JP3351832B2 - 接触式制御用入力機器 - Google Patents
接触式制御用入力機器Info
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- G06F3/03543—Mice or pucks
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- G06V30/22—Character recognition characterised by the type of writing
- G06V30/228—Character recognition characterised by the type of writing of three-dimensional handwriting, e.g. writing in the air
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は制御用入力機器の分野に
関するものである。本発明による入力機器は、ユーザー
が接触により与える力を検出する複数の表面センサーよ
り構成されており、６つの自由度を持つ制御入力を生み
出すことが可能な装置である。この自由度６の制御入力
信号は入力機器を物理的に移動させることなく発生させ
ることができるため、対話型のコンピュータグラフィッ
クス上におけるカーソルや表示物体の操作に適した入力
機器である。さらにこの入力機器は音響や電磁場の外乱
に対して影響を受けないため、クレーン，フォークリス
ト等の産業機械の制御用入力機器としても適している。
関するものである。本発明による入力機器は、ユーザー
が接触により与える力を検出する複数の表面センサーよ
り構成されており、６つの自由度を持つ制御入力を生み
出すことが可能な装置である。この自由度６の制御入力
信号は入力機器を物理的に移動させることなく発生させ
ることができるため、対話型のコンピュータグラフィッ
クス上におけるカーソルや表示物体の操作に適した入力
機器である。さらにこの入力機器は音響や電磁場の外乱
に対して影響を受けないため、クレーン，フォークリス
ト等の産業機械の制御用入力機器としても適している。
【０００２】
（ａ）自由度３および自由度６の制御入力機器に関する
過去の技術 ２次元入力機器として発明されたマウス，ジョイステッ
ク，トラックボール，ライトペン，タブレット等は対話
型のコンピュータグラフィックス用入力機器として広く
用いられている。そしてこれらの機器はユーザーが使用
しやすいように改良されている。３次元／自由度３
（“３Ｄ”）入力機器は、コンピュータグラフィックス
環境のカーソル、あるいは表示物体のＸ，ＹＺ座標の位
置を操作するための装置であり、６次元／自由度６
（“６Ｄ”）入力機器は、３次元座標の位置操作のみな
らず、その姿勢（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸まわりの回転）も操作で
きる装置である。しかし現在使用されている６Ｄ入力機
器は２Ｄ入力機器と比較してその位置操作の容易性，正
確度等に関して多くの改良すべき問題点を含んでいる。
すなわち現在までに発明されている３Ｄ／６Ｄ入力機器
は、ユーザーがその対象となる物体の制御をする上での
使用の容易さや精度面で難点があり、さらに入力操作が
“直感的”に理解できるものではなく、また長時間の使
用によるユーザーの疲労度の問題点が指摘されている。
過去の技術 ２次元入力機器として発明されたマウス，ジョイステッ
ク，トラックボール，ライトペン，タブレット等は対話
型のコンピュータグラフィックス用入力機器として広く
用いられている。そしてこれらの機器はユーザーが使用
しやすいように改良されている。３次元／自由度３
（“３Ｄ”）入力機器は、コンピュータグラフィックス
環境のカーソル、あるいは表示物体のＸ，ＹＺ座標の位
置を操作するための装置であり、６次元／自由度６
（“６Ｄ”）入力機器は、３次元座標の位置操作のみな
らず、その姿勢（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸まわりの回転）も操作で
きる装置である。しかし現在使用されている６Ｄ入力機
器は２Ｄ入力機器と比較してその位置操作の容易性，正
確度等に関して多くの改良すべき問題点を含んでいる。
すなわち現在までに発明されている３Ｄ／６Ｄ入力機器
は、ユーザーがその対象となる物体の制御をする上での
使用の容易さや精度面で難点があり、さらに入力操作が
“直感的”に理解できるものではなく、また長時間の使
用によるユーザーの疲労度の問題点が指摘されている。
【０００３】３次元入力機器として良く知られているも
のとしては、“コンピュータグローブ”があり、具体例
としてＭａｔｔｅｌ社のＰｏｗｅｒ Ｇｌｏｖｅがあ
る。また同様のものとしてＥＸＯＳ社のＥＸＯＳ Ｄｅ
ｘｔｒｏｕｓ Ｈａｎｄ Ｍａｓｔｅｒ，ＶＰＬ Ｒｅ
ｓｅａｒｃｈ社のＤａｔａ Ｇｌｏｖｅがある。これら
のグローブにはセンサが装着されており、ユーザーはこ
のグローブを手に着けて位置と姿勢の入力を発生させる
ものである。位置と姿勢の入力情報は独立した電磁場源
あるいは音響源とその信号を検出するためにグローブに
装着されたセンサからのデータが利用される。しかしこ
の入力機器の使用に際してはユーザーが常にグローブを
手に付ける必要がある上、装置が簡素ではないため、使
いにくさ等の不快感を有無問題あるいは空間に手を揚げ
る操作によて６つの自由度を決定する必要があるため長
時間の使用により疲労感を生むという問題がある。さら
にこの入力機器はその設計原理が音響あるいは電磁波を
利用しているため、他のシステムから発生する同種類の
信号が外乱として入力機器に混入するという技術上の難
点も持っている。
のとしては、“コンピュータグローブ”があり、具体例
としてＭａｔｔｅｌ社のＰｏｗｅｒ Ｇｌｏｖｅがあ
る。また同様のものとしてＥＸＯＳ社のＥＸＯＳ Ｄｅ
ｘｔｒｏｕｓ Ｈａｎｄ Ｍａｓｔｅｒ，ＶＰＬ Ｒｅ
ｓｅａｒｃｈ社のＤａｔａ Ｇｌｏｖｅがある。これら
のグローブにはセンサが装着されており、ユーザーはこ
のグローブを手に着けて位置と姿勢の入力を発生させる
ものである。位置と姿勢の入力情報は独立した電磁場源
あるいは音響源とその信号を検出するためにグローブに
装着されたセンサからのデータが利用される。しかしこ
の入力機器の使用に際してはユーザーが常にグローブを
手に付ける必要がある上、装置が簡素ではないため、使
いにくさ等の不快感を有無問題あるいは空間に手を揚げ
る操作によて６つの自由度を決定する必要があるため長
時間の使用により疲労感を生むという問題がある。さら
にこの入力機器はその設計原理が音響あるいは電磁波を
利用しているため、他のシステムから発生する同種類の
信号が外乱として入力機器に混入するという技術上の難
点も持っている。
【０００４】３Ｄ／６Ｄ入力機器として、第２番目の部
類として考えられる機器は“フライングマウス”と呼ば
れるものである。Ａｓｃｅｎｓｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌ
ｏｇｙ社のＢｉｒｄコントローラはパルス状電磁場を用
いて制御入力機器自体の位置と姿勢を検出し、制御入力
信号を発生するものである。しかしこの入力機器はユー
ザーが入力機器を掴み、空間に手を揚げて使用する必要
がある。また金属物体が存在する場合、その入力性能が
影響を受けるといった問題がある。Ｌｏｇｉｔｅｃｈ社
の２Ｄ／６Ｄマウスは、Ｍａｔｔｅｌ社の入力機器と同
様に音響センサを利用したものである。Ｐｏｌｈｅｍｕ
ｓ社の３ＳＰＡＣＥセンサ（Ｕ．Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ
４，０１７，８５８：Ｊａｃｋ Ｋｕｉｐｅｒ氏に１９
７７年４月１２日認可）は電磁的カップリングを利用し
た３つの送信アンテナと３つの受信アンテナより構成さ
れている。これらの３つの送信アンテナコイルと３つの
受信アンテナコイルは、それぞれが直交しており、これ
ら９つの送信／受信の組み合せによる情報を利用して入
力機器自体の３次元の位置と姿勢を同定するものであ
る。しかしいずれの“フライングマウス”入力機器もユ
ーザーが手を空間に揚げて使用する必要があるため長期
間の使用による疲労感、またコードと結合しているとい
う不便さ、さらに他の電磁波，音響外乱に敏感であると
いった難点がある。
類として考えられる機器は“フライングマウス”と呼ば
れるものである。Ａｓｃｅｎｓｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌ
ｏｇｙ社のＢｉｒｄコントローラはパルス状電磁場を用
いて制御入力機器自体の位置と姿勢を検出し、制御入力
信号を発生するものである。しかしこの入力機器はユー
ザーが入力機器を掴み、空間に手を揚げて使用する必要
がある。また金属物体が存在する場合、その入力性能が
影響を受けるといった問題がある。Ｌｏｇｉｔｅｃｈ社
の２Ｄ／６Ｄマウスは、Ｍａｔｔｅｌ社の入力機器と同
様に音響センサを利用したものである。Ｐｏｌｈｅｍｕ
ｓ社の３ＳＰＡＣＥセンサ（Ｕ．Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ
４，０１７，８５８：Ｊａｃｋ Ｋｕｉｐｅｒ氏に１９
７７年４月１２日認可）は電磁的カップリングを利用し
た３つの送信アンテナと３つの受信アンテナより構成さ
れている。これらの３つの送信アンテナコイルと３つの
受信アンテナコイルは、それぞれが直交しており、これ
ら９つの送信／受信の組み合せによる情報を利用して入
力機器自体の３次元の位置と姿勢を同定するものであ
る。しかしいずれの“フライングマウス”入力機器もユ
ーザーが手を空間に揚げて使用する必要があるため長期
間の使用による疲労感、またコードと結合しているとい
う不便さ、さらに他の電磁波，音響外乱に敏感であると
いった難点がある。
【０００５】“フライングマウス”に似た他の入力機器
としては、Ｕ．Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ４，８３９，８３８が
ある。この入力機器は６つの独立した加速度測定センサ
を利用した６Ｄ制御入力機器で“慣性マウス”と呼ばれ
るものである。しかし、この入力機器もユーザーが空間
にその機器を揚げて使用するタイプのものであり、入力
信号の精度の向上に限界がある。他の慣性マウスに関連
した発明としてはＬｙｎｎ Ｔ．Ｏｌｓｏｎ氏が発明し
たＵ．Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ ４，７８７，０５１がある。
としては、Ｕ．Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ４，８３９，８３８が
ある。この入力機器は６つの独立した加速度測定センサ
を利用した６Ｄ制御入力機器で“慣性マウス”と呼ばれ
るものである。しかし、この入力機器もユーザーが空間
にその機器を揚げて使用するタイプのものであり、入力
信号の精度の向上に限界がある。他の慣性マウスに関連
した発明としてはＬｙｎｎ Ｔ．Ｏｌｓｏｎ氏が発明し
たＵ．Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ ４，７８７，０５１がある。
【０００６】第３番目の部類として考えられる３Ｄ／６
Ｄ入力機器としては３Ｄ／６Ｄジョイスティックとトラ
ックボールがある。Ｓｐａｃｉａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ社
のＳｐｅｃｅｂａｌｌは球状の剛体にひずみゲージある
いは光センサを装着し、この球体を動かすことなく入力
信号を発生させるものである。ユーザーはこの球体を押
したり、ねじったりして３次元の位置と姿勢の入力信号
を制御する。このＳｐａｃｅｂａｌｌはＵ．Ｓ．Ｐａｔ
ｅｎｔ ４，８１１，６０８（１９８９年３月１４日
Ｊｏｈｎ Ａ．Ｈｉｔｏｎ氏に認可）に示されている。
さらに同様の機器としてＣｉｓ Ｇｒａｐｈｉｃｓ社よ
り販売されているＤＩＭＥＮＳＩＯＮ６／Ｇｅｏｂａｌ
ｌ コントローラは、６つの軸を持ち光センサが装着さ
れた球体状機器となっている。この入力機器も直線移動
の力と回転のトルクをユーザーからの入力として検出で
きるものである。しかしこれらの入力機器はいくつかの
技術的欠点を持っている。一例としては、これらの入力
機器は制御入力ペン（Ｓｔｙｌｕｓ）が持っている精度
の高い入力操作ができない点である。さらにこれらの入
力機器は指を用いて制御するものではなく手首の筋肉を
使って入力機器を動かすために細かな操作に不適当であ
り、また発生する制御用入力信号は相対的なものである
ため絶対座標の入力には適していない。したがってこれ
らの入力機器は３次元入力用デジタイザーとしては利用
できない。また他の問題点としては、これらの入力機器
は制御対象の位置の決定が直交座標系に従っていない場
合、ユーザーに直感的で入力しやすい環境を提供できな
い点である。具体例として制御対象が円筒座標系あるい
は極座標系によってその位置が決定される場合、これら
の入力機器は直感的な入力を発生させる適応性に欠けて
いると言える。
Ｄ入力機器としては３Ｄ／６Ｄジョイスティックとトラ
ックボールがある。Ｓｐａｃｉａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ社
のＳｐｅｃｅｂａｌｌは球状の剛体にひずみゲージある
いは光センサを装着し、この球体を動かすことなく入力
信号を発生させるものである。ユーザーはこの球体を押
したり、ねじったりして３次元の位置と姿勢の入力信号
を制御する。このＳｐａｃｅｂａｌｌはＵ．Ｓ．Ｐａｔ
ｅｎｔ ４，８１１，６０８（１９８９年３月１４日
Ｊｏｈｎ Ａ．Ｈｉｔｏｎ氏に認可）に示されている。
さらに同様の機器としてＣｉｓ Ｇｒａｐｈｉｃｓ社よ
り販売されているＤＩＭＥＮＳＩＯＮ６／Ｇｅｏｂａｌ
ｌ コントローラは、６つの軸を持ち光センサが装着さ
れた球体状機器となっている。この入力機器も直線移動
の力と回転のトルクをユーザーからの入力として検出で
きるものである。しかしこれらの入力機器はいくつかの
技術的欠点を持っている。一例としては、これらの入力
機器は制御入力ペン（Ｓｔｙｌｕｓ）が持っている精度
の高い入力操作ができない点である。さらにこれらの入
力機器は指を用いて制御するものではなく手首の筋肉を
使って入力機器を動かすために細かな操作に不適当であ
り、また発生する制御用入力信号は相対的なものである
ため絶対座標の入力には適していない。したがってこれ
らの入力機器は３次元入力用デジタイザーとしては利用
できない。また他の問題点としては、これらの入力機器
は制御対象の位置の決定が直交座標系に従っていない場
合、ユーザーに直感的で入力しやすい環境を提供できな
い点である。具体例として制御対象が円筒座標系あるい
は極座標系によってその位置が決定される場合、これら
の入力機器は直感的な入力を発生させる適応性に欠けて
いると言える。
【０００７】（ｂ）接触による力に敏感な検出器に関す
る過去の技術 接触による力に敏感な検出器を用いた入力機器は大きな
機械的動作を機器に与えることなく制御入力信号を発生
できるという特長を持っている。これらの機器は様々な
形態があるが、単にユーザーの指やペンの接触圧力の有
無のみならず力の定量的な状態量を認識できる機器も開
発されている。このような機器の一例としてＴｅｋｓｃ
ａｎ社（マサチューセッツ州ボストン市）の検出器があ
る。この検出器は力に敏感な格子状の複数の検出器パッ
ドが使用され、複数の指を検出器の表面に接触させた
時、それぞれの指の位置と圧力の定量値を検出するもの
である。他の検出器としてはＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ
Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｍｕｓｉｃ Ｓｙｓｔｅｍｓ社（Ｎ
ｅｗ Ｙｏｒｋ州Ａｌｂａｎｙ市）のＴｏｕｃｈ Ｓｕ
ｒｆａｃｅ（登録商標）がある。Ｔｏｕｃｈ Ｓｕｒｆ
ａｃｅは連続的に１本の指またはペンのＸＹ座標の位置
と力（Ｚ軸方向）の定量値を検出できる。さらにユーザ
ーの接触点が複数点の場合はその位置平均のＸ，Ｙ座標
が得られる。しかしこれらの検出器は、２．５次元（す
なわちＸ，Ｙ座標とＺ軸の正方向）の入力操作能力しか
持っておらず３次元以上の制御用入力機器としては直接
的に使用できない。力に敏感な検出器はバネ式の２次元
入力用ジョイスティックに使用されている。一例として
Ｕ．Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ ４，７１９，５３８（Ｊｏｈｎ
Ｄ．Ｃｏｘ氏に認可）があり力センサ（ｆｏｒｃｅ ｒ
ｅｓｐｏｎｓｉｖｅ ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ ｔｒａｎ
ｓｄｕｃｅｒ）を利用したジョイスティック型の入力機
器が発明されているがこれは３Ｄ／６Ｄ入力能力を持っ
ていない。２Ｄ入力機器の多機能化を図った２Ｄ入力機
器としては、Ｕ．Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ ４，８９６，５４
３（Ｌａｒｒｙ Ｓ．Ｇｕｌｌｎａｎ氏に認可）があ
る。この入力機器は３軸の力を検出できるコンピュータ
入力用ペンとして設計されており、コンピュータグラフ
ィックスの線の幅や、濃度、色の選定等が制御できるよ
うになっている。しかしこれらの入力機器は３次元物体
の姿勢を制御する機能を持っていない。またＺ軸の負の
方向の位置も操作できない。すなわち一旦入力ペンを入
力機器表面から離すと、もはや入力信号を発生できな
い。したがってこれらの入力機器は３次元入力機器とし
ては技術的限界があると言える。
る過去の技術 接触による力に敏感な検出器を用いた入力機器は大きな
機械的動作を機器に与えることなく制御入力信号を発生
できるという特長を持っている。これらの機器は様々な
形態があるが、単にユーザーの指やペンの接触圧力の有
無のみならず力の定量的な状態量を認識できる機器も開
発されている。このような機器の一例としてＴｅｋｓｃ
ａｎ社（マサチューセッツ州ボストン市）の検出器があ
る。この検出器は力に敏感な格子状の複数の検出器パッ
ドが使用され、複数の指を検出器の表面に接触させた
時、それぞれの指の位置と圧力の定量値を検出するもの
である。他の検出器としてはＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ
Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｍｕｓｉｃ Ｓｙｓｔｅｍｓ社（Ｎ
ｅｗ Ｙｏｒｋ州Ａｌｂａｎｙ市）のＴｏｕｃｈ Ｓｕ
ｒｆａｃｅ（登録商標）がある。Ｔｏｕｃｈ Ｓｕｒｆ
ａｃｅは連続的に１本の指またはペンのＸＹ座標の位置
と力（Ｚ軸方向）の定量値を検出できる。さらにユーザ
ーの接触点が複数点の場合はその位置平均のＸ，Ｙ座標
が得られる。しかしこれらの検出器は、２．５次元（す
なわちＸ，Ｙ座標とＺ軸の正方向）の入力操作能力しか
持っておらず３次元以上の制御用入力機器としては直接
的に使用できない。力に敏感な検出器はバネ式の２次元
入力用ジョイスティックに使用されている。一例として
Ｕ．Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ ４，７１９，５３８（Ｊｏｈｎ
Ｄ．Ｃｏｘ氏に認可）があり力センサ（ｆｏｒｃｅ ｒ
ｅｓｐｏｎｓｉｖｅ ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ ｔｒａｎ
ｓｄｕｃｅｒ）を利用したジョイスティック型の入力機
器が発明されているがこれは３Ｄ／６Ｄ入力能力を持っ
ていない。２Ｄ入力機器の多機能化を図った２Ｄ入力機
器としては、Ｕ．Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ ４，８９６，５４
３（Ｌａｒｒｙ Ｓ．Ｇｕｌｌｎａｎ氏に認可）があ
る。この入力機器は３軸の力を検出できるコンピュータ
入力用ペンとして設計されており、コンピュータグラフ
ィックスの線の幅や、濃度、色の選定等が制御できるよ
うになっている。しかしこれらの入力機器は３次元物体
の姿勢を制御する機能を持っていない。またＺ軸の負の
方向の位置も操作できない。すなわち一旦入力ペンを入
力機器表面から離すと、もはや入力信号を発生できな
い。したがってこれらの入力機器は３次元入力機器とし
ては技術的限界があると言える。
【０００８】（ｃ）作業現場で使用される３Ｄ／６Ｄ入
力機器に関する過去の技術 作業現場においては様々な３Ｄ／６Ｄ制御入力機器が使
用されている。これら現場で用いられる入力機器は頑
丈、正確でかつ外乱に対して影響を受けない機器である
必要がある。コンピュータグラフィックス等に利用され
ている入力機器は鉱工業の作業現場における要求を満た
していないと考えられる。したがって現在使用されてい
る典型的な作業現場入力機器としては、複数のレバーを
同時に使用する方法が多く採用されている。しかしこの
方法はユーザーにとって直感的で理解しやすい入力方法
ではない。具体例として、土木作業用クレーンはそのク
レーン棒の回転、伸縮、昇降操作のための入力として複
数のレバーを使用する。このような非直感的で理解しに
くいユーザーインターフェイスにおいてオペレーターは
クレーン棒の位置と姿勢の決定に複数レバーの複雑な操
作を要求されるため、クレーン操作は高度なトレーニン
グを必要とし、また操作ミスによる事故の誘因ともなる
ものである。
力機器に関する過去の技術 作業現場においては様々な３Ｄ／６Ｄ制御入力機器が使
用されている。これら現場で用いられる入力機器は頑
丈、正確でかつ外乱に対して影響を受けない機器である
必要がある。コンピュータグラフィックス等に利用され
ている入力機器は鉱工業の作業現場における要求を満た
していないと考えられる。したがって現在使用されてい
る典型的な作業現場入力機器としては、複数のレバーを
同時に使用する方法が多く採用されている。しかしこの
方法はユーザーにとって直感的で理解しやすい入力方法
ではない。具体例として、土木作業用クレーンはそのク
レーン棒の回転、伸縮、昇降操作のための入力として複
数のレバーを使用する。このような非直感的で理解しに
くいユーザーインターフェイスにおいてオペレーターは
クレーン棒の位置と姿勢の決定に複数レバーの複雑な操
作を要求されるため、クレーン操作は高度なトレーニン
グを必要とし、また操作ミスによる事故の誘因ともなる
ものである。
【０００９】すなわち３Ｄ／６Ｄの制御入力機器はユー
ザーにとってその使用が簡単で、その製造コストが低
く、正確かつ直感的な入力を可能とし、電磁場、音響等
の外乱に影響を受けずさらに制御対象の操作に対して柔
軟性を持った機器が望ましいと言える。特にコンピュー
タグラフィックス用入力機器に強く求められている性能
としては、コンピュータグラフィックスの物体の位置と
姿勢を正確に操作でき、かつコンピュータ入力ペンでも
同様の操作が簡単にできることである。この性能要求に
対してユーザーの指等を用いて簡単な操作で正確にかつ
直感的で理解しやすい方法で入力することが望ましい。
またユーザーが空間に機器を揚げることなく入力できる
という点も望ましい項目である。さらに３Ｄ／６Ｄ機器
は絶対座標と相対座標の両方の入力モードを可能にする
ことが望ましい。すなわちデータタブレットやタッチス
クリーンのように指定された絶対座標系における位置制
御入力を可能にするといった利点とマウス、トラックボ
ールのように前時点と次の操作時における位置の変化分
を制御入力信号として発生させる利点と両方の機能を持
つということである。またユーザーが複数の指を用い
て、位置と姿勢を正確に入力することが可能である点も
望ましい項目である。また中立点（制御対象物の定位
置）維持に関する制御入力においてはユーザーの継続的
な接触による制御信号の維持を必要としないという点も
望ましい項目である。
ザーにとってその使用が簡単で、その製造コストが低
く、正確かつ直感的な入力を可能とし、電磁場、音響等
の外乱に影響を受けずさらに制御対象の操作に対して柔
軟性を持った機器が望ましいと言える。特にコンピュー
タグラフィックス用入力機器に強く求められている性能
としては、コンピュータグラフィックスの物体の位置と
姿勢を正確に操作でき、かつコンピュータ入力ペンでも
同様の操作が簡単にできることである。この性能要求に
対してユーザーの指等を用いて簡単な操作で正確にかつ
直感的で理解しやすい方法で入力することが望ましい。
またユーザーが空間に機器を揚げることなく入力できる
という点も望ましい項目である。さらに３Ｄ／６Ｄ機器
は絶対座標と相対座標の両方の入力モードを可能にする
ことが望ましい。すなわちデータタブレットやタッチス
クリーンのように指定された絶対座標系における位置制
御入力を可能にするといった利点とマウス、トラックボ
ールのように前時点と次の操作時における位置の変化分
を制御入力信号として発生させる利点と両方の機能を持
つということである。またユーザーが複数の指を用い
て、位置と姿勢を正確に入力することが可能である点も
望ましい項目である。また中立点（制御対象物の定位
置）維持に関する制御入力においてはユーザーの継続的
な接触による制御信号の維持を必要としないという点も
望ましい項目である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
した従来技術（ａ）〜（ｃ）における種々の問題点を解
決し、かつ望ましい種々の項目を実現するようにした接
触式制御用入力機器を提供することにある。
した従来技術（ａ）〜（ｃ）における種々の問題点を解
決し、かつ望ましい種々の項目を実現するようにした接
触式制御用入力機器を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、請求項１の発明は、制御対象物体のＸ軸、Ｙ
軸およびＺ軸上の正および負への移動方向を制御するた
めのＸ座標制御情報、Ｙ座標制御情報およびＺ座標制御
情報を提供する制御用入力機器であって、制御用入力機
器本体の外側表面に装着される６つの検出器と、当該６
つの検出器の測定結果に基づいて前記Ｘ座標制御情報、
Ｙ座標制御情報およびＺ座標制御情報を発生する電子回
路を有し、前記６つの検出器には、前記面に加わる力の
有無とその力の大きさを測定可能な検出器が使用され、
前記６つの検出器の中の２つの第１の検出器はその面が
Ｘ軸に直交し、Ｘ軸の正および負の位置にそれぞれ配置
され、互いに面の裏面が対向するようにおよびＸ軸の正
および負の位置に制御用入力機器本体の外表面に装着さ
れ、前記６つの検出器の中の２つの第２の検出器は、そ
の面がＹ軸に直交し、Ｙ軸の正および負の位置にそれぞ
れ配置され、互いに面の裏面が対向するように制御用入
力機器本体の外表面に装着され、前記６つの検出器の中
の２つの第３の検出器は、その面がＺ軸に直交し、Ｚ軸
の正および負の位置にそれぞれ配置され、互いに面の裏
面が対向するように制御用入力機器本体の外表面に装着
され、前記電子回路は、Ｘ軸の負の位置に装着された第
１の検出器の面に圧力が加わるとＸ軸の正の方向に前記
制御対象物体を移動させるためのＸ座標制御情報を発生
し、Ｘ軸の正の方向に装着された第１の検出器の面に圧
力が加わると前記制御対象物体をＸ軸の負の方向に移動
させるためのＸ座標制御情報を発生し、Ｙ軸の負の位置
に装着された第２の検出器の面に圧力が加わるとＹ軸の
正の方向に前記制御対象物体を移動させるためのＹ座標
制御情報を発生し、Ｙ軸の正の方向に装着された第２の
検出器の面に圧力が加わると前記制御対象物体をＹ軸の
負の方向に移動させるためのＹ座標制御情報を発生し、
Ｚ軸の負の位置に装着された第３の検出器の面に圧力が
加わるとＺ軸の正の方向に前記制御対象物体を移動させ
るためのＺ座標制御情報を発生し、Ｚ軸の正の方向に装
着された第３の検出器の面に圧力が加わると前記制御対
象物体をＺ軸の負の方向に移動させるためのＺ座標制御
情報を発生することを特徴とする。
るために、請求項１の発明は、制御対象物体のＸ軸、Ｙ
軸およびＺ軸上の正および負への移動方向を制御するた
めのＸ座標制御情報、Ｙ座標制御情報およびＺ座標制御
情報を提供する制御用入力機器であって、制御用入力機
器本体の外側表面に装着される６つの検出器と、当該６
つの検出器の測定結果に基づいて前記Ｘ座標制御情報、
Ｙ座標制御情報およびＺ座標制御情報を発生する電子回
路を有し、前記６つの検出器には、前記面に加わる力の
有無とその力の大きさを測定可能な検出器が使用され、
前記６つの検出器の中の２つの第１の検出器はその面が
Ｘ軸に直交し、Ｘ軸の正および負の位置にそれぞれ配置
され、互いに面の裏面が対向するようにおよびＸ軸の正
および負の位置に制御用入力機器本体の外表面に装着さ
れ、前記６つの検出器の中の２つの第２の検出器は、そ
の面がＹ軸に直交し、Ｙ軸の正および負の位置にそれぞ
れ配置され、互いに面の裏面が対向するように制御用入
力機器本体の外表面に装着され、前記６つの検出器の中
の２つの第３の検出器は、その面がＺ軸に直交し、Ｚ軸
の正および負の位置にそれぞれ配置され、互いに面の裏
面が対向するように制御用入力機器本体の外表面に装着
され、前記電子回路は、Ｘ軸の負の位置に装着された第
１の検出器の面に圧力が加わるとＸ軸の正の方向に前記
制御対象物体を移動させるためのＸ座標制御情報を発生
し、Ｘ軸の正の方向に装着された第１の検出器の面に圧
力が加わると前記制御対象物体をＸ軸の負の方向に移動
させるためのＸ座標制御情報を発生し、Ｙ軸の負の位置
に装着された第２の検出器の面に圧力が加わるとＹ軸の
正の方向に前記制御対象物体を移動させるためのＹ座標
制御情報を発生し、Ｙ軸の正の方向に装着された第２の
検出器の面に圧力が加わると前記制御対象物体をＹ軸の
負の方向に移動させるためのＹ座標制御情報を発生し、
Ｚ軸の負の位置に装着された第３の検出器の面に圧力が
加わるとＺ軸の正の方向に前記制御対象物体を移動させ
るためのＺ座標制御情報を発生し、Ｚ軸の正の方向に装
着された第３の検出器の面に圧力が加わると前記制御対
象物体をＺ軸の負の方向に移動させるためのＺ座標制御
情報を発生することを特徴とする。
【００１２】請求項２の発明は、請求項１に記載の制御
用入力機器において、前記電子回路は、前記２つの第１
の検出結果の測定結果の差分の積分計算を行ってＸ座標
制御情報を決定するＸ軸位置制御情報算出手段、前記２
つの第２の検出結果の測定結果の差分の積分計算を行っ
てＹ座標制御情報を決定するＹ軸位置制御情報算出手段
およびＺ座標制御情報の前記２つの第３の検出結果の測
定結果の差分の積分計算を行ってＺ座標制御情報を決定
するＺ軸位置制御情報算出手段を具えたことを特徴とす
る。
用入力機器において、前記電子回路は、前記２つの第１
の検出結果の測定結果の差分の積分計算を行ってＸ座標
制御情報を決定するＸ軸位置制御情報算出手段、前記２
つの第２の検出結果の測定結果の差分の積分計算を行っ
てＹ座標制御情報を決定するＹ軸位置制御情報算出手段
およびＺ座標制御情報の前記２つの第３の検出結果の測
定結果の差分の積分計算を行ってＺ座標制御情報を決定
するＺ軸位置制御情報算出手段を具えたことを特徴とす
る。
【００１３】請求項３の発明は、請求項２に記載の制御
用入力機器において、前記６つの検出器の測定結果は少
なくとも前記力の有無および力の大きさを示す出力レベ
ルを有することを特徴とする。
用入力機器において、前記６つの検出器の測定結果は少
なくとも前記力の有無および力の大きさを示す出力レベ
ルを有することを特徴とする。
【００１４】請求項４の発明は、制御対象物体のＸ軸、
Ｙ軸およびＺ軸上の位置を制御するためのＸ座標制御情
報、Ｙ座標制御情報およびＺ座標制御情報を提供する制
御用入力機器であって、制御用入力機器本体の外側表面
に装着される６つの検出器と、当該６つの検出器の測定
結果に基づいて前記Ｘ座標制御情報、Ｙ座標制御情報お
よびＺ座標制御情報を発生する電子回路を有し、前記６
つの検出器には、前記面に加わる力の位置とその力の大
きさを測定可能な検出器が使用され、前記６つの検出器
の中の２つの第１の検出器はその面がＸ軸に直交し、Ｘ
軸の正および負の位置にそれぞれ配置され、互いに面の
裏面が対向するようにおよびＸ軸の正および負の位置に
制御用入力機器本体の外表面に装着され、前記６つの検
出器の中の２つの第２の検出器は、その面がＹ軸に直交
し、Ｙ軸の正および負の位置にそれぞれ配置され、互い
に面の裏面が対向するように制御用入力機器本体の外表
面に装着され、前記６つの検出器の中の２つの第３の検
出器は、その面がＺ軸に直交し、Ｚ軸の正および負の位
置にそれぞれ配置され、互いに面の裏面が対向するよう
に制御用入力機器本体の外表面に装着され、前記電子回
路は、前記力の加わった位置について６つの検出器の測
定結果に基づいて、Ｘ軸座標、Ｙ軸座標、Ｚ軸座標それ
ぞれについて測定結果の和、平均および選択のいずれか
を実行し、当該実行結果をＸ座標制御情報、Ｙ座標制御
情報、Ｚ座標制御情報として提供することを特徴とす
る。
Ｙ軸およびＺ軸上の位置を制御するためのＸ座標制御情
報、Ｙ座標制御情報およびＺ座標制御情報を提供する制
御用入力機器であって、制御用入力機器本体の外側表面
に装着される６つの検出器と、当該６つの検出器の測定
結果に基づいて前記Ｘ座標制御情報、Ｙ座標制御情報お
よびＺ座標制御情報を発生する電子回路を有し、前記６
つの検出器には、前記面に加わる力の位置とその力の大
きさを測定可能な検出器が使用され、前記６つの検出器
の中の２つの第１の検出器はその面がＸ軸に直交し、Ｘ
軸の正および負の位置にそれぞれ配置され、互いに面の
裏面が対向するようにおよびＸ軸の正および負の位置に
制御用入力機器本体の外表面に装着され、前記６つの検
出器の中の２つの第２の検出器は、その面がＹ軸に直交
し、Ｙ軸の正および負の位置にそれぞれ配置され、互い
に面の裏面が対向するように制御用入力機器本体の外表
面に装着され、前記６つの検出器の中の２つの第３の検
出器は、その面がＺ軸に直交し、Ｚ軸の正および負の位
置にそれぞれ配置され、互いに面の裏面が対向するよう
に制御用入力機器本体の外表面に装着され、前記電子回
路は、前記力の加わった位置について６つの検出器の測
定結果に基づいて、Ｘ軸座標、Ｙ軸座標、Ｚ軸座標それ
ぞれについて測定結果の和、平均および選択のいずれか
を実行し、当該実行結果をＸ座標制御情報、Ｙ座標制御
情報、Ｚ座標制御情報として提供することを特徴とす
る。
【００１５】請求項５の発明は、制御対象物体のＸ軸、
Ｙ軸およびＺ軸上の位置を制御するためのＸ座標制御情
報、Ｙ座標制御情報およびＺ座標制御情報を提供する制
御用入力機器であって、制御用入力機器本体の外側表面
に装着される６つの検出器と、当該６つの検出器の測定
結果に基づいて前記制御対象物体の位置を制御するため
の前記Ｘ座標制御情報、Ｙ座標制御情報およびＺ座標制
御情報を発生する電子回路を有し、前記６つの検出器に
は、前記面に加わる力の位置とその力の大きさを測定可
能な検出器が使用され、前記６つの検出器の中の２つの
第１の検出器はその面がＸ軸に直交し、Ｘ軸の正および
負の位置にそれぞれ配置され、互いに面の裏面が対向す
るようにおよびＸ軸の正および負の位置に制御用入力機
器本体の外表面に装着され、前記６つの検出器の中の２
つの第２の検出器は、その面がＹ軸に直交し、Ｙ軸の正
および負の位置にそれぞれ配置され、互いに面の裏面が
対向するように制御用入力機器本体の外表面に装着さ
れ、前記６つの検出器の中の２つの第３の検出器は、そ
の面がＺ軸に直交し、Ｚ軸の正および負の位置にそれぞ
れ配置され、互いに面の裏面が対向するように制御用入
力機器本体の外表面に装着され、前記電子回路は、前記
力の加わった位置についての６つの検出器の測定結果を
使用して、前記Ｘ座標情報、前記Ｙ座標情報および前記
Ｚ座標情報を決定して提供する位置制御部と、前記力の
加わった位置についての６つの検出器の測定結果を使用
して、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の前記制御対象物体の回転
を制御するための回転制御信号を決定して提供する回転
制御部とを有すること特徴とする。
Ｙ軸およびＺ軸上の位置を制御するためのＸ座標制御情
報、Ｙ座標制御情報およびＺ座標制御情報を提供する制
御用入力機器であって、制御用入力機器本体の外側表面
に装着される６つの検出器と、当該６つの検出器の測定
結果に基づいて前記制御対象物体の位置を制御するため
の前記Ｘ座標制御情報、Ｙ座標制御情報およびＺ座標制
御情報を発生する電子回路を有し、前記６つの検出器に
は、前記面に加わる力の位置とその力の大きさを測定可
能な検出器が使用され、前記６つの検出器の中の２つの
第１の検出器はその面がＸ軸に直交し、Ｘ軸の正および
負の位置にそれぞれ配置され、互いに面の裏面が対向す
るようにおよびＸ軸の正および負の位置に制御用入力機
器本体の外表面に装着され、前記６つの検出器の中の２
つの第２の検出器は、その面がＹ軸に直交し、Ｙ軸の正
および負の位置にそれぞれ配置され、互いに面の裏面が
対向するように制御用入力機器本体の外表面に装着さ
れ、前記６つの検出器の中の２つの第３の検出器は、そ
の面がＺ軸に直交し、Ｚ軸の正および負の位置にそれぞ
れ配置され、互いに面の裏面が対向するように制御用入
力機器本体の外表面に装着され、前記電子回路は、前記
力の加わった位置についての６つの検出器の測定結果を
使用して、前記Ｘ座標情報、前記Ｙ座標情報および前記
Ｚ座標情報を決定して提供する位置制御部と、前記力の
加わった位置についての６つの検出器の測定結果を使用
して、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の前記制御対象物体の回転
を制御するための回転制御信号を決定して提供する回転
制御部とを有すること特徴とする。
【００１６】請求項６の発明は、請求項５に記載の制御
用入力機器において、前記６つの検出器の各々に加わる
力がしきい値より大きい場合にはその検出器の位置の測
定結果を前記回転制御部に転送し、前記６つの検出器の
各々に加わる力がしきい値より小さい場合にはその検出
器の位置の測定結果を前記位置制御部に転送することを
特徴とする。
用入力機器において、前記６つの検出器の各々に加わる
力がしきい値より大きい場合にはその検出器の位置の測
定結果を前記回転制御部に転送し、前記６つの検出器の
各々に加わる力がしきい値より小さい場合にはその検出
器の位置の測定結果を前記位置制御部に転送することを
特徴とする。
【００１７】請求項７の発明は、請求項６に記載の制御
用入力機器において、前記位置制御部は相対座標モード
を有し、該相対座標モードでは、前記６つの検出器の位
置の測定結果の各々について位置の変化分が取り出され
てＸ座標制御情報、Ｙ座標制御情報およびＺ座標制御情
報が決定されることを特徴とする。
用入力機器において、前記位置制御部は相対座標モード
を有し、該相対座標モードでは、前記６つの検出器の位
置の測定結果の各々について位置の変化分が取り出され
てＸ座標制御情報、Ｙ座標制御情報およびＺ座標制御情
報が決定されることを特徴とする。
【００１８】請求項８の発明は、請求項６に記載の制御
用入力機器において、前記位置制御部は絶対座標モード
を有し、該絶対座標モードでは、前記６つの測定器の位
置の測定結果は、前記制御対象物体の座標値として取扱
われることを特徴とする。
用入力機器において、前記位置制御部は絶対座標モード
を有し、該絶対座標モードでは、前記６つの測定器の位
置の測定結果は、前記制御対象物体の座標値として取扱
われることを特徴とする。
【００１９】請求項９の発明は、請求項１に記載の制御
用入力機器において、前記制御用入力機器本体は立方体
の形状をしており、さらに前記制御用入力機器本体の該
表面に配置する円筒形状の第１の円筒型検出器、第２の
円筒型検出器および第３の円筒型検出器を有し、前記第
１の円筒型検出器がＸ軸に沿って縦軸を形成しており、
前記第２の円筒型検出器がＹ軸に沿って縦軸を形成して
おり、前記第３の円筒型検出器がＺ軸に沿って縦軸を形
成しており、前記第１の円筒型検出器、第２の円筒型検
出器および第３の円筒型検出器の各々は、円筒形状のわ
ん曲した表面部に加えられる力に応答する信号を回転指
令信号として出力することを特徴とする。
用入力機器において、前記制御用入力機器本体は立方体
の形状をしており、さらに前記制御用入力機器本体の該
表面に配置する円筒形状の第１の円筒型検出器、第２の
円筒型検出器および第３の円筒型検出器を有し、前記第
１の円筒型検出器がＸ軸に沿って縦軸を形成しており、
前記第２の円筒型検出器がＹ軸に沿って縦軸を形成して
おり、前記第３の円筒型検出器がＺ軸に沿って縦軸を形
成しており、前記第１の円筒型検出器、第２の円筒型検
出器および第３の円筒型検出器の各々は、円筒形状のわ
ん曲した表面部に加えられる力に応答する信号を回転指
令信号として出力することを特徴とする。
【００２０】請求項１０の発明は、請求項１に記載の制
御用入力機器において、Ｘ軸の正および負の位置に配置
し、軸がＸ軸に沿った２つの第１の円筒型検出器、Ｙ軸
の正および負の位置に配置し、軸がＹ軸に沿った２つの
第２の円筒型検出器およびＺ軸の正および負の位置に配
置し、軸がＺ軸に沿った２つの第３の円筒型検出器をさ
らに有し、前記２つの第１の検出器が前記２つの第１の
円筒型検出器の平面部に装着され、前記２つの第２の検
出器が前記２つの第２の円筒型検出器の平面部に装着さ
れ、前記２つの第３の検出器が前記２つの第３の円筒型
検出器の平面部に装着され、前記第１の円筒型検出器、
前記第２の円筒型検出器および前記第３の円筒型検出器
の各々は、そのわん曲した表面部に力が加わると、それ
に応答する信号を出力すること特徴とする。
御用入力機器において、Ｘ軸の正および負の位置に配置
し、軸がＸ軸に沿った２つの第１の円筒型検出器、Ｙ軸
の正および負の位置に配置し、軸がＹ軸に沿った２つの
第２の円筒型検出器およびＺ軸の正および負の位置に配
置し、軸がＺ軸に沿った２つの第３の円筒型検出器をさ
らに有し、前記２つの第１の検出器が前記２つの第１の
円筒型検出器の平面部に装着され、前記２つの第２の検
出器が前記２つの第２の円筒型検出器の平面部に装着さ
れ、前記２つの第３の検出器が前記２つの第３の円筒型
検出器の平面部に装着され、前記第１の円筒型検出器、
前記第２の円筒型検出器および前記第３の円筒型検出器
の各々は、そのわん曲した表面部に力が加わると、それ
に応答する信号を出力すること特徴とする。
【００２１】請求項１１の発明は、請求項９に記載の制
御用入力機器において、前記電子回路は、前記第１の円
筒型検出器のわん曲した表面部に力が加わったときに出
力される信号の変化に応答してＸ回転制御信号を発生
し、前記第２の円筒型検出器のわん曲した表面部に力が
加わったときに出力される信号の変化に応答してＹ回転
制御信号を発生し、前記第３の円筒型検出器のわん曲し
た表面部に力が加わったときに出力される信号の変化に
応答してＺ回転制御信号を発生することを特徴とする。
御用入力機器において、前記電子回路は、前記第１の円
筒型検出器のわん曲した表面部に力が加わったときに出
力される信号の変化に応答してＸ回転制御信号を発生
し、前記第２の円筒型検出器のわん曲した表面部に力が
加わったときに出力される信号の変化に応答してＹ回転
制御信号を発生し、前記第３の円筒型検出器のわん曲し
た表面部に力が加わったときに出力される信号の変化に
応答してＺ回転制御信号を発生することを特徴とする。
【００２２】請求項１２の発明は、請求項４に記載の制
御用入力機器において、前記制御用入力機器本体は立方
体の形状をしており、さらに前記制御用入力機器本体の
該表面に配置する円筒形状の第１の円筒型検出器、第２
の円筒型検出器および第３の円筒型検出器を有し、前記
第１の円筒型検出器がＸ軸に沿って縦軸を形成してお
り、前記第２の円筒型検出器がＹ軸に沿って縦軸を形成
しており、前記第３の円筒型検出器がＺ軸に沿って縦軸
を形成しており、前記第１の円筒型検出器、第２の円筒
型検出器および第３の円筒型検出器の各々は、わん曲し
た表面部に加えられる力に応答する信号を回転指令信号
として出力することを特徴とする。
御用入力機器において、前記制御用入力機器本体は立方
体の形状をしており、さらに前記制御用入力機器本体の
該表面に配置する円筒形状の第１の円筒型検出器、第２
の円筒型検出器および第３の円筒型検出器を有し、前記
第１の円筒型検出器がＸ軸に沿って縦軸を形成してお
り、前記第２の円筒型検出器がＹ軸に沿って縦軸を形成
しており、前記第３の円筒型検出器がＺ軸に沿って縦軸
を形成しており、前記第１の円筒型検出器、第２の円筒
型検出器および第３の円筒型検出器の各々は、わん曲し
た表面部に加えられる力に応答する信号を回転指令信号
として出力することを特徴とする。
【００２３】請求項１３の発明は、請求項１２に記載の
制御用入力機器において、前記電子回路は、前記第１の
円筒型検出器から出力される信号の変化に応答してＸ回
転制御信号を発生し、前記第２の円筒型検出器から出力
される信号の変化に応答してＹ回転制御信号を発生し、
前記第３の円筒型検出器からの出力から出力される信号
の変化に応答してＺ回転制御信号を発生することを特徴
とする。
制御用入力機器において、前記電子回路は、前記第１の
円筒型検出器から出力される信号の変化に応答してＸ回
転制御信号を発生し、前記第２の円筒型検出器から出力
される信号の変化に応答してＹ回転制御信号を発生し、
前記第３の円筒型検出器からの出力から出力される信号
の変化に応答してＺ回転制御信号を発生することを特徴
とする。
【００２４】請求項１４の発明は、６つの円筒部材のう
ちの２つをＸ軸方向の正および負の位置に配置し、前記
６つの円筒部材のうちの他の２つの円筒部材をＹ軸方向
の正および負の位置に配置し、前記６つの円筒部材のう
ちのさらに他の２つの円筒部材をＺ軸方向の正および負
の位置に配置し、前記６つの円筒部材を中心で結合して
おき、前記６つの円筒部材の外表面に、力が加わると信
号を出力する複数の検出器を配置しており、前記複数の
検出器から出力される信号に基づいて、前記制御対象物
の移動方向が制御されることを特徴とする。
ちの２つをＸ軸方向の正および負の位置に配置し、前記
６つの円筒部材のうちの他の２つの円筒部材をＹ軸方向
の正および負の位置に配置し、前記６つの円筒部材のう
ちのさらに他の２つの円筒部材をＺ軸方向の正および負
の位置に配置し、前記６つの円筒部材を中心で結合して
おき、前記６つの円筒部材の外表面に、力が加わると信
号を出力する複数の検出器を配置しており、前記複数の
検出器から出力される信号に基づいて、前記制御対象物
の移動方向が制御されることを特徴とする。
【００２５】請求項１５の発明は、請求項１４に記載の
制御用入力機器において、前記複数の検出器は、面を有
し、該面に加わる力の位置を示す信号を出力することを
特徴とする。
制御用入力機器において、前記複数の検出器は、面を有
し、該面に加わる力の位置を示す信号を出力することを
特徴とする。
【００２６】請求項１６の発明は、請求項１４に記載の
制御用入力機器において、前記制御対象物の移動方向は
回転方向であることを特徴とする。
制御用入力機器において、前記制御対象物の移動方向は
回転方向であることを特徴とする。
【００２７】請求項１７の発明は、請求項１６に記載の
制御用入力機器において、前記複数の検出器から出力さ
れる信号の中の制御内容が共通の信号を使用して、制御
対象物の制御のための制御信号が計算されることを特徴
とする。
制御用入力機器において、前記複数の検出器から出力さ
れる信号の中の制御内容が共通の信号を使用して、制御
対象物の制御のための制御信号が計算されることを特徴
とする。
【００２８】請求項１８の発明は、請求項１４に記載の
制御用入力機器において、前記前記制御対象物の移動方
向は直線方向であることを特徴とする。
制御用入力機器において、前記前記制御対象物の移動方
向は直線方向であることを特徴とする。
【００２９】請求項１９の発明は、円筒座標系に基づい
て制御信号を発生する円筒形状の制御用入力機器におい
て、該制御用入力機器のわん曲部および端平面に、力の
加わる位置を測定可能な力検出器が装着されており、前
記端平面に加えられる力の位置に応答して半径方向の位
置制御信号を発生し、前記わん曲部に加えられた力の位
置に応答してＺ軸座標と角度に関する制御信号を発生す
ることを特徴とする。
て制御信号を発生する円筒形状の制御用入力機器におい
て、該制御用入力機器のわん曲部および端平面に、力の
加わる位置を測定可能な力検出器が装着されており、前
記端平面に加えられる力の位置に応答して半径方向の位
置制御信号を発生し、前記わん曲部に加えられた力の位
置に応答してＺ軸座標と角度に関する制御信号を発生す
ることを特徴とする。
【００３０】請求項２０の発明は、クレーン棒、安定用
指示棒およびフックを有するクレーン車のための制御用
入力機器であって、面を有し、該面に加わる位置および
大きさを測定可能な第１の力検出器および第２の力検出
器の２つの力検出器を有し、当該２つの力検出器の面を
外側にして、互いにほぼ対向するように配置してあり、
前記クレーン棒の伸縮方向と前記第１の力検出器の面に
加わる力の接触位置の移動方向とが対応付けられてお
り、前記クレーン棒の高さの移動方向と前記第１の力検
出器の面に加わる力の接触位置の移動方向とが対応づけ
られており、前記クレーン棒の回転方向と前記第１の力
検出器および第２の力検出器の面に加わる力の押圧方向
とが対応付けられており、前記安定用支持棒の移動方向
と前記第２の力検出器の面に加わる力の接触位置の移動
方向とが対応づけられており、前記フックの昇降方向と
前記第２の力検出器の面に加わる力の接触位置の移動方
向とが対応づけられており、前記第１の検出器および前
記第２の面の力の接触位置の移動方向および押圧方向に
対応させて、前記クレーン棒、安定用指示棒およびフッ
クの移動制御が行われることを特徴とする。
指示棒およびフックを有するクレーン車のための制御用
入力機器であって、面を有し、該面に加わる位置および
大きさを測定可能な第１の力検出器および第２の力検出
器の２つの力検出器を有し、当該２つの力検出器の面を
外側にして、互いにほぼ対向するように配置してあり、
前記クレーン棒の伸縮方向と前記第１の力検出器の面に
加わる力の接触位置の移動方向とが対応付けられてお
り、前記クレーン棒の高さの移動方向と前記第１の力検
出器の面に加わる力の接触位置の移動方向とが対応づけ
られており、前記クレーン棒の回転方向と前記第１の力
検出器および第２の力検出器の面に加わる力の押圧方向
とが対応付けられており、前記安定用支持棒の移動方向
と前記第２の力検出器の面に加わる力の接触位置の移動
方向とが対応づけられており、前記フックの昇降方向と
前記第２の力検出器の面に加わる力の接触位置の移動方
向とが対応づけられており、前記第１の検出器および前
記第２の面の力の接触位置の移動方向および押圧方向に
対応させて、前記クレーン棒、安定用指示棒およびフッ
クの移動制御が行われることを特徴とする。
【００３１】請求項２１の発明は、極座標系における制
御信号を出力する制御用入力機器であって、面を有し、
該面に加えられる力の位置を測定可能で、半球の表面お
よび端部に装着された２つの力検出器を有し、前記端部
に装着された力検出器により測定された力の位置に基づ
き制御対象物の半径方向の位置を制御するための制御信
号を発生し、前記半球の表面に装着された力検出器によ
り測定された力の位置に基づき前記制御対象物の角度を
制御するための角度制御信号を出力することを特徴とす
る。
御信号を出力する制御用入力機器であって、面を有し、
該面に加えられる力の位置を測定可能で、半球の表面お
よび端部に装着された２つの力検出器を有し、前記端部
に装着された力検出器により測定された力の位置に基づ
き制御対象物の半径方向の位置を制御するための制御信
号を発生し、前記半球の表面に装着された力検出器によ
り測定された力の位置に基づき前記制御対象物の角度を
制御するための角度制御信号を出力することを特徴とす
る。
【００３２】請求項２２の発明は、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ
軸の３軸について正および負の、制御対象物の方向を制
御するＸ座標制御情報、Ｙ座標制御情報およびＺ座標制
御情報情報を提供する制御用入力機器であって、面を有
し、該面に加わる力の位置および力の大きさを測定可能
な６つの検出器を有し、前記制御用入力機器の外側表面
に前記６つの検出器を、各軸に２つづつ、互いに面が外
側に向くように対応させて装着しており、当該６つの検
出器の面に加わる力の接触点の位置の移動方向とＸ座標
制御情報、Ｙ座標制御情報およびＺ座標制御情報情報の
示す正および負の方向とが対応付けられており、前記６
つの検出器の測定結果に基づき、ＹＺ平面に平行に装着
された第１の検出器の面に力を加えると正の方向のＸ座
標制御情報を発生し、前記第１の検出器の面の力の接触
点のＹおよびＺ軸方向への移動に対応してＹ座標制御情
報およびＺ座標制御情報を発生し、前記ＹＺ平面に平行
に装着された第２の検出器の面に力を加えると、負のＸ
座標制御情報を発生し、前記第２の検出器の面の力の接
触点のＹおよびＺ軸方向への移動に対応してＹ座標制御
情報およびＺ座標制御情報を発生し、ＸＺ平面に装着さ
れた第３の検出器の面に力を加えると正の方向のＹ座標
制御情報を発生し、前記第３の検出器の面の力の接触点
のＸおよびＺ軸方向への移動に対応してＸ座標制御情報
およびＺ座標制御情報を発生し、前記ＸＺ平面に装着さ
れた第４の検出器の面に力を加えると負のＹ座標制御情
報を発生し、かつ、前記第４の検出器の面の力の接触点
のＸおよびＺ軸方向への移動に対応してＸ座標制御情報
およびＺ座標制御情報を発生し、ＸＹ平面に装着された
第５の検出器の面に力を加えると正の方向のＺ座標制御
情報を発生し、前記第５の検出器の面の力の接触点のＸ
およびＹ軸方向への移動に対応してＸ座標制御情報およ
びＹ座標制御情報を発生し、前記ＸＹ平面に装着された
第６の検出器の面に力を加えると負のＺ座標制御情報を
発生し、前記第６の検出器の面の力の接触点のＸおよび
Ｙ軸方向への移動に対応してＸ座標制御情報およびＹ座
標制御情報を発生することを特徴とする。
軸の３軸について正および負の、制御対象物の方向を制
御するＸ座標制御情報、Ｙ座標制御情報およびＺ座標制
御情報情報を提供する制御用入力機器であって、面を有
し、該面に加わる力の位置および力の大きさを測定可能
な６つの検出器を有し、前記制御用入力機器の外側表面
に前記６つの検出器を、各軸に２つづつ、互いに面が外
側に向くように対応させて装着しており、当該６つの検
出器の面に加わる力の接触点の位置の移動方向とＸ座標
制御情報、Ｙ座標制御情報およびＺ座標制御情報情報の
示す正および負の方向とが対応付けられており、前記６
つの検出器の測定結果に基づき、ＹＺ平面に平行に装着
された第１の検出器の面に力を加えると正の方向のＸ座
標制御情報を発生し、前記第１の検出器の面の力の接触
点のＹおよびＺ軸方向への移動に対応してＹ座標制御情
報およびＺ座標制御情報を発生し、前記ＹＺ平面に平行
に装着された第２の検出器の面に力を加えると、負のＸ
座標制御情報を発生し、前記第２の検出器の面の力の接
触点のＹおよびＺ軸方向への移動に対応してＹ座標制御
情報およびＺ座標制御情報を発生し、ＸＺ平面に装着さ
れた第３の検出器の面に力を加えると正の方向のＹ座標
制御情報を発生し、前記第３の検出器の面の力の接触点
のＸおよびＺ軸方向への移動に対応してＸ座標制御情報
およびＺ座標制御情報を発生し、前記ＸＺ平面に装着さ
れた第４の検出器の面に力を加えると負のＹ座標制御情
報を発生し、かつ、前記第４の検出器の面の力の接触点
のＸおよびＺ軸方向への移動に対応してＸ座標制御情報
およびＺ座標制御情報を発生し、ＸＹ平面に装着された
第５の検出器の面に力を加えると正の方向のＺ座標制御
情報を発生し、前記第５の検出器の面の力の接触点のＸ
およびＹ軸方向への移動に対応してＸ座標制御情報およ
びＹ座標制御情報を発生し、前記ＸＹ平面に装着された
第６の検出器の面に力を加えると負のＺ座標制御情報を
発生し、前記第６の検出器の面の力の接触点のＸおよび
Ｙ軸方向への移動に対応してＸ座標制御情報およびＹ座
標制御情報を発生することを特徴とする。
【００３３】
【００３４】
【００３５】
【作用】本発明は、ユーザーの接触による力に敏感な検
出器、すなわち、力の加わる位置（あるいは力の有無）
およびその大きさを検出可能な検出器を複数個利用する
ことにより６つの自由度を持つ制御入力発生に関して、
ユーザーにとってきわめて直感的で理解しやすい入力環
境を提供する入力機器の設計概念であり、その６つの自
由度（位置と姿勢）の入力は直交座標、円筒座標、極座
標のいずれにも適応できるものである。６つの自由度を
持つ制御入力の発生において、入力機器自体を移動させ
る必要がないため、対話型コンピュータグラフィックス
におけるカーソル制御あるいはグラフィックス上の表示
物体の操作に適していると同時に作業現場で使用される
クレーン、フォークリフト等の制御入力機器としても使
用できるものである。この入力機器の位置制御に関する
入力は、ユーザーが“押す”あるいは“ひきずる”とい
った動作を制御入力機器表面に与えることにより発生さ
せることができる。この発明の中で示されている設計例
の中には同一の検出器を用いて位置制御入力と姿勢制御
入力を発生させることが可能である。この場合２つの異
なる制御入力モードはユーザーから検出器に与えられる
力の定量値により入力モードの選択の判定がなされる。
ここに記述されている発明において上記の利点および他
の特筆すべき技術上の利点は以下に示す実施例の詳細な
記述と添付されている図面によって示されている。
出器、すなわち、力の加わる位置（あるいは力の有無）
およびその大きさを検出可能な検出器を複数個利用する
ことにより６つの自由度を持つ制御入力発生に関して、
ユーザーにとってきわめて直感的で理解しやすい入力環
境を提供する入力機器の設計概念であり、その６つの自
由度（位置と姿勢）の入力は直交座標、円筒座標、極座
標のいずれにも適応できるものである。６つの自由度を
持つ制御入力の発生において、入力機器自体を移動させ
る必要がないため、対話型コンピュータグラフィックス
におけるカーソル制御あるいはグラフィックス上の表示
物体の操作に適していると同時に作業現場で使用される
クレーン、フォークリフト等の制御入力機器としても使
用できるものである。この入力機器の位置制御に関する
入力は、ユーザーが“押す”あるいは“ひきずる”とい
った動作を制御入力機器表面に与えることにより発生さ
せることができる。この発明の中で示されている設計例
の中には同一の検出器を用いて位置制御入力と姿勢制御
入力を発生させることが可能である。この場合２つの異
なる制御入力モードはユーザーから検出器に与えられる
力の定量値により入力モードの選択の判定がなされる。
ここに記述されている発明において上記の利点および他
の特筆すべき技術上の利点は以下に示す実施例の詳細な
記述と添付されている図面によって示されている。
【００３６】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
に説明する。
【００３７】図１は、本発明に関する第１の好適実施例
である、接触による力に敏感な検出器を持つ３Ｄ制御入
力機器を示している。
である、接触による力に敏感な検出器を持つ３Ｄ制御入
力機器を示している。
【００３８】制御入力機器１０５は立方体の形状をして
いる。第１番目の入力検出器１１０は入力機器１０５の
前面に装着されている。第２番目の力検出器１１５は入
力機器１０５の右側に付いている。第５番目の力検出器
１３０は入力機器の裏側に付いている。第６番目の力検
出器１３５は入力機器１０５の底部に付いている。フレ
ーム１４０は入力機器１０５の端に取り付けられてお
り、入力機器１０５の６面すべてにユーザーが接触でき
るように設計されている。制御用接続部１４５は６つの
力検出器１１０，１１５，１２０，１２５，１３０およ
び１３５を結合し、これら力検出器の応答信号を出力す
る。
いる。第１番目の入力検出器１１０は入力機器１０５の
前面に装着されている。第２番目の力検出器１１５は入
力機器１０５の右側に付いている。第５番目の力検出器
１３０は入力機器の裏側に付いている。第６番目の力検
出器１３５は入力機器１０５の底部に付いている。フレ
ーム１４０は入力機器１０５の端に取り付けられてお
り、入力機器１０５の６面すべてにユーザーが接触でき
るように設計されている。制御用接続部１４５は６つの
力検出器１１０，１１５，１２０，１２５，１３０およ
び１３５を結合し、これら力検出器の応答信号を出力す
る。
【００３９】制御入力機器１０５は６つの検出器のいず
れかを押すことにより制御入力を発生する。この立方体
表面に沿ってユーザーが力を与えると、その与えられた
力の方向に制御対称物体が移動するため、ユーザーイン
ターフェイスとしては極めて直感的で理解しやすいもの
となる。一例としては、ユーザーが入力機器１０５の上
部に付いている力検出器１２０を下に向けて押すと制御
対象物体は下（−Ｙ方向）へ移動する。同様に入力機器
１０５の底部に付いている力検出器１３５を上に向って
押すと制御対象物体は上（＋Ｙ方向）に移動する。入力
機器１０５の裏側に付いている力検出器１３０を押せば
制御対象物体はユーザーに向って（−Ｚ方向）接近して
くる。入力機器１０５の前面に付いている力検出器１１
０を押すと制御対象物体は、ユーザーから遠ざかってい
く（＋Ｚ方向）。入力機器１０５の右側に付いている力
検出器１１５を左側方向に押すと制御対象物体は左の方
向（−Ｘ方向）へ移動する。同様に入力機器１０５の左
側に付いている力検出器１２５を右側方向に押すと制御
対象物体は右方向（＋Ｘ方向）へ移動する。
れかを押すことにより制御入力を発生する。この立方体
表面に沿ってユーザーが力を与えると、その与えられた
力の方向に制御対称物体が移動するため、ユーザーイン
ターフェイスとしては極めて直感的で理解しやすいもの
となる。一例としては、ユーザーが入力機器１０５の上
部に付いている力検出器１２０を下に向けて押すと制御
対象物体は下（−Ｙ方向）へ移動する。同様に入力機器
１０５の底部に付いている力検出器１３５を上に向って
押すと制御対象物体は上（＋Ｙ方向）に移動する。入力
機器１０５の裏側に付いている力検出器１３０を押せば
制御対象物体はユーザーに向って（−Ｚ方向）接近して
くる。入力機器１０５の前面に付いている力検出器１１
０を押すと制御対象物体は、ユーザーから遠ざかってい
く（＋Ｚ方向）。入力機器１０５の右側に付いている力
検出器１１５を左側方向に押すと制御対象物体は左の方
向（−Ｘ方向）へ移動する。同様に入力機器１０５の左
側に付いている力検出器１２５を右側方向に押すと制御
対象物体は右方向（＋Ｘ方向）へ移動する。
【００４０】図１の制御入力機器における３次元座標の
制御入力信号処理に関する電子回路のブロックダイヤグ
ラムを図２に示してある。力検出器１１０，１１５，１
２０，１２５，１３０および１３５は制御接続部１４５
によって統合されアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器
２０５に接続される。Ａ／Ｄ変換器２０５はそれぞれ力
検出器が独立して発生するアナログ信号をデジタル信号
に変換する。６つの独立したディジタル信号は積分器２
１０に入力される。積分器２１０は入力機器の左右に付
いている力検出器１２５と１１５のディジタル信号の差
を積分し、Ｘ軸方向の位置制御信号（Ｘ＝∫（Ｘ125 −
ｘ115 ）ｄｔ）を出力する。同様にして入力機器の上
部、底部に付いている力検出器１２０，１３５からのデ
ィジタル信号の差を積分して、Ｙ軸方向の位置制御信号
（Ｙ＝∫（Ｙ135 −Ｙ120 ）ｄｔ）を出力し、さらに入
力機器の前面と裏面に付いている力検出器１１０，１３
０からのディジタル信号の差を積分してＺ軸方向の位置
制御信号（Ｚ＝∫（Ｚ110 −Ｚ130 ）ｄｔ）を出力す
る。このようにして処理された位置制御指令信号Ｘ，
Ｙ，Ｚはコンピュータ２２０に接続され、コンピュータ
画面上のカーソルやコンピュータグラフィックス上の表
示物体の操作信号として使用される。またクレーン用サ
ーボモータ２３０等に接続して、重機械の制御信号とし
ても利用できる。
制御入力信号処理に関する電子回路のブロックダイヤグ
ラムを図２に示してある。力検出器１１０，１１５，１
２０，１２５，１３０および１３５は制御接続部１４５
によって統合されアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器
２０５に接続される。Ａ／Ｄ変換器２０５はそれぞれ力
検出器が独立して発生するアナログ信号をデジタル信号
に変換する。６つの独立したディジタル信号は積分器２
１０に入力される。積分器２１０は入力機器の左右に付
いている力検出器１２５と１１５のディジタル信号の差
を積分し、Ｘ軸方向の位置制御信号（Ｘ＝∫（Ｘ125 −
ｘ115 ）ｄｔ）を出力する。同様にして入力機器の上
部、底部に付いている力検出器１２０，１３５からのデ
ィジタル信号の差を積分して、Ｙ軸方向の位置制御信号
（Ｙ＝∫（Ｙ135 −Ｙ120 ）ｄｔ）を出力し、さらに入
力機器の前面と裏面に付いている力検出器１１０，１３
０からのディジタル信号の差を積分してＺ軸方向の位置
制御信号（Ｚ＝∫（Ｚ110 −Ｚ130 ）ｄｔ）を出力す
る。このようにして処理された位置制御指令信号Ｘ，
Ｙ，Ｚはコンピュータ２２０に接続され、コンピュータ
画面上のカーソルやコンピュータグラフィックス上の表
示物体の操作信号として使用される。またクレーン用サ
ーボモータ２３０等に接続して、重機械の制御信号とし
ても利用できる。
【００４１】第１番目の制御入力機器の設計概念１０５
は接触圧力の有無に敏感であり、Ａ／Ｄ変換器は力検出
器から送られてくる信号を変換後バイナリー出力信号と
して積分器２１０へ転送する。この方式は単一速度を持
った制御入力信号を発生させるためにコンピュータ上の
カーソルやグラフィックス上の表示物体はあらかじめ決
められた速度で望ましい方向へ移動する。しかし力検出
器１１０，１１５，１２０，１２５，１３０および１３
５に接触圧力の定量値を測定できる機能を付加すればＡ
／Ｄ変換器２０５はマルチビットのディジタル信号を出
力することが可能であり、その結果積分器２１０の最終
出力もマルチビットの値となる。このマルチビットの値
を制御指令信号として利用すると制御速度を変化させる
ことが可能となりユーザーの与える接触圧力の増減に対
して制御対象の移動速度の増減を操作できることにな
る。
は接触圧力の有無に敏感であり、Ａ／Ｄ変換器は力検出
器から送られてくる信号を変換後バイナリー出力信号と
して積分器２１０へ転送する。この方式は単一速度を持
った制御入力信号を発生させるためにコンピュータ上の
カーソルやグラフィックス上の表示物体はあらかじめ決
められた速度で望ましい方向へ移動する。しかし力検出
器１１０，１１５，１２０，１２５，１３０および１３
５に接触圧力の定量値を測定できる機能を付加すればＡ
／Ｄ変換器２０５はマルチビットのディジタル信号を出
力することが可能であり、その結果積分器２１０の最終
出力もマルチビットの値となる。このマルチビットの値
を制御指令信号として利用すると制御速度を変化させる
ことが可能となりユーザーの与える接触圧力の増減に対
して制御対象の移動速度の増減を操作できることにな
る。
【００４２】図３は、本発明の第２の好適実施例であ
る、接触式の６Ｄ制御用入力機器を示している。制御入
力機器３０５は、立方体の形状をしているが、この入力
機器には合計３つの力検出器が装着されている。第１番
目の力検出器３１０は入力機器３０５の前面に付いてお
り、図４（ａ）の示す如く、この検出器はユーザーの接
触点の位置（Ｘ，Ｙ）を検出し、２つのアナログ信号を
出力する。さらにこの力検出器３１０はユーザーの接触
圧力の定量値を３番目の信号として出力する。第２番目
の力検出器３１５は入力機器の右側に付いており、図４
（ａ）に示す如く、この検出器に触れるユーザーの接触
点の位置を検出し、Ｙ，Ｚ座標として認識する。さらに
この力検出器３１５は接触圧力の定量値を出力する。第
３番目の力検出器３２０は、入力機器３０５の上部に付
いており、この検出器３２０は図４（ａ）に示す如く接
触点の位置をＺおよびＸ座標として認識し、接触圧力の
定量値を出力する。
る、接触式の６Ｄ制御用入力機器を示している。制御入
力機器３０５は、立方体の形状をしているが、この入力
機器には合計３つの力検出器が装着されている。第１番
目の力検出器３１０は入力機器３０５の前面に付いてお
り、図４（ａ）の示す如く、この検出器はユーザーの接
触点の位置（Ｘ，Ｙ）を検出し、２つのアナログ信号を
出力する。さらにこの力検出器３１０はユーザーの接触
圧力の定量値を３番目の信号として出力する。第２番目
の力検出器３１５は入力機器の右側に付いており、図４
（ａ）に示す如く、この検出器に触れるユーザーの接触
点の位置を検出し、Ｙ，Ｚ座標として認識する。さらに
この力検出器３１５は接触圧力の定量値を出力する。第
３番目の力検出器３２０は、入力機器３０５の上部に付
いており、この検出器３２０は図４（ａ）に示す如く接
触点の位置をＺおよびＸ座標として認識し、接触圧力の
定量値を出力する。
【００４３】この制御入力の操作において検出器３１
０，３１５および３２０は、コンピュータのカーソル、
コンピュータグラフィックス上の表示物体あるいはその
他の制御対象物体の位置制御信号を発生するが、これら
の信号は冗長系となっている。すなわちＹ座標の位置制
御信号は力検出器３１０または３１５より入力すること
が可能である。同様にしてＸ座標の位置制御信号は力検
出器３１０または３２０より入力が可能であり、Ｚ座標
の位置制御信号は力検出器３１５または３２０より入力
可能である。これらの２つのＸ座標入力はその和を計算
して最終的なＸ座標用信号として出力される。Ｙ，Ｚ座
標入力をＸ座標入力処理と同様にして処理される。この
ようにして検出器上におけるユーザーの接触点の座標の
変化は制御対象物の位置変化の指令信号として解釈さ
れ、その制御指令信号の大きさは一定値かあるいはユー
ザーが調節できる可変ゲイン用いられる。
０，３１５および３２０は、コンピュータのカーソル、
コンピュータグラフィックス上の表示物体あるいはその
他の制御対象物体の位置制御信号を発生するが、これら
の信号は冗長系となっている。すなわちＹ座標の位置制
御信号は力検出器３１０または３１５より入力すること
が可能である。同様にしてＸ座標の位置制御信号は力検
出器３１０または３２０より入力が可能であり、Ｚ座標
の位置制御信号は力検出器３１５または３２０より入力
可能である。これらの２つのＸ座標入力はその和を計算
して最終的なＸ座標用信号として出力される。Ｙ，Ｚ座
標入力をＸ座標入力処理と同様にして処理される。この
ようにして検出器上におけるユーザーの接触点の座標の
変化は制御対象物の位置変化の指令信号として解釈さ
れ、その制御指令信号の大きさは一定値かあるいはユー
ザーが調節できる可変ゲイン用いられる。
【００４４】６つの自由度を必要とする応用制御におい
て、力検出器３１０，３１５および３２０は回転制御入
力を発生させることができる。これらの力検出器はユー
ザーの接触圧力の大きさを検出できるため、その圧力値
の大小によりモード切り換えが可能となる。図５に示す
閾値検出器５３５は各検出器から第３番目の信号である
接触圧力値を入力として取り込み、その値の大小により
検出器群の第１，第２番目の信号である接触点の位置信
号を位置制御指令処理部５４０へ転送するかあるいは回
転制御指令処理部５４５へ転送するかを決定する。すな
わちもしユーザーが入力機器上の検出器表面に与える力
があらかじめ指定された値を超えたならば、この検出器
が出力する２つのアナログ信号は回転制御のための指令
信号として認識される。図４（ｂ）に示す如く検出器３
１０において強い接触圧力が検出されたならば検出器３
１０より出力される２つのアナログ信号はＺ軸まわりの
回転制御のための信号として使用される。同様に検出器
３１５において強い接触圧力が検出されたならば検出器
３１５より出力される２つのアナログ信号はＸ軸まわり
の回転制御用信号として使用され、検出器３２０におい
て強い接触圧力が検出されたならば検出器３２０より出
力される２つのアナログ信号はＹ軸まわりの回転制御用
信号として使用される。
て、力検出器３１０，３１５および３２０は回転制御入
力を発生させることができる。これらの力検出器はユー
ザーの接触圧力の大きさを検出できるため、その圧力値
の大小によりモード切り換えが可能となる。図５に示す
閾値検出器５３５は各検出器から第３番目の信号である
接触圧力値を入力として取り込み、その値の大小により
検出器群の第１，第２番目の信号である接触点の位置信
号を位置制御指令処理部５４０へ転送するかあるいは回
転制御指令処理部５４５へ転送するかを決定する。すな
わちもしユーザーが入力機器上の検出器表面に与える力
があらかじめ指定された値を超えたならば、この検出器
が出力する２つのアナログ信号は回転制御のための指令
信号として認識される。図４（ｂ）に示す如く検出器３
１０において強い接触圧力が検出されたならば検出器３
１０より出力される２つのアナログ信号はＺ軸まわりの
回転制御のための信号として使用される。同様に検出器
３１５において強い接触圧力が検出されたならば検出器
３１５より出力される２つのアナログ信号はＸ軸まわり
の回転制御用信号として使用され、検出器３２０におい
て強い接触圧力が検出されたならば検出器３２０より出
力される２つのアナログ信号はＹ軸まわりの回転制御用
信号として使用される。
【００４５】図５は図３に示した６Ｄ制御入力機器の電
子回路に関するブロックダイヤグラムを示している。接
触圧力に敏感な検出器３１０，３１５および３２０は接
続部５１０で結合されて閾値検出器５３５へ接続され
る。閾値検出器５３５は力検出器の信号を位置制御部５
４０あるいは回転制御部５４５へ転送する。位置制御部
５４０は２つのモード（絶対／相対座標）を持ってい
る。絶対座標モードにおいては力検出器におけるＸ座標
は直接的にコンピュータ上のカーソルあるは制御対象物
体の座標系におけるＸ座標として処理される。もし同時
に２つの入力信号が入ってきた時は、その平均を取るか
あるいは一方を排除する。相対座標モードにおいては位
置制御部５４０はＸ値の変化分のみを出力する。もし２
つの入力信号が同時に入ってきた時はその平均を取るか
あるいは一方を排除する。この機能はＹおよびＺに関す
る情報処理においても同様に適用される。
子回路に関するブロックダイヤグラムを示している。接
触圧力に敏感な検出器３１０，３１５および３２０は接
続部５１０で結合されて閾値検出器５３５へ接続され
る。閾値検出器５３５は力検出器の信号を位置制御部５
４０あるいは回転制御部５４５へ転送する。位置制御部
５４０は２つのモード（絶対／相対座標）を持ってい
る。絶対座標モードにおいては力検出器におけるＸ座標
は直接的にコンピュータ上のカーソルあるは制御対象物
体の座標系におけるＸ座標として処理される。もし同時
に２つの入力信号が入ってきた時は、その平均を取るか
あるいは一方を排除する。相対座標モードにおいては位
置制御部５４０はＸ値の変化分のみを出力する。もし２
つの入力信号が同時に入ってきた時はその平均を取るか
あるいは一方を排除する。この機能はＹおよびＺに関す
る情報処理においても同様に適用される。
【００４６】回転制御部５４５はユーザーの力検出器表
面における回転のジェスチャーを回転指令信号として認
識する。すなわちユーザーが閾値検出器で判定で指定さ
れた圧力値以上の強い接触圧力を力検出器に与えた場
合、この力検出器のアナログ信号は回転制御部５４５へ
転送され、この力検出器表面に垂直な軸まわりの回転指
令信号として処理される。この時接触圧力点の角度は検
出器表面の中心点を原点として計算される。相対モード
では角度変化のみが回転制御信号として使用される。回
転制御信号はユーザーの指定するゲイン調整によりその
信号強度の度合を変化させることができる。また絶対モ
ードによる入力も可能でありこの入力モードでは力検出
器表面における接触圧力点の絶対角度が回転指令信号で
となる。
面における回転のジェスチャーを回転指令信号として認
識する。すなわちユーザーが閾値検出器で判定で指定さ
れた圧力値以上の強い接触圧力を力検出器に与えた場
合、この力検出器のアナログ信号は回転制御部５４５へ
転送され、この力検出器表面に垂直な軸まわりの回転指
令信号として処理される。この時接触圧力点の角度は検
出器表面の中心点を原点として計算される。相対モード
では角度変化のみが回転制御信号として使用される。回
転制御信号はユーザーの指定するゲイン調整によりその
信号強度の度合を変化させることができる。また絶対モ
ードによる入力も可能でありこの入力モードでは力検出
器表面における接触圧力点の絶対角度が回転指令信号で
となる。
【００４７】図６は本発明の第３の好適実施例である６
Ｄ制御入力機器６０５を示している。この入力機器６０
５は立方体の形状をしている。第１番目の力検出器６１
０は入力機器６０５の前面に付いている。第２番目の力
検出器６１５は入力機器６０５の右側に付いている。第
３番目の力検出器６２０は入力機器６０５の上部に付い
ている。第４番目の力検出器６２５は入力機器６０５の
左側に付いている。第５番目の力検出器６３０は入力機
器６０５の裏側に付いている。第６番目６３５は入力機
器６０５の底部に付いている。フレーム６４０は入力機
器６０５の端に取り付けられており、入力機器６０５の
６つの表面がユーザーによって接触できるよう配慮され
ている。接続部６４５は力検出器６１０，６１５，６２
０，６２５，６３０および６３５を結合し各検出器にお
けるユーザーの接触点位置信号よび接触圧力信号を供給
する。
Ｄ制御入力機器６０５を示している。この入力機器６０
５は立方体の形状をしている。第１番目の力検出器６１
０は入力機器６０５の前面に付いている。第２番目の力
検出器６１５は入力機器６０５の右側に付いている。第
３番目の力検出器６２０は入力機器６０５の上部に付い
ている。第４番目の力検出器６２５は入力機器６０５の
左側に付いている。第５番目の力検出器６３０は入力機
器６０５の裏側に付いている。第６番目６３５は入力機
器６０５の底部に付いている。フレーム６４０は入力機
器６０５の端に取り付けられており、入力機器６０５の
６つの表面がユーザーによって接触できるよう配慮され
ている。接続部６４５は力検出器６１０，６１５，６２
０，６２５，６３０および６３５を結合し各検出器にお
けるユーザーの接触点位置信号よび接触圧力信号を供給
する。
【００４８】Ｘ，Ｙ，Ｚ座標の位置データおよび姿勢デ
ータは図３よび図４に示されている制御入力機器３０５
と同様の方法によって算出される。力検出器の数を増加
させることにより入力機器の入力の冗長性の能力を強化
している。すなわちＺ軸まわりの回転入力は検出器６１
０または６３０から入力可能となる。またＸ軸まわりの
回転入力は検出器６１５または６２５から入力可能とな
りさらにＹ軸まわりの回転入力は検出器６２０または６
３５から入力可能となる。同様にしてＸ座標の位置入力
は検出器６１０，６１５，６３０および６２５から入力
可能となる。またＹ座標の位置入力は検出器６１０，６
１５，６３０および６２５から入力可能となり、さらに
Ｚ座標の位置入力は検出器６２０，６１５，６３５およ
び６２５より入力可能となる。前に記述したように同時
に複数の制御入力信号が発生した場合はその平均をとる
かあるいは第２番目以降の入力信号を排除する。この性
質は設計において検出器信号に優先度を割り当てて処理
するかあるいは入力信号の相対的時間によって優先度を
決定することによって処理することも可能である。さら
に入力信号は絶対座標／相対座標モードのいずれの方法
でも利用できる。
ータは図３よび図４に示されている制御入力機器３０５
と同様の方法によって算出される。力検出器の数を増加
させることにより入力機器の入力の冗長性の能力を強化
している。すなわちＺ軸まわりの回転入力は検出器６１
０または６３０から入力可能となる。またＸ軸まわりの
回転入力は検出器６１５または６２５から入力可能とな
りさらにＹ軸まわりの回転入力は検出器６２０または６
３５から入力可能となる。同様にしてＸ座標の位置入力
は検出器６１０，６１５，６３０および６２５から入力
可能となる。またＹ座標の位置入力は検出器６１０，６
１５，６３０および６２５から入力可能となり、さらに
Ｚ座標の位置入力は検出器６２０，６１５，６３５およ
び６２５より入力可能となる。前に記述したように同時
に複数の制御入力信号が発生した場合はその平均をとる
かあるいは第２番目以降の入力信号を排除する。この性
質は設計において検出器信号に優先度を割り当てて処理
するかあるいは入力信号の相対的時間によって優先度を
決定することによって処理することも可能である。さら
に入力信号は絶対座標／相対座標モードのいずれの方法
でも利用できる。
【００４９】本発明の第４の好適実施例である６Ｄ制御
入力機器は図７に示されている。制御入力機器７０５は
立方体の形状をしており、３つのつまみを持っている。
６つの力検出器７１０，７１５，７２０，７２５，７３
０および７３５は入力機器７０５の表面に付いており、
その機能は図６に示した制御入力機器６０５で記述した
内容と同様のものである。しかしこれら力検出器はＸ，
Ｙ，Ｚの座標に関する位置入力信号の発生にのみ使用さ
れる。
入力機器は図７に示されている。制御入力機器７０５は
立方体の形状をしており、３つのつまみを持っている。
６つの力検出器７１０，７１５，７２０，７２５，７３
０および７３５は入力機器７０５の表面に付いており、
その機能は図６に示した制御入力機器６０５で記述した
内容と同様のものである。しかしこれら力検出器はＸ，
Ｙ，Ｚの座標に関する位置入力信号の発生にのみ使用さ
れる。
【００５０】つまみ７４０，７５０および７６０はＸ，
Ｙ，Ｚ軸まわりの回転入力信号を発生させる。すなわち
つまみ７４０はＹ軸まわりの回転、つまみ７５０はＸ軸
まわりの回転、さらにつまみ７６０はＺ軸まわりの回転
入力を発生する。
Ｙ，Ｚ軸まわりの回転入力信号を発生させる。すなわち
つまみ７４０はＹ軸まわりの回転、つまみ７５０はＸ軸
まわりの回転、さらにつまみ７６０はＺ軸まわりの回転
入力を発生する。
【００５１】つまみ７４０に示されているように各つま
みは少なくともひとつの力検出器パッドが装着されてお
り、このつまみの外表面周囲（Ｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎ
ｃｅ）に関する一次元の接触圧力情報を検出できるよう
になっている。このつまみに付いている検出器は２つの
接触入力に対してはその平均値を出力できる。この検出
器が付いたつまみ表面に１点あるいは２点の接触圧力が
与えられ、さらにこの接触点が移動する時、つまみに付
いている力検出器はつまみの軸まわりの回転入力として
認識する。各つまみを２本の指でひねるようにすべらせ
るとその動作速度に応じて各つまみの力検出器は各軸ま
わりの回転入力に対応する信号を出力する。すなわちつ
まみ７４０に装着されれている力検出器７４５はつまみ
７４０の外周まわりの一次元位置情報を検出する。この
検出器に２点の接触圧力が与えられた場合、この２つの
接触点の平均となる位置の移動が相対座標モードで検出
され、さらに信号の大きさは可変式ゲインで指定された
値を提供する。この処理において回転指令信号（角度変
化）は以下の方程式を用いて算出する。
みは少なくともひとつの力検出器パッドが装着されてお
り、このつまみの外表面周囲（Ｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎ
ｃｅ）に関する一次元の接触圧力情報を検出できるよう
になっている。このつまみに付いている検出器は２つの
接触入力に対してはその平均値を出力できる。この検出
器が付いたつまみ表面に１点あるいは２点の接触圧力が
与えられ、さらにこの接触点が移動する時、つまみに付
いている力検出器はつまみの軸まわりの回転入力として
認識する。各つまみを２本の指でひねるようにすべらせ
るとその動作速度に応じて各つまみの力検出器は各軸ま
わりの回転入力に対応する信号を出力する。すなわちつ
まみ７４０に装着されれている力検出器７４５はつまみ
７４０の外周まわりの一次元位置情報を検出する。この
検出器に２点の接触圧力が与えられた場合、この２つの
接触点の平均となる位置の移動が相対座標モードで検出
され、さらに信号の大きさは可変式ゲインで指定された
値を提供する。この処理において回転指令信号（角度変
化）は以下の方程式を用いて算出する。
【００５２】
【数１】角度（θ）＝Ｇ＊３６０°＊ｄｌ／Ｌ ここにおいて θ＝回転指令信号 Ｇ＝可変（プログラマブル）ゲイン ｄｌ＝２本の指位置の平均値の変化分 Ｌ＝つまみの外周距離 具体的算出例としてはつまみ７４０を２つの指でまわす
動作を行いながら指をすべらせる。その結果２本の指の
位置の平均値が１センチメートル移動したとするならば
Ｙ軸に対して９０度の回転指令信号というように計算す
る。この時ゲイン調整により指令角度の量を望ましい値
に増減できる。
動作を行いながら指をすべらせる。その結果２本の指の
位置の平均値が１センチメートル移動したとするならば
Ｙ軸に対して９０度の回転指令信号というように計算す
る。この時ゲイン調整により指令角度の量を望ましい値
に増減できる。
【００５３】図８は接触式円筒型の制御入力機器８００
を分解して示したものであり、この入力機器も本発明で
生み出された設計概念である。この円筒型入力機器８０
０は６つの円筒が互いに直交して結合しており、この円
筒表面に装着している力検出器８０１，８０２，８０
３，８０４，８０５，８０６に接触圧力を加えることに
よりＸ，Ｙ，Ｚの位置制御入力を発生させるものであ
る。６つの力検出器は図１に示された制御入力機器１０
５において使用されている検出器と同様のものでありそ
の機能や信号処理も同様である。円筒型入力機器８００
は、力検出器８１０，８１１，８１２，８１３，８１
４，８１５を用いて回転制御信号を発生させることが可
能である。この回転に関する入力は図７に示されている
制御入力機器７０５に装着されているつまみ７４０，７
５０および７６０の持つ機能と同等のものであり、各軸
まわりの回転指令入力はその和を算出して最終的回転入
力とする。
を分解して示したものであり、この入力機器も本発明で
生み出された設計概念である。この円筒型入力機器８０
０は６つの円筒が互いに直交して結合しており、この円
筒表面に装着している力検出器８０１，８０２，８０
３，８０４，８０５，８０６に接触圧力を加えることに
よりＸ，Ｙ，Ｚの位置制御入力を発生させるものであ
る。６つの力検出器は図１に示された制御入力機器１０
５において使用されている検出器と同様のものでありそ
の機能や信号処理も同様である。円筒型入力機器８００
は、力検出器８１０，８１１，８１２，８１３，８１
４，８１５を用いて回転制御信号を発生させることが可
能である。この回転に関する入力は図７に示されている
制御入力機器７０５に装着されているつまみ７４０，７
５０および７６０の持つ機能と同等のものであり、各軸
まわりの回転指令入力はその和を算出して最終的回転入
力とする。
【００５４】他の種類の円筒型制御入力機器９００は図
９に示されている。円筒型入力機器９００は６つの円筒
が互いに直交しており直交座標系の原点で結合してい
る。そして６つの円筒には円筒型入力機器８００と同じ
ように力検出器がそれぞれ装着されており位置制御入力
を発生できるようになっている。しかし円筒型入力機器
９００は入力機器８００とは異なる方法で回転制御入力
を発生させる機能を持っている。すなわち各円筒部分に
装着されている力検出器はその検出信号の利用の観点か
ら少なくとも４つの区域に機能的に分けて信号処理を行
う。そして区分された力検出器の各区域は円筒表面を９
０度おおうものである。他の５つの円筒も同様にして機
能面より４つの区域に分けて信号処理を行う。図に示す
ように各区分された区域の中心は６つの円筒で定義され
る直交座標系の軸平面上に位置している。
９に示されている。円筒型入力機器９００は６つの円筒
が互いに直交しており直交座標系の原点で結合してい
る。そして６つの円筒には円筒型入力機器８００と同じ
ように力検出器がそれぞれ装着されており位置制御入力
を発生できるようになっている。しかし円筒型入力機器
９００は入力機器８００とは異なる方法で回転制御入力
を発生させる機能を持っている。すなわち各円筒部分に
装着されている力検出器はその検出信号の利用の観点か
ら少なくとも４つの区域に機能的に分けて信号処理を行
う。そして区分された力検出器の各区域は円筒表面を９
０度おおうものである。他の５つの円筒も同様にして機
能面より４つの区域に分けて信号処理を行う。図に示す
ように各区分された区域の中心は６つの円筒で定義され
る直交座標系の軸平面上に位置している。
【００５５】円筒型入力機器９００の操作は“押し”モ
ードとして記述される。回転入力は機能的に４分割され
た円筒の一区域を押すことによりこの区域を含む平面に
対して垂直な軸まわりの回転制御入力が発生し、この入
力は制御対称物を同じ回転方向に押す動作と同等の制御
用入力として使用される。この操作は図９（ｂ）に示さ
れており、Ｚ軸まわりの回転入力は力検出器の分割区域
９０２，９０４，９０５，９０７，９０８，９０９ある
いは９１０を押すことにより入力が発生する。力検出器
分割区域９０４，９０６，９０８および９１０は正方向
のＺ軸まわりの回転入力（時計回り）を発生し、力検出
器分割区域９０２，９０５，９０７および９０９は負方
向（反時計回り）の回転入力を発生する。これらの信号
は和を取って処理することができ、信号の大きさも“Ｏ
Ｎ／ＯＦＦ”のバイナリーレベルかあるいは複数レベル
の処理が可能である。Ｘ軸およびＹ軸まわりの回転入力
発生の操作もＺ軸の場合と基本的に同じものである。
ードとして記述される。回転入力は機能的に４分割され
た円筒の一区域を押すことによりこの区域を含む平面に
対して垂直な軸まわりの回転制御入力が発生し、この入
力は制御対称物を同じ回転方向に押す動作と同等の制御
用入力として使用される。この操作は図９（ｂ）に示さ
れており、Ｚ軸まわりの回転入力は力検出器の分割区域
９０２，９０４，９０５，９０７，９０８，９０９ある
いは９１０を押すことにより入力が発生する。力検出器
分割区域９０４，９０６，９０８および９１０は正方向
のＺ軸まわりの回転入力（時計回り）を発生し、力検出
器分割区域９０２，９０５，９０７および９０９は負方
向（反時計回り）の回転入力を発生する。これらの信号
は和を取って処理することができ、信号の大きさも“Ｏ
Ｎ／ＯＦＦ”のバイナリーレベルかあるいは複数レベル
の処理が可能である。Ｘ軸およびＹ軸まわりの回転入力
発生の操作もＺ軸の場合と基本的に同じものである。
【００５６】第３番目の円筒型制御入力機器１０００は
図１０に示されている。円筒型入力機器８００および９
００と異なり円筒型入力機器１０００は６つの円筒の端
に力検出器が装着されていない。円筒に装着されている
力検出器の回転入力に関する機能は円筒型入力機器８０
０における力検出器８１０〜８１５と同じものである。
しかし円筒型入力機器１０００の力検出器はユーザーの
接触に関する２次元情報を検出する能力を持っており、
円筒表面におけるユーザーの接触点における軸方向と円
周方向の座標信号を発生する。図１０（ａ）に示すよう
に親指と人指し指でＸ軸円筒表面をＸ軸方向に滑らせた
場合、この接触点は力検出器１０１０によって検出され
る。２本の指で触れた場合はその接触点の位置平均値が
位置入力信号として処理され、この信号はコンピュータ
のカーソルあるいは制御対象物の相対位置制御入力信号
として利用される。Ｙ軸およびＺ軸に関する位置制御入
力に関してもＸ軸における入力信号発生機能と同様であ
り図１０（ｂ），図１０（ｃ）にそれぞれ示されてい
る。
図１０に示されている。円筒型入力機器８００および９
００と異なり円筒型入力機器１０００は６つの円筒の端
に力検出器が装着されていない。円筒に装着されている
力検出器の回転入力に関する機能は円筒型入力機器８０
０における力検出器８１０〜８１５と同じものである。
しかし円筒型入力機器１０００の力検出器はユーザーの
接触に関する２次元情報を検出する能力を持っており、
円筒表面におけるユーザーの接触点における軸方向と円
周方向の座標信号を発生する。図１０（ａ）に示すよう
に親指と人指し指でＸ軸円筒表面をＸ軸方向に滑らせた
場合、この接触点は力検出器１０１０によって検出され
る。２本の指で触れた場合はその接触点の位置平均値が
位置入力信号として処理され、この信号はコンピュータ
のカーソルあるいは制御対象物の相対位置制御入力信号
として利用される。Ｙ軸およびＺ軸に関する位置制御入
力に関してもＸ軸における入力信号発生機能と同様であ
り図１０（ｂ），図１０（ｃ）にそれぞれ示されてい
る。
【００５７】図１１は配管移動ロボットの制御入力機器
１１００であり円筒座標系で位置が決定される制御対象
物への本発明の適用として示されている。この例は工業
プラントの配管内を移動するロボットの制御に本発明の
制御入力機器が有効に利用されることを示すものであ
り、配管移動ロボットは図１２に描かれている。この図
においてロボット１２０５は３本の足１２１０，１２１
５および１２２０を持っておりカメラあるいは超音波検
出器１２２５を搭載して配管１２３０の内壁を検査する
ために移動する。
１１００であり円筒座標系で位置が決定される制御対象
物への本発明の適用として示されている。この例は工業
プラントの配管内を移動するロボットの制御に本発明の
制御入力機器が有効に利用されることを示すものであ
り、配管移動ロボットは図１２に描かれている。この図
においてロボット１２０５は３本の足１２１０，１２１
５および１２２０を持っておりカメラあるいは超音波検
出器１２２５を搭載して配管１２３０の内壁を検査する
ために移動する。
【００５８】この配管移動ロボット用の制御入力機器１
１００は３つの力検出器１１０５，１１１０および１１
１５が装着されており、この力検出器はユーザーの接触
点位置と接触圧力の値を検出できる。配管にそったＺ軸
の位置データは検出器１１１０における接触点のＺ軸方
向の座標をもとに出力される。また角度データは検出器
１１１０における接触点の角度の値をもとに出力され
る。
１００は３つの力検出器１１０５，１１１０および１１
１５が装着されており、この力検出器はユーザーの接触
点位置と接触圧力の値を検出できる。配管にそったＺ軸
の位置データは検出器１１１０における接触点のＺ軸方
向の座標をもとに出力される。また角度データは検出器
１１１０における接触点の角度の値をもとに出力され
る。
【００５９】半径に関する位置データは検出器１１０５
および１１１５における接触点の半径の長さがその座標
成分として使用される。
および１１１５における接触点の半径の長さがその座標
成分として使用される。
【００６０】また別の入力方法としては制御入力機器１
０５と同様の機能を応用して検出器１１０５および１１
１５に加える接触圧力を用いてＺ軸上の位置制御を実行
することも可能である。また角度情報は制御入力機器３
０５と同様の機能を用いて発生することが可能である。
半径方向の情報は検出器１１１０に加える接触圧力値を
検出して、制御入力を発生させることが可能である。
０５と同様の機能を応用して検出器１１０５および１１
１５に加える接触圧力を用いてＺ軸上の位置制御を実行
することも可能である。また角度情報は制御入力機器３
０５と同様の機能を用いて発生することが可能である。
半径方向の情報は検出器１１１０に加える接触圧力値を
検出して、制御入力を発生させることが可能である。
【００６１】図１３に示す制御入力機器１３０５はコン
ピュータ用入力ペンが容易に使用できるように入力機器
の前面を修正したものである。すなわち前面に装着して
ある力検出器１３１０が傾いている。位置制御の機能は
入力機器３０５と同様である。傾いた力検出器はその傾
きによって入力信号を修正することはなく検出器１３１
０で検出するユーザーの接触点の移動の同定は入力機器
３０５に装置されている検出器３１０の機能と同様のも
のである。また、回転制御に関するつまみ１３１５，１
３２０および１３２５の機能も制御入力機器７０５にお
けるつまみと機能と同様のものである。
ピュータ用入力ペンが容易に使用できるように入力機器
の前面を修正したものである。すなわち前面に装着して
ある力検出器１３１０が傾いている。位置制御の機能は
入力機器３０５と同様である。傾いた力検出器はその傾
きによって入力信号を修正することはなく検出器１３１
０で検出するユーザーの接触点の移動の同定は入力機器
３０５に装置されている検出器３１０の機能と同様のも
のである。また、回転制御に関するつまみ１３１５，１
３２０および１３２５の機能も制御入力機器７０５にお
けるつまみと機能と同様のものである。
【００６２】図１４は制御入力機器７０５の形状修正を
したもので大型検出器１４１０が採用されている。この
変形はＣＡＤ／ＣＡＭにおけるデジタイザー用として適
している。
したもので大型検出器１４１０が採用されている。この
変形はＣＡＤ／ＣＡＭにおけるデジタイザー用として適
している。
【００６３】図１５はマウス１５０に力検出器を２つ装
着したシステムを示している。マウス１５０５は通常の
マウス操作によりＸＹ位置制御入力を発生する。力検出
器１５１０はＺ軸の負の方向（−Ｚ）、また力検出器１
５１５は正の方向（＋Ｚ）に関する位置制御入力を発生
する。
着したシステムを示している。マウス１５０５は通常の
マウス操作によりＸＹ位置制御入力を発生する。力検出
器１５１０はＺ軸の負の方向（−Ｚ）、また力検出器１
５１５は正の方向（＋Ｚ）に関する位置制御入力を発生
する。
【００６４】図１６に示されているくさび形状の制御入
力機器１６０５は図１７で示しているクレーン車１７１
５のような重機械のクレーン制御棒に適用できる。力検
出器１６１０はＸ，Ｙ軸方向の位置制御入力を発生し、
ユーザの接触圧力値に対応する第３番目の出力信号はク
レーン棒を反時計回りに回転させる角度制御入力として
使用される。この時ユーザーが入力機器を右側から押す
ことにより発生する回転制御入力に対応してクレーン棒
はあたかも右側から力が加わったごとく反時計回りに動
くことになる。力検出器１６１０より発生するＸ軸方向
の位置制御信号はクレーン棒端１７１０の伸縮制御に使
用され、Ｙ軸方向の位置制御信号はクレーン棒端１７１
０の高さの制御に使用される。力検出器１６１５はＸ，
Ｙ軸方向の位置制御入力を発生し、ユーザーの接触圧力
値に対応する第３番目の出力信号はクレーン棒を時計回
りに回転させる角度制御入力として使用される。この時
ユーザーが入力機器を左から押すことにより発生する回
転制御入力に対応してクレーン棒はあたかも左側から力
が加わったごとく時計回りに動くことになる。力検出器
１５１５のＸ軸方向の位置制御入力はクレーン車１７１
５の安定支持棒（ｏｕｔｒｉｇｇｅｒ）の移動に使用さ
れ、Ｙ軸方向の位置制御入力はクレーンかぎ（ｈｏｏ
ｋ）の昇降制御に使用される。この制御入力機器表面に
おけるユーザーの接触点の移動とこの入力に対応して動
くクレーン車１７１５の動作の関係をより理解しやすく
示すために参照番号が図１６および図１７に１から５ま
で記述してある。制御入力機器上の参照番号で示してあ
る接触点のＸＹ座標と圧力に関する入力動作がユーザー
によって加えられるとクレーン車１７１５はその入力機
器の参照番号と同じ参照番号に対応するクレーン車の動
作を実行する。
力機器１６０５は図１７で示しているクレーン車１７１
５のような重機械のクレーン制御棒に適用できる。力検
出器１６１０はＸ，Ｙ軸方向の位置制御入力を発生し、
ユーザの接触圧力値に対応する第３番目の出力信号はク
レーン棒を反時計回りに回転させる角度制御入力として
使用される。この時ユーザーが入力機器を右側から押す
ことにより発生する回転制御入力に対応してクレーン棒
はあたかも右側から力が加わったごとく反時計回りに動
くことになる。力検出器１６１０より発生するＸ軸方向
の位置制御信号はクレーン棒端１７１０の伸縮制御に使
用され、Ｙ軸方向の位置制御信号はクレーン棒端１７１
０の高さの制御に使用される。力検出器１６１５はＸ，
Ｙ軸方向の位置制御入力を発生し、ユーザーの接触圧力
値に対応する第３番目の出力信号はクレーン棒を時計回
りに回転させる角度制御入力として使用される。この時
ユーザーが入力機器を左から押すことにより発生する回
転制御入力に対応してクレーン棒はあたかも左側から力
が加わったごとく時計回りに動くことになる。力検出器
１５１５のＸ軸方向の位置制御入力はクレーン車１７１
５の安定支持棒（ｏｕｔｒｉｇｇｅｒ）の移動に使用さ
れ、Ｙ軸方向の位置制御入力はクレーンかぎ（ｈｏｏ
ｋ）の昇降制御に使用される。この制御入力機器表面に
おけるユーザーの接触点の移動とこの入力に対応して動
くクレーン車１７１５の動作の関係をより理解しやすく
示すために参照番号が図１６および図１７に１から５ま
で記述してある。制御入力機器上の参照番号で示してあ
る接触点のＸＹ座標と圧力に関する入力動作がユーザー
によって加えられるとクレーン車１７１５はその入力機
器の参照番号と同じ参照番号に対応するクレーン車の動
作を実行する。
【００６５】図１８は極座標系（球面極座標系）で定義
される制御対象物に適用する制御入力機器１８０５を示
したものである。入力機器１８０５は半球形状をしてお
り、半球表面１８１０と底面１８１５よりなっている。
半径方位の位置入力は半球の底面１８１５に付けられて
いる力検出器への接触圧力によって検出し、２つの角度
座標（θ：シータ，φ：ファイ）の入力は半球表面に付
けられている力検出器によって検出する。
される制御対象物に適用する制御入力機器１８０５を示
したものである。入力機器１８０５は半球形状をしてお
り、半球表面１８１０と底面１８１５よりなっている。
半径方位の位置入力は半球の底面１８１５に付けられて
いる力検出器への接触圧力によって検出し、２つの角度
座標（θ：シータ，φ：ファイ）の入力は半球表面に付
けられている力検出器によって検出する。
【００６６】図１９は２次元レベルでコンピュータ上の
カーソルやグラフィックス表示物体の制御を可能にする
制御入力機器である。ユーザーの接触による力に敏感な
力検出器１９０５はその接触点におけるＸ，Ｙ座標と圧
力の値を検出する。力検出器１９０５は平坦な部分１９
１５と突き出した四辺の部分１９１０よりなっている。
この設計概念では検出器の平坦な部１９１５の四辺の端
が隆起した部分１９１０となっており、この四辺の棒は
平坦な部分に対して傾きを持っている。この形状は力検
出器の平坦な部分と隆起した部分に異なる制御機器を持
たせるために利用される。一例として相対座標モードに
おいて力検出器１９１５におけるユーザーの接触点の位
置の変化はコンピュータ上のカーソルの位置変化に比例
する制御入力を発生する。もしユーザーの指が力検出器
の平坦部分の端である隆起部分１９１０に達したならば
ユーザーの指の動きは止まり隆起部分１９１０に定常の
接触圧力を加えることになるが、この時検出される圧力
信号はカーソルの移動を継続する制御信号として処理さ
れる。カーソル移動の継続を実行する制御入力はユーザ
ーの接触点が隆起部分に達する直前の速度と移動の方向
に関する制御情報を利用するか、あるいは事前に指定さ
れた速度が用いられる。この継続動作の制御信号は隆起
部分１９１０に接触圧力が検出される時に限り発生し、
隆起部分１９２０の場合であればＸ軸の正の方向へ向か
ってカーソルは継続的に移動する。あるいは継続動作の
速度は接触圧力の大きさに比例するものであっても良
い。このような機能を用いて隆起部分１９２０は＋Ｘの
方向のカーソルの制御、隆起部分１９２５は＋Ｙ方向の
カーソルの制御、隆起部分１９３０は−Ｘ方向のカーソ
ルの制御、隆起部分１９３５は−Ｙ方向のカーソルの制
御を可能にする。
カーソルやグラフィックス表示物体の制御を可能にする
制御入力機器である。ユーザーの接触による力に敏感な
力検出器１９０５はその接触点におけるＸ，Ｙ座標と圧
力の値を検出する。力検出器１９０５は平坦な部分１９
１５と突き出した四辺の部分１９１０よりなっている。
この設計概念では検出器の平坦な部１９１５の四辺の端
が隆起した部分１９１０となっており、この四辺の棒は
平坦な部分に対して傾きを持っている。この形状は力検
出器の平坦な部分と隆起した部分に異なる制御機器を持
たせるために利用される。一例として相対座標モードに
おいて力検出器１９１５におけるユーザーの接触点の位
置の変化はコンピュータ上のカーソルの位置変化に比例
する制御入力を発生する。もしユーザーの指が力検出器
の平坦部分の端である隆起部分１９１０に達したならば
ユーザーの指の動きは止まり隆起部分１９１０に定常の
接触圧力を加えることになるが、この時検出される圧力
信号はカーソルの移動を継続する制御信号として処理さ
れる。カーソル移動の継続を実行する制御入力はユーザ
ーの接触点が隆起部分に達する直前の速度と移動の方向
に関する制御情報を利用するか、あるいは事前に指定さ
れた速度が用いられる。この継続動作の制御信号は隆起
部分１９１０に接触圧力が検出される時に限り発生し、
隆起部分１９２０の場合であればＸ軸の正の方向へ向か
ってカーソルは継続的に移動する。あるいは継続動作の
速度は接触圧力の大きさに比例するものであっても良
い。このような機能を用いて隆起部分１９２０は＋Ｘの
方向のカーソルの制御、隆起部分１９２５は＋Ｙ方向の
カーソルの制御、隆起部分１９３０は−Ｘ方向のカーソ
ルの制御、隆起部分１９３５は−Ｙ方向のカーソルの制
御を可能にする。
【００６７】このようにユーザーは２つの選択的モード
を用いてユーザーの指が検出器の平坦な部分１９１５の
端に達しても、そのままの状態でカーソルを望みの方向
に制御することができる。
を用いてユーザーの指が検出器の平坦な部分１９１５の
端に達しても、そのままの状態でカーソルを望みの方向
に制御することができる。
【００６８】図１から図１０までのものおよび図１３，
図１４に示した制御入力機器は直交座標系に適したもの
である。一般的にこれらの機器の制御入力は位置制御と
回転制御に分類される。さらに位置制御における“押し
モード”は図１，図８および図９（ａ）に示す設計概念
に採用されている。“引きずり”モードを用いる位置制
御は図３，図６，図７および図１０（ａ），図１０
（ｂ），図１０（ｃ）に示す設計概念に示してある。回
転制御入力に関しては３つのモードが使用される。“回
転のジェスチャー”モードは図３と図６に示す設計概念
に用いられ、回転の“押し”モードあるいは“トルク”
モードは図９（ａ），図９（ｂ），図９（ｃ），図９
（ｄ）に示す設計概念に用いられている。最後に回転の
“ねじり”モードは図７と図８に示す設計概念に示され
ている。これらの制御モードは様々な設計概念の応用に
対応して自由に組み合わせることができる。さらに図１
１，図１２，図１６，図１７に示した円筒座標系や極座
標系用の制御入力機器においても同様にして様々な制御
モードの組み合わせが可能である。
図１４に示した制御入力機器は直交座標系に適したもの
である。一般的にこれらの機器の制御入力は位置制御と
回転制御に分類される。さらに位置制御における“押し
モード”は図１，図８および図９（ａ）に示す設計概念
に採用されている。“引きずり”モードを用いる位置制
御は図３，図６，図７および図１０（ａ），図１０
（ｂ），図１０（ｃ）に示す設計概念に示してある。回
転制御入力に関しては３つのモードが使用される。“回
転のジェスチャー”モードは図３と図６に示す設計概念
に用いられ、回転の“押し”モードあるいは“トルク”
モードは図９（ａ），図９（ｂ），図９（ｃ），図９
（ｄ）に示す設計概念に用いられている。最後に回転の
“ねじり”モードは図７と図８に示す設計概念に示され
ている。これらの制御モードは様々な設計概念の応用に
対応して自由に組み合わせることができる。さらに図１
１，図１２，図１６，図１７に示した円筒座標系や極座
標系用の制御入力機器においても同様にして様々な制御
モードの組み合わせが可能である。
【００６９】以上、本発明を種々の好適実施例について
説明してきたが、当業者は、本発明の精神および範囲を
逸脱することなく種々の変形、変更を加えることができ
るものである。例えば、本発明の実施例はシングルまた
はマルチビットの検出器およびＡ／Ｄ変換器の組み合わ
せからの情報の取り出し方について種々記述している
が、これらの内容は応用事例に応じて最前の適応となる
ように互いに取り換えて実施できるということはよく知
られていることである。さらに直交座標系に適用する制
御入力機器は、図１，図３に示すとおりその検出器が互
いに直交しているが、検出器は図１３のように傾きを与
えることもできる。しかしこの変更も基本的に直交座標
系に帰属すると考えられる。すなわちこのような変形、
変更は本発明の技術的範囲に属すると考えられる。
説明してきたが、当業者は、本発明の精神および範囲を
逸脱することなく種々の変形、変更を加えることができ
るものである。例えば、本発明の実施例はシングルまた
はマルチビットの検出器およびＡ／Ｄ変換器の組み合わ
せからの情報の取り出し方について種々記述している
が、これらの内容は応用事例に応じて最前の適応となる
ように互いに取り換えて実施できるということはよく知
られていることである。さらに直交座標系に適用する制
御入力機器は、図１，図３に示すとおりその検出器が互
いに直交しているが、検出器は図１３のように傾きを与
えることもできる。しかしこの変更も基本的に直交座標
系に帰属すると考えられる。すなわちこのような変形、
変更は本発明の技術的範囲に属すると考えられる。
【図１】接触による力に敏感な検出器を６個持つ３Ｄ制
御入力機器を示す斜視図である。
御入力機器を示す斜視図である。
【図２】図１に示した３Ｄ制御入力機器の電子回路処理
のブロックダイヤグラムである。
のブロックダイヤグラムである。
【図３】Ｘ−Ｙ軸の位置および接触による力に敏感な検
出器を３個持つ６Ｄ制御入力機器を示す斜視図である。
出器を３個持つ６Ｄ制御入力機器を示す斜視図である。
【図４】（ａ）は図３における位置制御に関するユーザ
ーインターフェイスを示す斜視図であり、（ｂ）は図３
における回転制御に関するユーザーインターフェイスを
示す斜視図である。
ーインターフェイスを示す斜視図であり、（ｂ）は図３
における回転制御に関するユーザーインターフェイスを
示す斜視図である。
【図５】図３の６Ｄ制御入力機器の電子回路のブロック
ダイヤグラムである。
ダイヤグラムである。
【図６】Ｘ−Ｙ軸の位置および接触による力に敏感な検
出器を６個持つ６Ｄ制御入力機器を示す斜視図である。
出器を６個持つ６Ｄ制御入力機器を示す斜視図である。
【図７】Ｘ−Ｙ軸の位置および接触による力に敏感な検
出器を６個持ち、さらに３つの制御用つまみを持つ６Ｄ
制御入力機器を示す斜視図である。
出器を６個持ち、さらに３つの制御用つまみを持つ６Ｄ
制御入力機器を示す斜視図である。
【図８】接触式円筒型制御入力機器の“ねじりモード”
の操作の説明図である。
の操作の説明図である。
【図９】（ａ）は接触式円筒型制御入力機器の“押しモ
ード”を示す斜視図であり、（ｂ），（ｃ）および
（ｄ）は、それぞれ、（ａ）におけるＺ，ＸおよびＹ軸
まわりの回転制御入力の検出を示す斜視図である。
ード”を示す斜視図であり、（ｂ），（ｃ）および
（ｄ）は、それぞれ、（ａ）におけるＺ，ＸおよびＹ軸
まわりの回転制御入力の検出を示す斜視図である。
【図１０】（ａ），（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ、
“引きずりモード”におけるＸ，ＹおよびＺ座標の検出
を示す斜視図である。
“引きずりモード”におけるＸ，ＹおよびＺ座標の検出
を示す斜視図である。
【図１１】配管内移動ロボットの制御入力機器を示す斜
視図である。
視図である。
【図１２】配管内移動ロボットを示す斜視図である。
【図１３】コンピュータ用入力ペンの使用を容易にする
ため制御入力機器７０５の形状修正を示す斜視図であ
る。
ため制御入力機器７０５の形状修正を示す斜視図であ
る。
【図１４】制御入力機器７０５をＣＡＤ／ＣＡＭディジ
タイザー用に修正した形を示す斜視図である。
タイザー用に修正した形を示す斜視図である。
【図１５】マウスに対して接触力検出器を２個装置した
制御入力機器を示す斜視図である。
制御入力機器を示す斜視図である。
【図１６】クレーン車において制御入力機器として使用
されるくさび形状の入力機器を示す斜視図である。
されるくさび形状の入力機器を示す斜視図である。
【図１７】クレーン車の説明図である。
【図１８】極座標系で位置が決定される制御対象に使用
する制御入力機器を示す斜視図である。
する制御入力機器を示す斜視図である。
【図１９】２次元におけるカーソルあるいは物体の制御
における２つの異なるモードを持つ制御入力機器を示す
斜視図である。
における２つの異なるモードを持つ制御入力機器を示す
斜視図である。
１０５ 入力機器 １１０， １１５， １２０，１２５，１３０，１３５
力検出器 １４０ フレーム １４５ 制御接続部 ２０５ Ａ／Ｄ変換器 ２１０ 積分器 ２２０ コンピュータ ２３０ クレーン用サーボモータ
力検出器 １４０ フレーム １４５ 制御接続部 ２０５ Ａ／Ｄ変換器 ２１０ 積分器 ２２０ コンピュータ ２３０ クレーン用サーボモータ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−278614（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−180575（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−202597（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−45822（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−63992（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭54−21325（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G05G 9/00
Claims (22)
- 【請求項１】 制御対象物体のＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸上
の正および負への移動方向を制御するためのＸ座標制御
情報、Ｙ座標制御情報およびＺ座標制御情報を提供する
制御用入力機器であって、 制御用入力機器本体の外側表面に装着される６つの検出
器と、当該６つの検出器の測定結果に基づいて前記Ｘ座
標制御情報、Ｙ座標制御情報およびＺ座標制御情報を発
生する電子回路を有し、 前記６つの検出器には、前記面に加わる力の有無とその
力の大きさを測定可能な検出器が使用され、 前記６つの検出器の中の２つの第１の検出器はその面が
Ｘ軸に直交し、Ｘ軸の正および負の位置にそれぞれ配置
され、互いに面の裏面が対向するようにおよびＸ軸の正
および負の位置に制御用入力機器本体の外表面に装着さ
れ、 前記６つの検出器の中の２つの第２の検出器は、その面
がＹ軸に直交し、Ｙ軸の正および負の位置にそれぞれ配
置され、互いに面の裏面が対向するように制御用入力機
器本体の外表面に装着され、 前記６つの検出器の中の２つの第３の検出器は、その面
がＺ軸に直交し、Ｚ軸の正および負の位置にそれぞれ配
置され、互いに面の裏面が対向するように制御用入力機
器本体の外表面に装着され、 前記電子回路は、 Ｘ軸の負の位置に装着された第１の検出器の面に圧力が
加わるとＸ軸の正の方向に前記制御対象物体を移動させ
るためのＸ座標制御情報を発生し、Ｘ軸の正の方向に装
着された第１の検出器の面に圧力が加わると前記制御対
象物体をＸ軸の負の方向に移動させるためのＸ座標制御
情報を発生し、 Ｙ軸の負の位置に装着された第２の検出器の面に圧力が
加わるとＹ軸の正の方向に前記制御対象物体を移動させ
るためのＹ座標制御情報を発生し、Ｙ軸の正の方向に装
着された第２の検出器の面に圧力が加わると前記制御対
象物体をＹ軸の負の方向に移動させるためのＹ座標制御
情報を発生し、 Ｚ軸の負の位置に装着された第３の検出器の面に圧力が
加わるとＺ軸の正の方向に前記制御対象物体を移動させ
るためのＺ座標制御情報を発生し、Ｚ軸の正の方向に装
着された第３の検出器の面に圧力が加わると前記制御対
象物体をＺ軸の負の方向に移動させるためのＺ座標制御
情報を発生することを特徴とする制御用入力機器。 - 【請求項２】 請求項１に記載の制御用入力機器におい
て、前記電子回路は、前記２つの第１の検出結果の測定
結果の差分の積分計算を行ってＸ座標制御情報を決定す
るＸ軸位置制御情報算出手段、前記２つの第２の検出結
果の測定結果の差分の積分計算を行ってＹ座標制御情報
を決定するＹ軸位置制御情報算出手段およびＺ座標制御
情報の前記２つの第３の検出結果の測定結果の差分の積
分計算を行ってＺ座標制御情報を決定するＺ軸位置制御
情報算出手段を具えたことを特徴とする制御用入力機
器。 - 【請求項３】 請求項２に記載の制御用入力機器におい
て、前記６つの検出器の測定結果は少なくとも前記力の
有無および力の大きさを示す出力レベルを有することを
特徴とする制御用入力機器。 - 【請求項４】 制御対象物体のＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸上
の位置を制御するためのＸ座標制御情報、Ｙ座標制御情
報およびＺ座標制御情報を提供する制御用入力機器であ
って、 制御用入力機器本体の外側表面に装着される６つの検出
器と、当該６つの検出器の測定結果に基づいて前記Ｘ座
標制御情報、Ｙ座標制御情報およびＺ座標制御情報を発
生する電子回路を有し、 前記６つの検出器には、前記面に加わる力の位置とその
力の大きさを測定可能な検出器が使用され、 前記６つの検出器の中の２つの第１の検出器はその面が
Ｘ軸に直交し、Ｘ軸の正および負の位置にそれぞれ配置
され、互いに面の裏面が対向するようにおよびＸ軸の正
および負の位置に制御用入力機器本体の外表面に装着さ
れ、 前記６つの検出器の中の２つの第２の検出器は、その面
がＹ軸に直交し、Ｙ軸の正および負の位置にそれぞれ配
置され、互いに面の裏面が対向するように制御用入力機
器本体の外表面に装着され、 前記６つの検出器の中の２つの第３の検出器は、その面
がＺ軸に直交し、Ｚ軸の正および負の位置にそれぞれ配
置され、互いに面の裏面が対向するように制御用入力機
器本体の外表面に装着され、 前記電子回路は、 前記力の加わった位置について６つの検出器の測定結果
に基づいて、Ｘ軸座標、Ｙ軸座標、Ｚ軸座標それぞれに
ついて測定結果の和、平均および選択のいずれかを実行
し、当該実行結果をＸ座標制御情報、Ｙ座標制御情報、
Ｚ座標制御情報として提供することを特徴とする制御用
入力機器。 - 【請求項５】 制御対象物体のＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸上
の位置を制御するためのＸ座標制御情報、Ｙ座標制御情
報およびＺ座標制御情報を提供する制御用入力機器であ
って、 制御用入力機器本体の外側表面に装着される６つの検出
器と、当該６つの検出器の測定結果に基づいて前記制御
対象物体の位置を制御するための前記Ｘ座標制御情報、
Ｙ座標制御情報およびＺ座標制御情報を発生する電子回
路を有し、 前記６つの検出器には、前記面に加わる力の位置とその
力の大きさを測定可能な検出器が使用され、 前記６つの検出器の中の２つの第１の検出器はその面が
Ｘ軸に直交し、Ｘ軸の正および負の位置にそれぞれ配置
され、互いに面の裏面が対向するようにおよびＸ軸の正
および負の位置に制御用入力機器本体の外表面に装着さ
れ、 前記６つの検出器の中の２つの第２の検出器は、その面
がＹ軸に直交し、Ｙ軸の正および負の位置にそれぞれ配
置され、互いに面の裏面が対向するように制御用入力機
器本体の外表面に装着され、 前記６つの検出器の中の２つの第３の検出器は、その面
がＺ軸に直交し、Ｚ軸の正および負の位置にそれぞれ配
置され、互いに面の裏面が対向するように制御用入力機
器本体の外表面に装着され、 前記電子回路は、 前記力の加わった位置についての６つの検出器の測定結
果を使用して、前記Ｘ座標情報、前記Ｙ座標情報および
前記Ｚ座標情報を決定して提供する位置制御部と、 前記力の加わった位置についての６つの検出器の測定結
果を使用して、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の前記制御対象物
体の回転を制御するための回転制御信号を決定して提供
する回転制御部とを有すること特徴とする制御用入力機
器。 - 【請求項６】 請求項５に記載の制御用入力機器におい
て、前記６つの検出器の各々に加わる力がしきい値より
大きい場合にはその検出器の位置の測定結果を前記回転
制御部に転送し、前記６つの検出器の各々に加わる力が
しきい値より小さい場合にはその検出器の位置の測定結
果を前記位置制御部に転送することを特徴とする制御用
入力機器。 - 【請求項７】 請求項６に記載の制御用入力機器におい
て、前記位置制御部は相対座標モードを有し、該相対座
標モードでは、前記６つの検出器の位置の測定結果の各
々について位置の変化分が取り出されてＸ座標制御情
報、Ｙ座標制御情報およびＺ座標制御情報が決定される
ことを特徴とする制御用入力機器。 - 【請求項８】 請求項６に記載の制御用入力機器におい
て、前記位置制御部は絶対座標モードを有し、該絶対座
標モードでは、前記６つの測定器の位置の測定結果は、
前記制御対象物体の座標値として取扱われることを特徴
とする制御用入力機器。 - 【請求項９】 請求項１に記載の制御用入力機器におい
て、前記制御用入力機器本体は立方体の形状をしてお
り、さらに前記制御用入力機器本体の該表面に配置する
円筒形状の第１の円筒型検出器、第２の円筒型検出器お
よび第３の円筒型検出器を有し、前記第１の円筒型検出
器がＸ軸に沿って縦軸を形成しており、前記第２の円筒
型検出器がＹ軸に沿って縦軸を形成しており、前記第３
の円筒型検出器がＺ軸に沿って縦軸を形成しており、前
記第１の円筒型検出器、第２の円筒型検出器および第３
の円筒型検出器の各々は、円筒形状のわん曲した表面部
に加えられる力に応答する信号を回転指令信号として出
力することを特徴とする制御用入力機器。 - 【請求項１０】 請求項１に記載の制御用入力機器にお
いて、Ｘ軸の正および負の位置に配置し、軸がＸ軸に沿
った２つの第１の円筒型検出器、 Ｙ軸の正および負の位置に配置し、軸がＹ軸に沿った２
つの第２の円筒型検出器および Ｚ軸の正および負の位置に配置し、軸がＺ軸に沿った２
つの第３の円筒型検出器をさらに有し、前記２つの第１
の検出器が前記２つの第１の円筒型検出器の平面部に装
着され、前記２つの第２の検出器が前記２つの第２の円
筒型検出器の平面部に装着され、前記２つの第３の検出
器が前記２つの第３の円筒型検出器の平面部に装着さ
れ、前記第１の円筒型検出器、前記第２の円筒型検出器
および前記第３の円筒型検出器の各々は、そのわん曲し
た表面部に力が加わると、それに応答する信号を出力す
ること特徴とする制御用入力機器。 - 【請求項１１】 請求項９に記載の制御用入力機器にお
いて、前記電子回路は、前記第１の円筒型検出器のわん
曲した表面部に力が加わったときに出力される信号の変
化に応答してＸ回転制御信号を発生し、前記第２の円筒
型検出器のわん曲した表面部に力が加わったときに出力
される信号の変化に応答してＹ回転制御信号を発生し、
前記第３の円筒型検出器のわん曲した表面部に力が加わ
ったときに出力される信号の変化に応答してＺ回転制御
信号を発生することを特徴とする制御用入力機器。 - 【請求項１２】 請求項４に記載の制御用入力機器にお
いて、前記制御用入力機器本体は立方体の形状をしてお
り、さらに前記制御用入力機器本体の該表面に配置する
円筒形状の第１の円筒型検出器、第２の円筒型検出器お
よび第３の円筒型検出器を有し、前記第１の円筒型検出
器がＸ軸に沿って縦軸を形成しており、前記第２の円筒
型検出器がＹ軸に沿って縦軸を形成しており、前記第３
の円筒型検出器がＺ軸に沿って縦軸を形成しており、前
記第１の円筒型検出器、第２の円筒型検出器および第３
の円筒型検出器の各々は、わん曲した表面部に加えられ
る力に応答する信号を回転指令信号として出力すること
を特徴とする制御用入力機器。 - 【請求項１３】 請求項１２に記載の制御用入力機器に
おいて、前記電子回路は、前記第１の円筒型検出器から
出力される信号の変化に応答してＸ回転制御信号を発生
し、前記第２の円筒型検出器から出力される信号の変化
に応答してＹ回転制御信号を発生し、前記第３の円筒型
検出器からの出力から出力される信号の変化に応答して
Ｚ回転制御信号を発生することを特徴とする制御用入力
機器。 - 【請求項１４】 ６つの円筒部材のうちの２つをＸ軸方
向の正および負の位置に配置し、前記６つの円筒部材の
うちの他の２つの円筒部材をＹ軸方向の正および負の位
置に配置し、前記６つの円筒部材のうちのさらに他の２
つの円筒部材をＺ軸方向の正および負の位置に配置し、
前記６つの円筒部材を中心で結合しておき、前記６つの
円筒部材の外表面に、力が加わると信号を出力する複数
の検出器を配置しており、前記複数の検出器から出力さ
れる信号に基づいて、前記制御対象物の移動方向が制御
されることを特徴とする制御用入力機器。 - 【請求項１５】 請求項１４に記載の制御用入力機器に
おいて、前記複数の検出器は、面を有し、該面に加わる
力の位置を示す信号を出力することを特徴とする制御用
入力機器。 - 【請求項１６】 請求項１４に記載の制御用入力機器に
おいて、前記制御対象物の移動方向は回転方向であるこ
とを特徴とする制御用入力機器。 - 【請求項１７】 請求項１６に記載の制御用入力機器に
おいて、前記複数の検出器から出力される信号の中の制
御内容が共通の信号を使用して、制御対象物の制御のた
めの制御信号が計算されることを特徴とする制御用入力
機器。 - 【請求項１８】 請求項１４に記載の制御用入力機器に
おいて、前記前記制御対象物の移動方向は直線方向であ
ることを特徴とする制御用入力機器。 - 【請求項１９】 円筒座標系に基づいて制御信号を発生
する円筒形状の制御用入力機器において、該制御用入力
機器のわん曲部および端平面に、力の加わる位置を測定
可能な力検出器が装着されており、前記端平面に加えら
れる力の位置に応答して半径方向の位置制御信号を発生
し、前記わん曲部に加えられた力の位置に応答してＺ軸
座標と角度に関する制御信号を発生することを特徴とす
る制御用入力機器。 - 【請求項２０】 クレーン棒、安定用指示棒およびフッ
クを有するクレーン車のための制御用入力機器であっ
て、面を有し、該面に加わる位置および大きさを測定可
能な第１の力検出器および第２の力検出器の２つの力検
出器を有し、当該２つの力検出器の面を外側にして、互
いにほぼ対向するように配置してあり、 前記クレーン棒の伸縮方向と前記第１の力検出器の面に
加わる力の接触位置の移動方向とが対応付けられてお
り、 前記クレーン棒の高さの移動方向と前記第１の力検出器
の面に加わる力の接触位置の移動方向とが対応づけられ
ており、 前記クレーン棒の回転方向と前記第１の力検出器および
第２の力検出器の面に加わる力の押圧方向とが対応付け
られており、 前記安定用支持棒の移動方向と前記第２の力検出器の面
に加わる力の接触位置の移動方向とが対応づけられてお
り、 前記フックの昇降方向と前記第２の力検出器の面に加わ
る力の接触位置の移動方向とが対応づけられており、 前記第１の検出器および前記第２の面の力の接触位置の
移動方向および押圧方向に対応させて、前記クレーン
棒、安定用指示棒およびフックの移動制御が行われるこ
とを特徴とする制御用入力機器。 - 【請求項２１】 極座標系における制御信号を出力する
制御用入力機器であって、面を有し、該面に加えられる
力の位置を測定可能で、半球の表面および端部に装着さ
れた２つの力検出器を有し、 前記端部に装着された力検出器により測定された力の位
置に基づき制御対象物の半径方向の位置を制御するため
の制御信号を発生し、前記半球の表面に装着された力検
出器により測定された力の位置に基づき前記制御対象物
の角度を制御するための角度制御信号を出力することを
特徴とする制御用入力機器。 - 【請求項２２】 Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の３軸について
正および負の、制御対象物の方向を制御するＸ座標制御
情報、Ｙ座標制御情報およびＺ座標制御情報情報を提供
する制御用入力機器であって、 面を有し、該面に加わる力の位置および力の大きさを測
定可能な６つの検出器を有し、 前記制御用入力機器の外側表面に前記６つの検出器を、
各軸に２つづつ、互いに面が外側に向くように対応させ
て装着しており、 当該６つの検出器の面に加わる力の接触点の位置の移動
方向とＸ座標制御情報、Ｙ座標制御情報およびＺ座標制
御情報情報の示す正および負の方向とが対応付けられて
おり、 前記６つの検出器の測定結果に基づき、ＹＺ平面に平行
に装着された第１の検出器の面に力を加えると正の方向
のＸ座標制御情報を発生し、 前記第１の検出器の面の力の接触点のＹおよびＺ軸方向
への移動に対応してＹ座標制御情報およびＺ座標制御情
報を発生し、 前記ＹＺ平面に平行に装着された第２の検出器の面に力
を加えると、負のＸ座標制御情報を発生し、 前記第２の検出器の面の力の接触点のＹおよびＺ軸方向
への移動に対応してＹ座標制御情報およびＺ座標制御情
報を発生し、 ＸＺ平面に装着された第３の検出器の面に力を加えると
正の方向のＹ座標制御情報を発生し、 前記第３の検出器の面の力の接触点のＸおよびＺ軸方向
への移動に対応してＸ座標制御情報およびＺ座標制御情
報を発生し、 前記ＸＺ平面に装着された第４の検出器の面に力を加え
ると負のＹ座標制御情報を発生し、かつ、前記第４の検
出器の面の力の接触点のＸおよびＺ軸方向への移動に対
応してＸ座標制御情報およびＺ座標制御情報を発生し、 ＸＹ平面に装着された第５の検出器の面に力を加えると
正の方向のＺ座標制御情報を発生し、 前記第５の検出器の面の力の接触点のＸおよびＹ軸方向
への移動に対応してＸ座標制御情報およびＹ座標制御情
報を発生し、 前記ＸＹ平面に装着された第６の検出器の面に力を加え
ると負のＺ座標制御情報を発生し、 前記第６の検出器の面の力の接触点のＸおよびＹ軸方向
への移動に対応してＸ座標制御情報およびＹ座標制御情
報を発生することを特徴とする制御用入力機器。
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