱の信号の間の関係は、デジタル処理装置に伝送され、デジタル処理装置の演算によって、これら異なる強弱の受信信号を制御信号に変換し、三次元制御を行う。
多軸方向運動が対応する受信信号は、以下に説明する。

多軸方向運動は、少なくとも前後左右に移動及び上下の移動とする。本考案において、「前」の定義は、図２中のＹ軸の矢印方向であり、「後」の定義は、図２中のＹ軸の逆方向であり、「左」の定義は、図２中のＸ軸の矢印の逆方向であり、「右」の定義は、図２中のＸ軸の方向であり、「上」の定義は、図３又は図４中のＺ軸の矢印方向であり、「下」の定義は、図３又は図４中のＺ軸の逆方向である。

図５〜図１６は、本考案の第１実施例の多軸方向運動の説明図である。

図５及び図６において、使用者の操作が前向き（Ｙ軸方向）移動である時、第１送信コイル２２は、第１受信コイル１２ａ及び第２受信コイル１２ｂに接近する方向に移動し、同時に第１送信コイル２２は、第３受信コイル１４ａ、第４受信コイル１４ｂ、第５受信コイル１６ａ及び第６受信コイル１６ｂから離れる。従って、第１受信コイル１２ａ及び第２受信コイル１２ｂが受信する信号強度は、大きくなり、第３受信コイル１４ａ、第４受信コイル１４ｂ、第５受信コイル１６ａ及び第６受信コイル１６ｂが受信する信号強度は、小さくなる。

図７及び図８において、使用者の操作が右向き（Ｘ軸方向）移動である時、第１送信コイル２２は、第５受信コイル１６ａ及び第６受信コイル１６ｂに接近する方向に移動し、同時に第１送信コイル２２は、第１受信コイル１２ａ、第２受信コイル１２ｂ、第３受信コイル１４ａ及び第４受信コイル１４ｂから離れる。従って、第５受信コイル１６ａ及び第６受信コイル１６ｂが受信する信号強度は、大きくなり、第１受信コイル１２ａ、第２受信コイル１２ｂ、第３受信コイル１４ａ及び第４受信コイル１４ｂが受信する信号強度は、小さくなる。

図９及び図１０において、使用者の操作が後向き（Ｙ軸逆方向）移動である時、第１送信コイル２２は、第３受信コイル１４ａ及び第４受信コイル１４ｂに接近する方向に移動し、同時に第１送信コイル２２は、第１受信コイル１２ａ、第２受信コイル１２ｂ、第５受信コイル１６ａ及び第６受信コイル１６ｂから離れる。また、第１送信コイル２２から第４受信コイル１４ｂまでの距離は、第１送信コイル２２から第３送信コイル１４ａまでの距離より近い。従って、第１受信コイル１２ａ及び第２受信コイル１２ｂ、第５受信コイル１６ａ及び第６受信コイル１６ｂが受信する信号強度は、小さくなり、第３受信コイル１４ａ、第４受信コイル１４ｂが受信する信号強度は、大きくなり、第４受信コイル１４ｂは、第３受信コイル１４ａの信号強度より大きくなる。

図１１及び図１２において、使用者の操作が左向き（Ｘ軸逆方向）移動である時、第１送信コイル２２は、第３受信コイル１４ａ及び第４受信コイル１４ｂに接近する方向に移動し、同時に第１送信コイル２２は、第１受信コイル１２ａ、第２受信コイル１２ｂ、第５受信コイル１６ａ及び第６受信コイル１６ｂから離れる。また、第１送信コイル２２から第３受信コイル１４ａまでの距離は、第１送信コイル２２から第４送信コイル１４ｂまでの距離より近い。従って、第１受信コイル１２ａ及び第２受信コイル１２ｂ、第５受信コイル１６ａ及び第６受信コイル１６ｂが受信する信号強度は、小さくなり、第３受信コイル１４ａ、第４受信コイル１４ｂが受信する信号強度は、大きくなり、第３受信コイル１４ａは、第４受信コイル１４ｂの信号強度より大きくなる。

図１３及び図１４において、使用者の操作がＺ軸方向移動である時、第１送信コイル２２は、同時に第１受信コイル１２ａ及び第２受信コイル１２ｂ、第３受信コイル１４ａ、第４受信コイル１４ｂ、第５受信コイル１６ａ及び第６受信コイル１６ｂから離れる方向に移動する。従って、第１受信コイル１２ａ及び第２受信コイル１２ｂ、第３受信コイル１４ａ及び第４受信コイル１４ｂ、第５受信コイル１６ａ及び第６受信コイル１６ｂが受信する信号強度が受信する信号強度は、何れも小さくなる。

図１５及び図１６において、使用者の操作がＺ軸逆方向移動である時、第１送信コイル２２は、同時に第１受信コイル１２ａ、第２受信コイル１２ｂ、第３受信コイル１４ａ、第４受信コイル１４ｂ、第５受信コイル１６ａ及び第６受信コイル１６ｂに接近する方向に移動する。従って、第１受信コイル１２ａ及び第２受信コイル１２ｂ、第３受信コイル１４ａ、第４受信コイル１４ｂ、第５受信コイル１６ａ及び第６受信コイル１６ｂが受信する信号強度は、何れも大きくなる。

上記の方式によって、第１受信コイル１２ａ、第２受信コイル１２ｂ、第３受信コイル１４ａ、第４受信コイル１４ｂ、第５受信コイル１６ａ及び第６受信コイル１６ｂが受信する信号の相対する大きさ（大きくなるか、小さくなる）の関係に基づき、第５受信コイル１６ａ及び第６受信コイル１６ｂは、相互の間の信号の大小に基づき、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」の操作にそれぞれ対応し、６種の制御信号を発生することができる。

上記の操作では、信号の相対的な大きさの関係を検出する。これらの受信信号を複数ビットのデジタル信号に変換して組み合わせることにより、例えば、「前傾」、「後傾」、「左傾」及び「右傾」等に対応するより多種類の制御信号を作り出すことができる。

このコンピュータ入力装置の三次元制御装置は、一般のコンピュータ周辺装置に統合することによって、例えば、マウス又はキーボード中、ポータブルデジタル装置中に統合し、使用者の操作上の利便性を増加することができる。

図１７及び図１８は、本考案の第２実施例の構成要素の相対的な位置の説明図である。本考案が提示するコンピュータ入力装置の三次元制御装置は、第１部材１０及び第２部材２０を具える。この三次元制御装置は、前記三次元制御装置の応用である。

第１部材１０は、第１センサユニット１２、第２センサユニット１４及び第３センサユニット１６を具える。各センサユニットは、２つの隣り合う受信コイルを具える。即ち、第１センサユニット１２は、第１受信コイル１２ａ及び第２受信コイル１２ｂを具え、且つ第１受信コイル１２ａ及び第２受信コイル１２ｂの外周は、相互に隣接する。同様に、第２センサユニット１４は、相互に隣り合う第３受信コイル１４ａ及び第４受信コイル１４ｂを具え、第３センサユニット１６は、相互に隣り合う第５受信コイル１６ａ及び第６受信コイル１６ｂを具える。

第２部材２０は、第１送信コイル２２を具え、第１送信コイル２２は、第１センサユニット１２、第２センサユニット１４及び第３センサユニット１６の間に配置する。

第１部材１０は、基台であり、その他の装置上に固定する。第２部材２０上にロッド体３０を具える。第１部材１０及び第２部材２０の間は、バネ又はその他の接続部材を介して相互に接続し、使用者が第２部材２０上のロッド体３０を操作し、多軸方向の運動を行う。

図１９は、本考案の第３実施例の説明図であり、第１部材１０及び第２部材２０を具える。

第１部材１０は、第１センサユニット１２、第２センサユニット１４及び第３センサユニット１６を具える。第１センサユニット１２は、第１部材１０の中心からＸ軸を基準にして反時計周りに９０度方向に配置され、第２センサユニット１４は、第１部材１０中心点の１８０度方向に配置され、且つ第３センサユニット１６は、第１部材１０中心点の０度方向に配置される。第１センサユニット１２は、相互に隣り合う第１受信コイル１２ａ及び第２受信コイル１２ｂを具え、第１受信コイル１２ａは、第２受信コイル１２ｂの左方に設置される。第２センサユニット１４は、相互に隣り合う第３受信コイル１４ａ及び第４受信コイル１４ｂを具え、第３受信コイル１４ａは、第４受信コイル１４ｂの上方に設置される。第３センサユニット１６は、相互に隣り合う第５受信コイル１６ａ及び第６受信コイル１６ｂを具え、第５受信コイル１６ａは、第６受信コイル１６ｂの上方に設置される。

第２部材２０は、第１送信コイル２２、第２送信コイル２４及び第３送信コイル２６を具える。

図２０及び図２１は、本考案の第３実施例の相対位置の説明図であって、第２部材２０上にロッド体３０を具える。使用者は、ロッド体３０を操作し、第２部材２０を第１部材１０に対して相対的に、多軸方向運動を行うことができる。

第１送信コイル２２、第２送信コイル２４及び第３送信コイル２６は、一対一の対応関係により、第１センサユニット１２、第２センサユニット１４及び第３センサユニット１６の上に相対して設置する。更に、第１送信コイル２２は、第１受信コイル１２ａ及び第２受信コイル１２ｂの間の上方に設置され、第２送信コイル２４は、第３受信コイル１４ａ及び第４受信コイル１４ｂの間の上方に設置され、第３送信コイル２６は、第５受信コイル１６ａ及び第６受信コイル１６ｂの間の上方に設置される。

第２部材２０が前向きに移動する時、第１送信コイル２２は、第１受信コイル１２ａ及び第２受信コイル１２ｂから離れる方向に移動し、同時、第２送信コイル２４は、第３受信コイル１４ａに接近し、第４受信コイル１４ｂから離れ、第３送信コイル２６は、第５受信コイル１６ａに接近し、第６受信コイル１６ｂから離れる。従って、第３受信コイル１４ａ及び第５受信コイル１６ａが受信する信号強度は、大きくなり、第１受信コイル１２ａ、第２受信コイル１２ｂ、第４受信コイル１４ｂ及び第６受信コイル１６ｂが受信する信号強度が小さくなる。

第２部材２０が右向きに移動する時、第１送信コイル２２は、第２受信コイル１２ｂを接近し、第１受信コイル１２ａから離れ、第２送信コイル２４は、同時に第３受信コイル１４ａ及び第４受信コイル１４ｂから離れ、且つ第３送信コイル２６は、第５受信コイル１６ａ及び第６受信コイル１６ｂから離れる。従って、第２受信コイル１２ｂが受信する信号強度が大きくなり、第１受信コイル１２ａ、第３受信コイル１４ａ、第４受信コイル１４ｂ、第５受信コイル１６ａ及び第６受信コイル１６ｂが受信した信号強度が小さくなる。

第２部材２０が後向きに移動する時、第１送信コイル２２は、第１受信コイル１２ａ及び第２受信コイル１２ｂから離れる方向に移動し、同時に、第２送信コイル２４は、第４受信コイル１４ｂに接近し、第３受信コイル１４ａから離れ、第３送信コイル２６は、第６受信コイル１６ｂに接近し、第５受信コイル１６ａから離れる。従って、第４受信コイル１４ｂ及び第６受信コイル１６ｂが受信した信号強度が大きくなり、第１受信コイル１２ａ、第２受信コイル１２ｂ、第３受信コイル１４ａ及び第５受信コイル１６ａが受信する信号強度が小さくなる。

第２部材２０が左向きに移動する時、第１送信コイル２２は、第１受信コイル１２ａに接近し、第２受信コイル１２ｂから離れ、第２送信コイル２４は、同時に第３受信コイル１４ａ及び第４受信コイル１４ｂから離れ、且つ第３送信コイル２６は、同時に第５受信コイル１６ａ及び第６受信コイル１６ｂから離れる。従って、第１受信コイル１２ａが受信する信号強度が大きくなり、第２受信コイル１２ｂ、第３受信コイル１４ａ、第４受信コイル１４ｂ及び第５受信コイル１６ａ及び第６受信コイル１６ｂが受信する信号強度が小さくなる。

第２部材２０が左向きに移動する時、第１送信コイル２２は、第１受信コイル１２ａに接近し、第２受信コイル１２ｂから離れ、第２送信コイル２４は、同時に第３受信コイル１４ａ及び第４受信コイル１４ｂから離れ、且つ第３送信コイル２６は、第６受信コイル１６ｂに接近し、第５受信コイル１６ａから離れる。従って、第４受信コイル１４ｂ及び第６受信コイル１６ｂが受信する信号強度が大きくなり、第１受信コイル１２ａ、第２受信コイル１２ｂ、第３受信コイル１４ａ及び第５受信コイル１６ａが受信する信号強度が小さくなる。

第２部材２０が上向きに移動する時、第１送信コイル２２は、第１受信コイル１２ａ及び第２受信コイル１２ｂから離れ、第２送信コイル２４は、第３受信コイル１４ａ及び第４受信コイル１４ｂから離れ、第３送信コイル２６は、第５受信コイル１６ａ及び第６受信コイル１６ｂから離れる。従って、第１受信コイル１２ａ、第２受信コイル１２ｂ、第３受信コイル１４ａ、第４受信コイル１４ｂ、第５受信コイル１６ａ及び第６受信コイル１６ｂが受信する信号強度が何れも小さくなる。

第２部材２０が下向きに移動する時、第１送信コイル２２は、第１受信コイル１２ａ及び第２受信コイル１２ｂに接近し、第２送信コイル２４は、第３受信コイル１４ａ及び第４受信コイル１４ｂに接近し、第３送信コイル２６は、第５受信コイル１６ａ及び第６受信コイル１６ｂに接近する。従って、第１受信コイル１２ａ、第２受信コイル１２ｂ、第３受信コイル１４ａ、第４受信コイル１４ｂ、第５受信コイル１６ａ及び第６受信コイル１６ｂが受信する信号強度が何れも大きくなる。

第２部材２０が右回転（順時計周り方向）する時、第１送信コイル２２は、第２受信コイル１２ｂに接近し、第１受信コイル１２ａから離れ、第２送信コイル２４は、第３受信コイル１４ａに接近し、第４受信コイル１４ｂから離れ、第３送信コイル２６は、第６受信コイル１６ｂに接近し、第５受信コイル１６ａから離れる。従って、第２受信コイル１２ｂ、第３受信コイル１４ａ、及び第６受信コイル１６ｂが受信する信号強度が大きくなる。第１受信コイル１２ａ、第４受信コイル１４ｂ及び第５受信コイル１６ａが受信する信号強度が小さくなる。

第２部材２０が左回転（反時計周り方向）する時、第１送信コイル２２は、第１受信コイル１２ａに接近し、第２受信コイル１２ｂから離れ、第２送信コイル２４は、第４受信コイル１４ｂに接近し、第３受信コイル１４ａから離れ、第３送信コイル２６は、第５受信コイル１６ａに接近し、第６受信コイル１６ｂから離れる。従って、第１受信コイル１２ａ、第４受信コイル１４ｂ及び第５受信コイル１６ａが受信する信号強度が大きくなる。第２受信コイル１２ｂ、第３受信コイル１４ａ及び第６受信コイル１６ｂが受信する信号強度が小さくなる。

第２部材２０が右傾斜する時、第１送信コイル２２は、第２受信コイル１２ｂに接近し、第１受信コイル１２ａから離れ、第２送信コイル２４は、第３受信コイル１４ａ及び第４受信コイル１４ｂから離れ、第３送信コイル２６は、第５受信コイル１６ａ及び第６受信コイル１６ｂに接近する。従って、第２受信コイル１２ｂ、第５受信コイル１６ａ及び第６受信コイル１６ｂが受信する信号強度が大きくなる。第１受信コイル１２ａ、第３受信コイル１４ａ及び第４受信コイル１４ｂが受信する信号強度が小さくなる。

第２部材２０が左傾斜する時、第１送信コイル２２は、第１受信コイル１２ａに接近し、第２受信コイル１２ｂから離れ、第２送信コイル２４は、第３受信コイル１４ａ及び第４受信コイル１４ｂに接近し、第３送信コイル２６は、第５受信コイル１６ａ及び第６受信コイル１６ｂから離れる。従って、第１受信コイル１２ａ、第３受信コイル１４ａ及び第４受信コイル１４ｂが受信する信号強度が大きくなる。第２受信コイル１２ｂ、第５受信コイル１６ａ及び第６受信コイル１６ｂが受信する信号強度が小さくなる。

以上の態様によって、第１受信コイル１２ａ、第２受信コイル１２ｂ、第３受信コイル１４ａ、第４受信コイル１４ｂ、第５受信コイル１６ａ及び第６受信コイル１６ｂが受信する信号の相対する大きさ（大きくなるか、小さくなる）の関係に基づき、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」、「左回転」、「右回転」、「左傾斜」、「右傾斜」の操作にそれぞれ対応して１０種の制御信号を発生することができる。

上記の操作においては、信号の相対的な大きさの関係を検出するものである。これらの受信信号を複数ビットのデジタル信号に変換し、異なる操作、例えば、「前傾」、「後傾」等に対応する、より多種類の制御信号を作り出すことができる。

図２２は、本考案の第４実施例の説明図である。本考案が提示するコンピュータ入力装置の三次元制御装置は、第１部材１０及び第２部材２０を具える。

第１部材１０は、第１センサユニット１２、第２センサユニット１４、第３センサユニット１６及び第４センサユニット１８を具える。第１センサユニット１２は、第１部材１０中心からＸ軸を基準として反時計周りに９０度方向に配置され、第２センサユニット１４は、第１部材１０中心点の１８０度方向に配置され、第３センサユニット１６は、第１部材１０中心点の０度方向に配置され、第４センサユニット１８は、第１部材１０中心点の２７０度方向に配置される。第１センサユニット１２は、相互に隣り合う第１受信コイル１２ａ及び第２受信コイル１２ｂを具え、第１受信コイル１２ａは、第２受信コイル１２ｂの左方に設置される。第２センサユニット１４は、相互に隣り合う第３受信コイル１４ａ及び第４受信コイル１４ｂを具え、第３受信コイル１４ａは、第４受信コイル１４ｂの上方に設置される。第３センサユニット１６は、相互に隣り合う第５受信コイル１６ａ及び第６受信コイル１６ｂを具え、第５受信コイル１６ａは、第６受信コイル１６ｂの上方に設置される。第４センサユニット１８は、相互に隣り合う第７受信コイル１８ａ及び第８受信コイル１８ｂを具え、第７受信コイル１８ａは、第８受信コイル１８ｂの左方に設置される。

第２部材２０は、第１送信コイル２２、第２送信コイル２４及び第３送信コイル２６、第４送信コイル２８を具える。

図２３及び図２４は、本考案の第４実施例の構成要素の相対的位置関係の説明図である。第２部材２０上にロッド体３０を具える。使用者は、ロッド体３０を操作し、第２部材２０を第１部材１０に対して相対的に多軸方向運動を行う。

第１送信コイル２２、第２送信コイル２４、第３送信コイル２６及び第４送信コイル２８は、一対一の対応関係で、第１センサユニット１２、第２センサユニット１４及び第３センサユニット１６及び第４センサユニット１８に相対して設置する。更に、第１送信コイル２２は、第１受信コイル１２ａ及び第２受信コイル１２ｂの間の上方に設置され、第２送信コイル２４は、第３受信コイル１４ａ及び第４受信コイル１４ｂの間の上方に設置され、第３送信コイル２６は、第５受信コイル１６ａ及び第６受信コイル１６ｂの間の上方に設置され、第４送信コイル２８は、第７受信コイル１８ａ及び第８受信コイル１８ｂの間の上方に設置される。

第１受信コイル１２ａ、第２受信コイル１２ｂ、第３受信コイル１４ａ、第４受信コイル１４ｂ、第５受信コイル１６ａ及び第６受信コイル１６ｂ、第７受信コイル１８ａ及び第８受信コイル１８ｂが受信する信号の相対的な大きさ（大きくなるか、小さくなる）及び多軸方向運動が対応する受信信号を以下に説明する。

図２５及び図２６を参照する。第２部材２０が前向き（Ｙ軸方向）に移動する時、第１送信コイル２２は、第１受信コイル１２ａ及び第２受信コイル１２ｂの方向に移動し、同時に、第２送信コイル２４は、第３受信コイル１４ａに接近し、第４受信コイル１４ｂから離れ、第３送信コイル２６は、第５受信コイル１６ａに接近し、第６受信コイル１６ｂから離れ、第４送信コイル２８は、第７受信コイル１８ａ及び第８受信コイル１８ｂから離れる方向に移動する。従って、第３受信コイル１４ａ及び第５受信コイル１６ａが受信する信号強度は、大きくなり、第１受信コイル１２ａ、第２受信コイル１２ｂ、第４受信コイル１４ｂ、第６受信コイル１６ｂ、第７受信コイル１８ａ及び第８受信コイル１８ｂが受信する信号強度が小さくなる。

図２７及び図２８を参照し、第２部材２０は、右向き（Ｘ軸方向）に移動する時、第１送信コイル２２は、第２受信コイル１２ｂを接近し、第１受信コイル１２ａから離れ、第２送信コイル２４は、同時に第３受信コイル１４ａ及び第４受信コイル１４ｂから離れ、第３送信コイル２６は、第５受信コイル１６ａ及び第６受信コイル１６ｂから離れ、且つ第４送信コイル２８は、第８受信コイル１８ｂに接近し、第７受信コイル１８ａから離れる。従って、第２受信コイル１２ｂ及び第８受信コイル１８ｂが受信する信号強度が大きくなり、第１受信コイル１２ａ、第３受信コイル１４ａ、第４受信コイル１４ｂ、第５受信コイル１６ａ、第６受信コイル１６ｂ及び第７受信コイル１８ａが受信した信号強度が小さくなる。

図２９及び図３０を参照し、第２部材２０が後向き（Ｙ軸逆方向）に移動する時、第１送信コイル２２は、第１受信コイル１２ａ及び第２受信コイル１２ｂから離れる方向に移動し、同時に、第２送信コイル２４は、第４受信コイル１４ｂに接近し、第３受信コイル１４ａから離れ、第３送信コイル２６は、第６受信コイル１６ｂに接近し、第５受信コイル１６ａから離れ、且つ第４送信コイル２８は、第７受信コイル１８ａ及び第８受信コイル１８ｂから離れる方向に移動する。従って、第４受信コイル１４ｂ及び第６受信コイル１６ｂが受信した信号強度が大きくなり、第１受信コイル１２ａ、第２受信コイル１２ｂ、第３受信コイル１４ａ、第５受信コイル１６ａ、第７受信コイル１８ａ及び第８受信コイル１８ｂが受信する信号強度が小さくなる。

図３１及び図３２を参照し、第２部材２０が左向き（Ｘ軸逆方向）に移動する時、第１送信コイル２２は、第１受信コイル１２ａに接近し、第２受信コイル１２ｂから離れ、第２送信コイル２４は、同時に第３受信コイル１４ａ及び第４受信コイル１４ｂから離れ、且つ第３送信コイル２６は、同時に第５受信コイル１６ａ及び第６受信コイル１６ｂから離れ、第４送信コイル２８は、第７受信コイル１８ａに接近し、第８受信コイル１８ｂから離れる。従って、第１受信コイル１２ａ及び第７受信コイル１８ａが受信する信号強度が大きくなり、第２受信コイル１２ｂ、第３受信コイル１４ａ、第４受信コイル１４ｂ及び第５受信コイル１６ａ、第６受信コイル１６ｂ及び第８受信コイル１８ｂが受信する信号強度が小さくなる。

図３３及び図３４を参照し、第２部材２０が上向き（Ｚ軸方向）に移動する時、第１送信コイル２２は、第１受信コイル１２ａ及び第２受信コイル１２ｂから離れ、第２送信コイル２４は、第３受信コイル１４ａ、第４受信コイル１４ｂから離れ、第３送信コイル２６は、第５受信コイル１６ａ及び第６受信コイル１６ｂから離れる。第４送信コイル２８は、第７受信コイル１８ａ及び第８受信コイル１８ｂから離れる。従って、第１受信コイル１２ａ、第２受信コイル１２ｂ、第３受信コイル１４ａ、第４受信コイル１４ｂ、第５受信コイル１６ａ、第６受信コイル１６ｂ、第７受信コイル１８ａ、第８受信コイル１８ｂが受信する信号強度が何れも小さくなる。

図３５及び図３６を参照し、第２部材２０が下向き（Ｚ軸逆方向）に移動する時、第１送信コイル２２は、第１受信コイル１２ａ及び第２受信コイル１２ｂに接近し、第２送信コイル２４は、第３受信コイル１４ａ及び第４受信コイル１４ｂに接近し、第３送信コイル２６は、第５受信コイル１６ａ及び第６受信コイル１６ｂに接近し、第４送信コイル２８は、第７受信コイル１８ａ及び第８受信コイル１８ｂに接近する。従って、第１受信コイル１２ａ、第２受信コイル１２ｂ、第３受信コイル１４ａ、第４受信コイル１４ｂ、第５受信コイル１６ａ及び第６受信コイル１６ｂ、第７受信コイル１８ａ、第８受信コイル１８ｂが受信する信号強度が何れも大きくなる。

図３７及び図３８を参照する。第２部材２０が前向き（Ｙ軸方向）に傾斜する（第２部材２０の前辺が相対的に低く、後辺が相対的に高い）時、第１送信コイル２２は、第１受信コイル１２ａ及び第２受信コイル１２ｂに接近し、第２送信コイル２４は、第４受信コイル１４ｂから離れ、且つ第３受信コイル１４ａに接近し、第３送信コイル２６は、第６受信コイル１６ｂから離れ、第５受信コイル１６ａに接近し、第４送信コイル２８は、同時に、第７受信コイル１８ａ及び第８受信コイル１８ｂから離れる。従って、第１受信コイル１２ａ、第２受信コイル１２ｂ、第３受信コイル１４ａ、第５受信コイル１６ａが受信する信号強度が大きくなる。第４受信コイル１４ｂ、第６受信コイル１６ｂ、第７受信コイル１８ａ及び第８受信コイル１８ｂが受信する信号強度が小さくなる。

図３９及び図４０を参照する。第２部材２０が右向き（Ｘ軸方向）に傾斜する（第２部材２０の右辺が相対的に低く、左辺が相対的に高い）時、第１送信コイル２２は、第２受信コイル１２ｂに接近し、第１受信コイル１２ａから離れ、第２送信コイル２４は、第３受信コイル１４ａ及び第４受信コイル１４ｂから離れ、第３送信コイル２６は、第５受信コイル１６ａ及び第６受信コイル１６ｂに接近し、第４送信コイル２８は、第８受信コイル１８ａに接近し、第７受信コイル１８ａから離れる。従って、第２受信コイル１２ｂ、第５受信コイル１６ａ、及び第６受信コイル１６ｂ及び第８受信コイル１８ｂが受信する信号強度が大きくなる。第１受信コイル１２ａ、第３受信コイル１４ａ、第４受信コイル１４ｂ及び第７受信コイル１８ａが受信する信号強度が小さくなる。

図４１及び図４２を参照する。第２部材２０が後向き（Ｙ軸逆方向）に傾斜する（第２部材２０の前辺が相対的に高く、後辺が低い）時、第１送信コイル２２は、同時に第１受信コイル１２ａ及び第２受信コイル１２ｂから離れ、第２送信コイル２４は、第３受信コイル１４ａから離れ、且つ第４受信コイル１４ｂに接近し、第３送信コイル２６は、第５受信コイル１６ａから離れ、第６受信コイル１６ｂに接近し、第４送信コイル２８は、同時に第７受信コイル１８ａ及び第８受信コイル１８ｂに接近する。従って、第４受信コイル１４ｂ、第６受信コイル１６ｂ、第７受信コイル１８ａ及び第８受信コイル１８ｂが受信する信号強度が大きくなる。第１受信コイル１２ａ、第２受信コイル１２ｂ、第３受信コイル１４ａ、第５受信コイル１６ａが受信する信号強度が小さくなる。

図４３及び図４４を参照する。第２部材２０が左向き（Ｘ軸逆方向）に傾斜する（第２部材２０の左辺が相対的に低く、右辺が高い）時、第１送信コイル２２は、同時に第１受信コイル１２ａに接近し、第２受信コイル１２ｂから離れ、第２送信コイル２４は、第３受信コイル１４ａ及び第４受信コイル１４ｂに接近し、第３送信コイル２６は、第５受信コイル１６ａ及び第６受信コイル１６ｂから離れ、且つ第４送信コイル２８は、同時に第７受信コイル１８ａを接近し、第８受信コイル１８ｂから離れる。従って、第１受信コイル１２ａ、第３受信コイル１４ａ、第４受信コイル１４ｂ、第７受信コイル１８ａが受信する信号強度が大きくなる。第２受信コイル１２ｂ、第５受信コイル１６ａ、第６受信コイル１６ｂ及び第８受信コイル１８ｂが受信する信号強度が小さくなる。

図４５及び図４６を参照する。第２部材２０が右回転（順時計周り方向）する時、第１送信コイル２２は、第２受信コイル１２ｂに接近し、第１受信コイル１２ａから離れ、第２送信コイル２４は、第３受信コイル１４ａに接近し、第４受信コイル１４ｂから離れ、第３送信コイル２６は、第６受信コイル１６ｂに接近し、第５受信コイル１６ａから離れ、第４送信コイル２８は、第７受信コイル１８ａに接近し、第８受信コイル１８ｂから離れる。従って、第２受信コイル１２ｂ、第３受信コイル１４ａ、第６受信コイル１６ｂ及び第７受信コイル１８ａが受信する信号強度が大きくなる。第１受信コイル１２ａ、第４受信コイル１４ｂ、第５受信コイル１６ａ及び第８受信コイル１８ｂが受信する信号強度が小さくなる。

図４７及び図４８を参照する。第２部材２０が左回転（反時計周り方向）する時、第１送信コイル２２は、第１受信コイル１２ａに接近し、第２受信コイル１２ｂから離れ、第２送信コイル２４は、第４受信コイル１４ｂに接近し、第３受信コイル１４ａから離れ、第３送信コイル２６は、第５受信コイル１６ａに接近し、第６受信コイル１６ｂから離れ、第４送信コイル２８は、第８受信コイル１８ｂに接近し、第７受信コイル１８ａから離れる。従って、第１受信コイル１２ａ、第４受信コイル１４ｂ、第５受信コイル１６ａ及び第８受信コイル１８ｂが受信する信号強度が大きくなる。第２受信コイル１２ｂ、第３受信コイル１４ａ、第６受信コイル１６ｂ及び第７受信コイル１８ａが受信する信号強度が小さくなる。

以上の実施例において各受信コイルが受信する信号の相対関係は、それぞれ「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」、「左回転」、「右回転」、「左傾斜」、「右傾斜」、「前傾斜」及び「後傾斜」の操作に対応して、１２種の制御信号を発生する。この１２種の制御信号及び多軸方向の操作の間の関係は、下表に整理することができる。当業者は、これらの受信信号に応じて表から制御信号を対応して出力することができる。

本考案の実施例に基づき、本発明は、極めて少ない送信コイル及び受信コイルのみを必要とし、受信コイルの受信信号間の相対的な大小関係に基づき、多くは１２種に達する制御信号を発生し、三次元制御を行うことができる。従って、本考案が提示するコンピュータ入力装置の三次元制御装置は、構造上、極めて簡単であり、製造コストを節減でき、体積を効率的に減少することができ、その他のコンピュータ周辺装置への統合に有利である。

本考案では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本考案に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本考案の精神と領域を脱しない均等の範囲内で各種の変動や潤色を加えることができることは勿論である。

１０第１部材
１２第１センサユニット
１２ａ第１受信コイル
１２ｂ第２受信コイル
１４第２センサユニット
１４ａ第３受信コイル
１４ｂ第４受信コイル
１６第３センサユニット
１６ａ第５受信コイル
１６ｂ第６受信コイル
１８第４センサユニット
１８ａ第７受信コイル
１８ｂ第８受信コイル
２０第２部材
２２第１送信コイル
２４第２送信コイル
２６第３送信コイル
２８第４送信コイル
３０ロッド体

Claims

少なくとも３つのセンサユニット及び少なくとも１つの送信コイルを具え、
上記センサユニットは、それぞれ２つの隣接配置された受信コイルを有し、
上記送信コイルを、上記各センサユニットに相対してそれらの間に配置すると共に、
送信コイルを各センサユニットに相対して相対的に多軸方向運動せしめて、
上記送信コイルの相対的な多軸方向運動に伴って変化する各受信コイルの受信信号を組み合わせて制御信号とする、コンピュータ入力装置の三次元制御装置。
前記３つのセンサユニットのそれぞれの受信コイルの受信信号の相対的大きさに基づき、制御を行う請求項１に記載のコンピュータ入力装置の三次元制御装置。
少なくとも３つのセンサユニットを具え、各センサユニットがそれぞれ２つの隣接配置された受信コイルを設けた第１部材と、
少なくとも１つの送信コイルを具え、且つ該送信コイルを上記第１部材に設けた３つのセンサユニットの間に位置するように配置した第２部材と、を具え、
該第１部材及び該第２部材を、相対的に多軸方向運動可能な関係に配置し、該多軸方向運動により、上記送信コイルの相対的な多軸方向運動に伴って変化する各受信コイルの受信信号を組み合わせて少なくとも６種の制御信号発生する、コンピュータ入力装置の三次元制御装置。
前記３つのセンサユニットは、上記複数の受信コイルの受信信号の相対的大きさに基づき、上記の少なくとも６種の制御信号を発生する請求項３に記載のコンピュータ入力装置の三次元制御装置。
少なくとも３つのセンサユニットを具え、各センサユニットがそれぞれ２つの隣接配置された受信コイルを設けた第１部材と、
少なくとも３つの送信コイルを具え、且つ該３つの送信コイルが上記の３つのセンサユニットに一対一で相対して配置された第２部材と、を具え、
該第１部材及び該第２部材を、相対的に多軸方向運動可能な関係に配置し、該多軸方向運動により、上記送信コイルの相対的な多軸方向運動に伴って変化する各受信コイルの受信信号を組み合わせて少なくとも１０種の制御信号発生する、コンピュータ入力装置の三次元制御装置。
前記３つのセンサユニットは、該複数の受信コイルの該受信信号の相対的大きさに基づき、該少なくとも１０種の制御信号を発生する請求項５に記載のコンピュータ入力装置の三次元制御装置。
少なくとも３つのセンサユニットを具え、各センサユニットがそれぞれ２つの隣接配置された受信コイルを設けた第１部材と、
少なくとも３つの送信コイルを具え、且つ該３つの送信コイルが上記の３つのセンサユニットに一対一で相対して配置された第２部材と、を具え、
該第１部材及び該第２部材を、相対的に多軸方向運動可能な関係に配置し、該多軸方向運動により、上記送信コイルの相対的な多軸方向運動に伴って変化する各受信コイルの受信信号を組み合わせて少なくとも１２種の制御信号発生する、コンピュータ入力装置の三次元制御装置。
前記４つのセンサユニットは、上記複数の受信コイルの受信信号の相対的大きさに基づき、少なくとも１２種の制御信号を発生する請求項７に記載のコンピュータ入力装置の三次元制御装置。