JP3796359B2

JP3796359B2 - Input device

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Publication number: JP3796359B2
Application number: JP23335098A
Authority: JP
Inventors: 誠一菅; 克俊鈴木; 勝小松
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1998-08-19
Filing date: 1998-08-19
Publication date: 2006-07-12
Anticipated expiration: 2018-08-19
Also published as: JP2000066826A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パーソナルコンピュータやワードプロセッサなどの情報処理装置に２次元情報を入力するためのポインティング装置、または、テレビジョンなどの画像再生装置におけるメニュー選択装置、あるいは、プレゼンテーションのポインティング装置などに好適に使用される入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、パーソナルコンピュータ（以下、「パソコン」と略記する）やワードプロセッサなどの情報処理装置に対する２次元情報を入力するための装置として、マウス、トラックボール、ジョイスティックなどが広く使用されている。
中でも、マウスは、使用者が机上などの操作面上でマウスを動かした際に、ケース内のボールが回転し、その回転方向や回転量を機械的に検出することによって、マウスの移動方向や移動量に応じた２次元方向を情報処理装置に与えるものである。そして、情報処理装置のディスプレイ画面上のカーソルなどの位置をマウスの操作によってコントロールしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
図９は、従来の入力装置の内部構造の一例を示した図である。
図９において、符号１は、球状のボールを示している。このボール１は、前記ボール１の側方において、互いに直交するＸ回転軸２ａおよびＹ回転軸２ｂに接した状態となるように設置されている。このＸ回転軸２ａおよびＹ回転軸２ｂの端部には、これらが回転したときの回転数を検出するロータリーエンコーダーなどの検出装置３ａ、３ｂがそれぞれ備えられている。
【０００４】
このような入力装置を使用して、例えば、ディスプレイ画面上のカーソルの位置を移動する場合、使用者が、所望の移動方向および移動距離に応じた回転方向および回転量でボール１を回転させて２次元情報として入力すると、前記２次元情報が前記ボール１からＸ回転軸２ａおよびＹ回転軸２ｂに伝搬され、その伝搬された回転数が検出装置３ａ、３ｂによってそれぞれ検出されて、情報処理装置などに与えられる。
【０００５】
この際、ボール１の回転方向および回転量は、Ｘ回転軸２ａおよびＹ回転軸２ｂとボール１との間の摩擦力によって、Ｘ回転軸２ａおよびＹ回転軸２ｂのボール１と接している部分が、前記ボール１の回転に伴って回転することによって伝搬される。このとき、Ｘ回転軸２ａには、前記Ｘ回転軸２ａの長さ方向と直交する方向の回転量が伝搬され、Ｙ回転軸２ｂには、前記Ｙ回転軸２ｂの長さ方向と直交する方向の回転量が伝搬される。
【０００６】
しかしながら、このような入力装置では、ボール１の回転方向および回転量は、Ｘ回転軸２ａおよびＹ回転軸２ｂに伝搬されて検出されるので、ボール１の回転方向および回転量が、Ｘ回転軸２ａおよびＹ回転軸２ｂに確実に伝搬されないと、使用者が入力した２次元情報を情報処理装置などに正確に与えることができない。
【０００７】
このため、例えば、ボール１に汚れなどが付着して、ボール１の回転方向および回転量がＸ回転軸２ａおよびＹ回転軸２ｂに伝搬されにくくなった場合、あるいは、ボール１がＸ回転軸２ａおよびＹ回転軸２ｂに対してスリップした場合、カーソルが動かないなどの操作不良が生じるいう不都合があった。
マウスやトラックボールなどに備えられているボール１は、一般に、ゴムなどの材料で形成されているものであり、塵やゴミなどが表面に付着しやすいものである。とくに、トラックボールにおいて、ボール１は、指で直接触れて操作されるものであるので、食品の油やハンドクリームなどが作業者の手を介して付着する可能性が高く、ボール１とＸ回転軸２ａおよびＹ回転軸２ｂとの摩擦力が低下し、ボール１がスリップするスリップ現象が発生しやすく、問題となっていた。
【０００８】
また、従来のマウスでは、机上などでマウスを動かさなければならないため、操作のためにある程度の面積を持つ平坦な面が必要であった。したがって、机上に十分なスペースが取れない、あるいは、携帯型パソコンなどのように机上以外の場所で使用したいなどの事情によっては非常に使いにくい場合があった。
【０００９】
ところで、従来のマウスにおいて、マウスの動きと画面上のカーソルの動きとの関係は、使用者から見て、マウスを前後方向に動かすとカーソルが上下に動くというように、マウスの移動方向とカーソルの移動方向が異なるものであった。
近年、パソコンなどの機器が一般家庭にも急速に普及しつつあり、この種の装置の扱いに慣れない人も使い始める傾向にある。その場合、とくに初心者は、マウスの操作方向とカーソルの移動方向が異なるという点に違和感を持ち、カーソルを思った方向に簡単に移動させることができない場合がある。そこで、初心者はもちろんのこと、熟練者にとっても、人間の感性により近い感覚の操作でカーソルを移動させることのできる入力装置の提供が望まれていた。
【００１０】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、このような問題を解決し、回転体のスリップ現象が発生せず、使用者が入力した２次元情報を確実に記憶処理装置などに与えることができ、ボールの回転にカーソルが追従しないなどの操作不良が発生せず、平坦な操作面を必要とすることなく操作することができ、人間の感性により合致した感覚で使用することができる入力装置を提供することを課題としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の入力装置、とくに、情報処理装置に対して２次元情報を入力するための入力装置としては、支持体と、この支持体上に立設された支持棒と、この支持棒の先端に取り付けられて使用者が操作する操作部とを有し、前記操作部は、外側操作体と内側操作体とを備え、前記外側操作体は、中空に形成され、外側回転軸によって前記情報処理装置の画面上の上下方向に回動自在に支持され、前記外側回転軸は、前記外側操作体の内周壁における前記画面上の左右方向に沿った一側と他側とを同軸位置で軸支するとともに、前記外側操作体の内側に位置する前記内側操作体に軸支され、前記内側操作体は、中空の枠状に形成され、内側回転軸によって前記画面上の左右方向に回動自在に支持され、前記内側回転軸は、前記内側操作体の枠内における前記画面上の上下方向に沿った一側と他側とを同軸位置で軸支するとともに、前記内側操作体の内側に位置する前記支持棒に軸支され、前記外側操作体の軸支部分に外側操作体の回動状態を検知する検出手段が設けられ、前記内側操作体の軸支部分に内側操作体の回動状態を検知する検出手段が設けられ、前記外側操作体の上下方向の回動を、前記画面上の上下方向における情報に変換するとともに、前記外側操作体の左右方向の回動を、前記画面上の左右方向における情報に変換する信号処理部が設けられてなることを特徴とするものである。
【００１２】
なお、ここでいう「情報処理装置」とは、入力装置からの２次元情報を、信号として受けて、画面状のカーソルあるいは画像の動きとして表示する装置のことであって、例えば、パソコン、ワードプロセッサなどの記憶処理装置、双方向通信対応テレビジョンなどの画像再生装置などの機器を含むものである。
また、ここでいう「回動状態」とは、回動方向および回動量のことである。
【００１３】
このような入力装置は、外側操作体を回動させる操作によって２次元情報を入力することができるものであるので、従来のマウスのように机上で装置全体を動かす必要がなく、平坦な操作面が不要となる。
したがって、広いスペースがない机上での使用、あるいは、使用者の大腿部上での使用なども可能となる。
また、従来のマウスやトラックボールのように、ボールを使用しないため、それに起因する操作不良が発生することがない。
【００１４】
また、外側操作体の軸支部分に外側操作体の回動状態を検知する検出手段が設けられ、前記内側操作体の軸支部分に内側操作体の回動状態を検知する検出手段が設けられてなるものであるので、使用者から与えられた内側操作体および外側操作体の回動状態を直接検出することができるものとなり、使用者が入力した２次元情報を、記憶処理装置などに確実に与えることができる入力装置となる。
【００１５】
また、上記の入力装置において、前記外側操作体の鉛直方向の回動を、前記情報処理装置の画面上の上下方向における情報に変換するとともに、前記外側操作体の水平方向の回動を、前記情報処理装置の画面上の左右方向における情報に変換する信号処理部が設けられてなることを特徴とするものとすることが望ましい。
【００１６】
このような入力装置とすることで、使用者が、２次元情報を入力する際、具体的には、ディスプレイ画面上のカーソルの位置を思った場所に移動させたい場合に、使用者が頭を悩ますことなく、より感覚的に操作を行うことができる。
例えば、本発明の入力装置と従来のマウスとを比較した場合、本発明の入力装置では、人間の感性により合致した感覚で操作を行うことができる。したがって、パソコンなどの機器の扱いに慣れない初心者にも、熟練者にも、非常に使用しやすい入力装置を提供することができる。
【００１７】
また、上記の入力装置において、前記外側操作体の表面に、前記情報処理装置の画面上の方向に対応する前記外側操作体の回動方向を示す目印が設けられてなるものである構成とすることが望ましい。
【００１８】
このような入力装置とすることで、ディスプレイ画面上のカーソルの移動方向に対応する外側操作体の回動方向を容易に認識することができるものとなり、入力作業開始時に、操作方向について迷うことなく作業を開始することができる作業性の良好な入力装置とすることができる。
【００１９】
そして、ビジネス用、一般家庭用として、一層の普及が見込まれるパソコンなどの情報処理装置におけるポインティング装置、テレビジョンなどの画像再生装置のメニュー選択装置、プレゼンテーションのポインティング装置などの各種用途に使用するのに極めて好適な入力装置となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態を図１〜図８を参照して説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態の入力装置を示した概略図である。
この入力装置は、２次元情報を入力するための装置であって、例えば、パソコンやワードプロセッサなどに接続して画面上のカーソルの移動を行う際や、双方向テレビジョンなどに接続してメニューの選択を行う際などに使用されるものである。
【００２１】
図１において、符号１０は、入力装置を示している。この入力装置１０は、支持台（支持体）２０と、前記支持台２０上に立設された支持棒４と、支持棒４によって支持され、使用者が操作する操作部３０とからなっている。
前記支持台２０は、支持棒４を介して操作部３０を支えているもので、携帯できる程度の大きさおよび重さの板状に形成されている。また、前記支持台２０には、信号処理部９が内蔵されているとともに、パソコンなどに接続するためのケーブル７０が設けられている。
また、操作部３０には、ディスプレイの画面と対向させるべき方向を示す目印４０と、各種選択信号を入力する選択スイッチ１６ａ、１６ｂとが設けられている。
【００２２】
図２は、図１に示した入力装置の設置状況の一例を示した図である。
図２において、入力装置１０は、操作部３０上に設けられた目印４０がディスプレイ５０の画面と対向し、かつ、支持台２０が水平となるように設置されている。
【００２３】
以下の説明においては、図２に示す目印４０からみたディスプレイ５０の画面上において、左右方向をＸ軸（「水平方向」に相当する）と呼び、上下方向をＹ軸（「鉛直方向」に相当する）と呼ぶ。
さらに、目印４０から見たディスプレイ５０の画面上において、矢印Ｌで示す方向を左側、矢印Ｒで示す方向を右側、矢印Ｔで示す方向を上方、矢印Ｕで示す方向を下方と呼ぶ。
また、図２に示す目印４０側にあたる方向を入力装置１０の前方、目印４０と反対側を後方と呼び、前記Ｘ軸と前記Ｙ軸とによって形成される面と垂直となる前後方向をＺ軸と呼ぶ。
【００２４】
図３は、図１に示した入力装置を後方から見た概略断面図であり、図４は、図１に示した入力装置を左側から見た概略断面図である。
図３および図４において、符号２０は、支持台を示している。この支持台２０上に立設されている支持棒４は、端部が支持台２０に固定されている円柱状の立ち上がり部４ａと、前記立ち上がり部４ａの上端からＺ軸上に前方方向に向かって形成され、端部に操作部３０が取り付けられている円柱状の取付部４ｂとからなっている。
【００２５】
前記操作部３０は、操作部３０の外径を形成する外側操作体１１と、前記外側操作体１１の内側に設けられた内側操作体５とを備えたものである。前記外側操作体１１は、中空の球状に形成されたものであり、前記外側操作体１１の内側には、前記外側操作体１１を回動自在に支持する円形の枠状に形成された内側操作体５が設けられている。そして、前記内側操作体５は、前記支持棒４の取付部４ｂに、回動自在に取り付けられている。
【００２６】
また、前記操作部３０には、外側操作体１１の回動状態を検知する検出手段８ａおよび内側操作体５の回動状態を検知する検出手段８ｂと、前記検出手段８ａ、８ｂが配線８１、８２を介して接続されている信号処理部９とが内蔵されている。
【００２７】
前記外側操作体１１は、人が握ることができる程度の大きさ、例えば、野球のボールやテニスのボールと同等程度の大きさに形成されている。この外側操作体１１には、使用者が前記外側操作体１１を回動させる際に、前記支持棒４の立ち上がり部４ａによって、前記外側操作体１１の回動に支障を与えることがない程度の大きさを有する開口部１１ｃが設けられている。
【００２８】
また、外側操作体１１上には、図１に示すように、目印４０と、選択スイッチ１６ａ、１６ｂとが設けられている。
前記選択スイッチ１６ａ、１６ｂは、各種選択信号を入力するためのもので、使用者が指を前記目印４０側に向けて前記外側操作体１１を持ったときに、指が自然に届く範囲の位置に設けられている。
この選択スイッチ１６ａ、１６ｂに入力された各種選択信号は、前記選択スイッチ１６ａに接続された図３に示す配線８３または前記選択スイッチ１６ｂに接続された図示しない配線、信号処理部９、図１に示すケーブル７０を介してパソコンなどに入力されるようになっている。
【００２９】
また、目印４０は、外側操作体１１上に、識別可能な任意の印を印刷することなどにより、支持体２０を水平となるように設置したときの前記外側操作体１１上のディスプレイ５０の画面と対向させるべき位置を表示して、前記ディスプレイ５０の画面上の方向に対応する外側操作体１１の回動方向を示したものである。
外側操作体１１上における目印４０の位置は、図４に示すように、前方中心部の位置とされている。
【００３０】
前記外側操作体１１は、前記外側操作体１１の内周壁におけるＸ軸に沿った一側１１ａと他側１１ｂとを同軸位置で軸支する外側回転軸７、７によって、外側回転軸７の軸回りに回動自在に支持されている。
この外側回転軸７は、前記外側操作体１１の内周壁における一側１１ａと他側１１ｂにそれぞれ形成され、内側操作体５に軸支されている。
【００３１】
また、内側操作体５は、前記内側操作体５の枠内におけるＹ軸に沿った一方側５ａと他方側５ｂとを同軸位置で軸支する内側回転軸６、６によって、内側回転軸６の軸回りに回動自在に支持されている。
この内側回転軸６は、前記内側操作体５の一方側５ａと他方側５ｂにそれぞれ形成され、前記支持棒４の取付部４ａに軸支されている。
【００３２】
なお、この実施の形態においては、内側回転軸６と前記外側回転軸７とがなす角度を最も好ましい９０度としたが、例えば、４５〜１３５度程度とすることができる。この角度を、１３５度を越える角度あるいは４５度未満とした場合、操作が不自然となり、人間の感覚と合わないという不都合が生じて好ましくない。
【００３３】
また、内側操作体５における外側回転軸７の軸支部分には、外側操作体１１の回動状態を検知する検出手段８ａが設けられている。一方、支持棒４の取付部４ｂにおける内側回転軸６の軸支部分には、内側操作体５の回動状態を検知する検出手段８ｂが設けられている。
これらの検出手段８ａ、８ｂとしては、外側回転軸７あるいは内側回転軸６の回動状態を直接検知し得るものであれば従来から周知の任意のものを使用することができ、例えば、ジャイロスコープを利用した角速度センサなどが好ましく使用される。
また、外側操作体１１の回動状態を検知する検出手段８ａは、配線８１を介して信号処理部９と接続される。前記配線８１は、検出手段８ａから内側操作体５および内側回転軸６に沿って内側回転軸６の軸支部分まで配され、内側回転軸６の軸支部分から支持台２０にわたって支持棒４に内蔵されて配線されている。一方、内側操作体５の回動状態を検知する検出手段８ｂは、支持棒４に内蔵されている配線８２を介して信号処理部９と接続される。
【００３４】
また、信号処理部９は、図５に示すように、検出手段８ａ、８ｂに接続されたアンプ１２、１６と、セレクタ１３と、Ａ／Ｄコンバータ１４と、ＣＰＵ１５とから構成されている。
この信号処理部９では、検出手段８ａ、８ｂから出力される電圧信号が各アンプ１２、１６によって増幅され、ついで、出力された２つの信号のうち、処理すべき信号がセレクタ１３によって選択される。そして、選択された信号が、Ａ／Ｄコンバータ１４でデジタル化された上で、ＣＰＵ１５において演算処理が行われ、例えば、パソコンの画面上のカーソルを移動させるための制御信号に変換されて出力される。
【００３５】
このような入力装置１０を使用して、例えば、パソコンなどのディスプレイ５０の画面上のカーソル５１の位置を移動させるには、入力装置１０をケーブル７０などを介してパソコンなどの端子に接続したのち、図２に示すように、支持台２０を水平となるように設置し、目印４０とディスプレイ５０の画面とを対向させた状態で、図６に示すように、使用者が外側操作体１１を、手６０の指６０ａ、６０ｂ、６０ｃでディスプレイ５０の方向を指すように持って、所望の移動方向および移動距離に応じた任意の回動状態で動かし、入力装置１０に任意の２次元情報を入力することによって行われる。
この入力された２次元情報は、検出手段８ａ、８ｂによって検出されて、信号処理部９でカーソル５１を移動させるための制御信号に変換して出力し、情報処理装置などに与えられる。
【００３６】
この際、入力装置１０の外側操作体１１の回動状態と、ディスプレイ５０の画面上のカーソル５１の動きとの関係は、前記外側操作体１１をＸ軸回りに回動させると前記カーソル５１が上下方向に移動し、Ｙ軸回りに回動させると左右方向に移動するようにされている。
すなわち、使用者が、手６０を上下方向に動かすとカーソル５１は上下方向に移動し、手６０を左右方向に動かすとカーソル５１も左右方向に移動するようになっている。
【００３７】
したがって、例えば、図２に示すディスプレイ５０の画面上のカーソル５１の位置を上方に移動させる場合には、使用者は、入力装置１０の外側操作体１１を、図６に示すように、指６０ａ、６０ｂ、６０ｃでディスプレイ５０の方向を指すように持ち、図７に示すように、目印４０を上方に向けるように操作すればよい。
また、カーソル５１の位置を下方に移動させる場合には、使用者は、外側操作体１１を、図８に示すように、目印４０を下方に向けるように操作すればよい。
【００３８】
このようにしてカーソル５１を所望の位置に移動させたのち、メニューを選択する場合などには、従来のマウスやトラックボールなどの入力装置を使用した場合と同様に、選択スイッチ１６ａ、１６ｂを押せばよい。
【００３９】
次に、使用者が入力装置１０の外側操作体１１を操作した場合における前記外側操作体１１内の動きについて説明する。
例えば、ディスプレイ５０の画面上のカーソル５１の位置を、図２に示すように、画面上の任意の位置を示す点ａ１から、その右側上方の位置を示す点ａ２の位置に移動させる場合、外側操作体１１は、矢印Ｔで示される移動距離に対応する回動状態で、前記外側操作体１１に形成された外側回転軸７回りに回動される。そして、この回動と同時に、内側操作体５が、矢印Ｒで示される移動距離に対応する回動状態で、外側操作体１１の軸方向への回動力で外側回転軸７に押されて、前記内側操作体５に形成された内側回転軸６回りに回動される。この内側回転軸６回りの回動は、前記内側操作体５と外側操作体１１とが一体化された状態で回動される。
【００４０】
すなわち、外側操作体１１は、ディスプレイ５０の画面上の点ａ１と点ａ２とを直線で結ぶ移動距離に対応する回動状態で、外側回転軸７および内側回転軸６の２つの回転軸回りに回動される。
【００４１】
このとき、矢印Ｔで示される外側操作体１１の外側回転軸７回りの回動状態は、検出手段８ａによって直接検出され、矢印Ｒで示される内側操作体５の内側回転軸６回り回動状態は、検出手段８ｂによって直接検出される。
【００４２】
このような入力装置１０は、外側操作体１１を回動させる操作によって２次元情報を入力することができるものであるので、従来のマウスのように机上で装置全体を動かす必要がなく、平坦な操作面が不要となる。
したがって、広いスペースがない机上での使用、あるいは、使用者の大腿部上での使用なども可能となる。
また、従来のマウスやトラックボールのように、ボール１を使用しないため、それに起因するスリップなどの操作不良が発生することがない。
【００４３】
また、外側操作体１１の軸支部分に外側操作体１１の回動状態を検知する検出手段８ａが設けられ、内側操作体５の軸支部分に内側操作体５の回動状態を検知する検出手段８ｂが設けられてなるものであるので、使用者から与えられた内側操作体５および外側操作体１１の回動状態を直接検出することができるものとなり、使用者が入力した２次元情報を、記憶処理装置などに確実に与えることができる入力装置１０となる。
【００４４】
したがって、内側操作体５および外側操作体１１の回動状態を伝搬する必要はなく、スリップ現象が発生しない入力装置１０とすることができる。また、使用者が入力した２次元情報が確実に伝搬されないことによる、カーソル５１が動かないなどの操作不良が生じない入力装置とすることができる。
【００４５】
また、前記外側操作体１１を上下方向に回動させると、ディスプレイ５０の画面上の上下方向における情報に変換され、前記外側操作体１１を左右方向に回動させると、ディスプレイ５０の画面上の左右方向における情報に変換される構成とすることで、使用者が、２次元情報を入力する際、具体的には、ディスプレイ５０の画面上のカーソル５１の位置を思った場所に移動させたい場合に、使用者が頭を悩ますことなく、より感覚的に操作を行うことができる入力装置１０とすることができる。
例えば、本発明の第１の実施の形態に示した入力装置１０と従来のマウスとを比較した場合、本発明の第１の実施の形態に示した入力装置１０では、人間の感性により合致した感覚で操作を行うことができる。
【００４６】
また、前記外側操作体１１の表面に、前記ディスプレイ５０の画面上の方向に対応する前記外側操作体１１の回動方向を示す目印４０が設けられてなる入力装置１０とすることで、ディスプレイ５０の画面上のカーソル５１の移動方向に対応する外側操作体１１の回動方向を容易に認識することができるものとなり、入力作業開始時に、操作方向について迷うことなく作業を開始することができる作業性の良好な入力装置１０とすることができる。
【００４７】
また、本発明の第１の実施の形態に示した入力装置１０は、外側操作体１１を、人が握ることのできる程度の大きさ、例えば、野球のボールやテニスのボールと同等程度の大きさとし、選択スイッチ１６ａ、１６ｂを、使用者が指を前記目印４０側に向けて外側操作体１１を持ったときに、指が自然に届く範囲の位置に設けたものであるので、持ちやすく、操作が容易なものとなり、より一層優れた入力装置１０となる。
【００４８】
さらに、本発明の第１の実施の形態に示した入力装置１０は、支持台２０を、携帯できる程度の大きさおよび重さの板状に形成したものであるので、携帯することができ、机上以外の場所での使用や使用者の大腿部上での使用などを可能とすることができる。
【００４９】
本発明の入力装置１０では、上述した例に示したように、目印４０を、支持体２０を水平となるように設置したときの前記外側操作体１１上のディスプレイ５０の画面と対向させるべき位置を示すものとすることができるが、前記情報処理装置の画面上における上方、下方、右側、左側方向に対応する前記外側操作体１１の回動方向を表示することができればよく、その表示方法および表示位置はとくに限定されない。
したがって、例えば、目印４０によって、前記情報処理装置の画面上における上方、下方、右側、左側方向に対応する前記外側操作体１１の回動方向を表示した場合、支持体２０を水平となるように設置する必要はない。
さらに、操作部３０自体の形状によって、前記情報処理装置の画面上における上方、下方、右側、左側方向に対応する前記外側操作体１１の回動方向を表示した場合、目印４０を設ける必要はない。
【００５０】
また、本発明の入力装置１０では、目印４０の表示方法として、上述した例に示したように、識別可能な任意の印を印刷する方法とすることができるが、例えば、操作部３０上に突起を形成する、矢印を記入するなどの任意の方法とすることができる。
さらに、本発明の入力装置１０では、目印４０によって、上述した例に示したように、外側操作体１１上のディスプレイ５０の画面と対向させるべき位置を示すものしたが、使用者の手の平側となる位置を示すものとしてもよい。
【００５１】
また、本発明の入力装置１０では、上述した例に示したように、支持台２０を、携帯できる程度の大きさおよび重さの板状に形成したものとすることができるが、前記支持棒４を介して操作部３０を支えることができるものであればよく、前記入力装置１０の用途などに合わせて、任意の形状および大きさのものとすることができ、とくに限定されない。
例えば、パソコン本体、パソコンに備えられているキーボード、ディスプレイ５０、机などとしてもよい。この場合、従来のマウスやトラックボールなどに変えて使用することのできる入力装置１０とすることができる。
【００５２】
さらにまた、本発明の入力装置１０では、上述した例に示したように、パソコンなどの機器と接続するケーブルを備えてなるものとすることができるが、この構成に変えて、入力装置が生成した信号を赤外線通信、高周波通信などで情報処理装置に送るようにし、ケーブルを持たないワイヤレス構造としてもよい。
このような入力装置とした場合、従来のマウスのように机上で装置全体を動かす必要がないという本発明の入力装置の利点を、より一層生かすことができる。
【００５３】
さらに、本発明の入力装置では、支持棒４、外側操作体１１、内側操作体５の形状や大きさ、選択スイッチ１６ａ、１６ｂの数や設置位置などに関しては、上述した例に限らず、用途などに応じて適宜設計変更が可能であることはもちろんである。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の入力装置によれば、画面上の上下方向に回動自在に支持された外側操作体と、画面上の左右方向に回動自在に支持された内側操作体と、前記外側操作体の上下方向の回動を、前記画面上の上下方向における情報に変換するとともに、前記外側操作体の左右方向の回動を、前記画面上の左右方向における情報に変換する信号処理部とが設けられているので、使用者が、手を上下方向に動かすとカーソルは上下方向に移動し、手を左右方向に動かすとカーソルも左右方向に移動するようにできる。
本発明の入力装置は、支持台と、この支持台上に立設された支持棒と、使用者が操作する操作部を有し、操作部を操作することによって２次元情報を入力することができるものであるので、従来のマウスのように机上で装置全体を動かす必要がなく、平坦な操作面が不要となる。したがって、広いスペースがない机上での使用、あるいは、使用者の大腿部上での使用なども可能となる。また、従来のマウスやトラックボールのように、ボールを使用しないため、それに起因する操作不良が発生することがない。
【００５５】
また、外側操作体の軸支部分に外側操作体の回動状態を検知する検出手段が設けられ、前記内側操作体の軸支部分に内側操作体の回動状態を検知する検出手段が設けられてなるものであるので、使用者から与えられた内側操作体および外側操作体の回動状態を直接検出することができるものとなり、使用者が入力した２次元情報を、記憶処理装置などに確実に与えることができる入力装置となる。
【００５６】
したがって、内側操作体および外側操作体の回動状態を伝搬する必要はなく、スリップ現象が発生しない入力装置とすることができる。また、使用者が入力した２次元情報が確実に伝搬されないことによる、カーソルが動かないなどの操作不良が生じない入力装置とすることができる。
【００５７】
また、前記内側操作体を鉛直方向に回動させると、前記情報処理装置の画面上の上下方向における情報に変換され、前記内側操作体を水平方向に回動させると、前記情報処理装置の画面上の左右方向における情報に変換される入力装置とすることで、使用者が、２次元情報を入力する際、具体的には、ディスプレイ画面上のカーソルの位置を思った場所に移動させたい場合に、使用者が頭を悩ますことなく、より感覚的に操作を行うことができる。
例えば、本発明の入力装置と従来のマウスとを比較した場合、本発明の入力装置では、人間の感性により合致した感覚で操作を行うことができる。したがって、パソコンなどの機器の扱いに慣れない初心者にも、熟練者にも、非常に使用しやすい入力装置を提供することができる。
【００５８】
また、前記外側操作体の表面に、前記情報処理装置の画面上の方向に対応する前記外側操作体の回動方向を示す目印が設けられてなる入力装置とすることで、ディスプレイ画面上のカーソルの移動方向と対応する外側操作体の回動方向を容易に認識することができるものとなり、入力作業開始時に、操作方向について迷うことなく作業を開始することができる作業性の良好な入力装置とすることができる。
【００５９】
したがって、本発明の入力装置は、ビジネス用、一般家庭用として、一層の普及が見込まれるパソコンなどやワードプロセッサの情報処理装置におけるポインティング装置、テレビジョンなどの画像再生装置のメニュー選択装置、プレゼンテーションのポインティング装置などの各種用途に使用するのに極めて好適な入力装置となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の入力装置を示した概略図である。
【図２】図１に示した入力装置の設置状況の一例を示した図である。
【図３】図１に示した入力装置を後方から見た概略断面図である。
【図４】図１に示した入力装置を左側から見た概略断面図である。
【図５】図１に示した入力装置の信号処理部の構成を示したフローチャートである。
【図６】図１に示した入力装置の使用状況の一例を示した図である。
【図７】図１に示した入力装置によりカーソルの位置を上方に移動させる操作状況の一例を示した図である。
【図８】図１に示した入力装置によりカーソルの位置を下方に移動させる操作状況の一例を示した図である。
【図９】従来の入力装置の内部構造の一例を示した図である。
【符号の説明】
４支持棒
５内側操作体
６内側回転軸
７外側回転軸
８ａ、８ｂ検出手段
９信号処理部
１０入力装置
１１外側操作体
１６ａ、１６ｂ選択スイッチ
２０支持台
３０操作部
４０目印
５０ディスプレイ
５１カーソル
６０手[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is suitably used for a pointing device for inputting two-dimensional information to an information processing device such as a personal computer or a word processor, a menu selection device in an image reproducing device such as a television, or a presentation pointing device. Related to the input device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a mouse, a trackball, a joystick, and the like are widely used as devices for inputting two-dimensional information to an information processing device such as a personal computer (hereinafter abbreviated as “personal computer”) or a word processor.
Above all, when the user moves the mouse on the operation surface such as a desk, the ball in the case rotates and mechanically detects the direction and amount of rotation of the ball. A two-dimensional direction corresponding to the amount of movement is given to the information processing apparatus. Then, the position of the cursor on the display screen of the information processing apparatus is controlled by operating the mouse.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
FIG. 9 is a diagram showing an example of the internal structure of a conventional input device.
In FIG. 9, reference numeral 1 denotes a spherical ball. The ball 1 is installed on the side of the ball 1 so as to be in contact with the X rotation shaft 2a and the Y rotation shaft 2b which are orthogonal to each other. Detection devices 3a and 3b such as a rotary encoder for detecting the number of rotations when the X rotation shaft 2a and the Y rotation shaft 2b are rotated are respectively provided at the ends of the X rotation shaft 2a and the Y rotation shaft 2b.
[0004]
For example, when the position of the cursor on the display screen is moved using such an input device, the user rotates the ball 1 with a rotation direction and a rotation amount corresponding to a desired movement direction and movement distance. When input as two-dimensional information, the two-dimensional information is propagated from the ball 1 to the X rotation shaft 2a and the Y rotation shaft 2b, and the propagated rotation speeds are detected by the detection devices 3a and 3b, respectively. Etc.
[0005]
At this time, the rotation direction and the rotation amount of the ball 1 are the portions of the X rotation shaft 2a and the Y rotation shaft 2b that are in contact with the ball 1 by the frictional force between the X rotation shaft 2a and the Y rotation shaft 2b and the ball 1. Is propagated by rotating as the ball 1 rotates. At this time, the rotation amount in the direction orthogonal to the length direction of the X rotation shaft 2a is propagated to the X rotation shaft 2a, and the direction orthogonal to the length direction of the Y rotation shaft 2b is transmitted to the Y rotation shaft 2b. The amount of rotation is propagated.
[0006]
However, in such an input device, the rotation direction and the rotation amount of the ball 1 are detected by being propagated to the X rotation shaft 2a and the Y rotation shaft 2b. If it is not reliably propagated to 2a and the Y rotating shaft 2b, the two-dimensional information input by the user cannot be accurately given to the information processing apparatus or the like.
[0007]
Therefore, for example, when dirt or the like adheres to the ball 1 and the rotation direction and the amount of rotation of the ball 1 become difficult to propagate to the X rotation shaft 2a and the Y rotation shaft 2b, or the ball 1 moves to the X rotation shaft 2a. And when it slips with respect to the Y rotating shaft 2b, there existed a problem that operation failure, such as a cursor not moving, will arise.
A ball 1 provided in a mouse, a trackball, or the like is generally formed of a material such as rubber, and dust or dust easily adheres to the surface. In particular, in a trackball, since the ball 1 is operated by directly touching with a finger, there is a high possibility that food oil, hand cream, etc. will adhere through the hand of the operator, and the ball 1 and X rotate. The frictional force between the shaft 2a and the Y rotating shaft 2b is reduced, and a slip phenomenon in which the ball 1 slips easily occurs, which is a problem.
[0008]
Further, in the conventional mouse, since the mouse has to be moved on a desk or the like, a flat surface having a certain area is required for operation. Therefore, there are cases where it is very difficult to use depending on circumstances such as not having enough space on the desk or wanting to use it in a place other than the desk such as a portable personal computer.
[0009]
By the way, in the conventional mouse, the relationship between the movement of the mouse and the movement of the cursor on the screen is such that the cursor moves up and down when the mouse is moved back and forth as seen from the user. The moving direction of was different.
In recent years, devices such as personal computers are rapidly spreading to ordinary households, and people who are not used to handling this type of device tend to start using them. In that case, especially beginners may feel uncomfortable in that the direction of operation of the mouse is different from the direction of movement of the cursor, and the cursor may not be easily moved in the intended direction. Thus, it has been desired to provide an input device capable of moving a cursor by an operation with a sense closer to human sensitivity, not only for beginners, but also for skilled people.
[0010]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and solves such a problem, without causing a slip phenomenon of a rotating body, and reliably providing two-dimensional information input by a user to a storage processing device or the like. Input that can be used with a sense that matches the human sensitivity without causing a malfunction such as the cursor not following the rotation of the ball and without requiring a flat operation surface. An object is to provide an apparatus.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, an input device according to the present invention, in particular, as an input device for inputting two-dimensional information to an information processing device, includes a support and a support bar standing on the support And an operation unit that is attached to the tip of the support rod and that is operated by a user.An outer operation body and an inner operation body are provided,The outer operating body is:It is formed in a hollow shape and is supported by an outer rotation shaft so as to be rotatable in the vertical direction on the screen of the information processing apparatus. The outer rotation shaft is along the horizontal direction on the screen of the inner peripheral wall of the outer operation body. The one side and the other side are pivotally supported at a coaxial position, and are pivotally supported by the inner operating body located inside the outer operating body.The inner operation body is hollowAnd is supported by an inner rotation shaft so as to be rotatable in the left-right direction on the screen, and the inner rotation shaft is located on one side along the vertical direction on the screen in the frame of the inner operation body. And the other side in a coaxial position, and are supported by the support rod located inside the inner operation body,Detection means for detecting the rotation state of the outer operation body is provided at the shaft support portion of the outer operation body, and detection means for detecting the rotation state of the inner operation body is provided at the shaft support portion of the inner operation body,Signal processing for converting the vertical rotation of the outer operation body into information in the vertical direction on the screen and converting the horizontal rotation of the outer operation body into information in the horizontal direction on the screen Part is providedIt is characterized by.
[0012]
The “information processing apparatus” here refers to an apparatus that receives two-dimensional information from an input device as a signal and displays it as a screen-like cursor or image movement. Devices such as a storage processing device such as an image reproducing device such as a television compatible with two-way communication.
In addition, the “rotation state” herein refers to a rotation direction and a rotation amount.
[0013]
Since such an input device can input two-dimensional information by an operation of rotating the outer operation body, there is no need to move the entire device on a desk unlike a conventional mouse, and a flat operation surface. Is no longer necessary.
Therefore, use on a desk without a large space, use on a user's thigh, and the like are possible.
Further, unlike conventional mice and trackballs, no balls are used, so that there is no occurrence of operation failure due to them.
[0014]
Further, detection means for detecting the rotation state of the outer operation body is provided at the shaft support portion of the outer operation body, and detection means for detecting the rotation state of the inner operation body is provided at the shaft support portion of the inner operation body. Therefore, it is possible to directly detect the rotation state of the inner operating body and the outer operating body given by the user, and the two-dimensional information input by the user is surely stored in the storage processing device or the like. It becomes the input device which can be given to
[0015]
In the input device, the vertical rotation of the outer operation body is converted into information in the vertical direction on the screen of the information processing apparatus, and the horizontal rotation of the outer operation body is It is desirable that a signal processing unit that converts information in the left-right direction on the screen of the information processing apparatus is provided.
[0016]
By using such an input device, when the user inputs two-dimensional information, specifically, when the user wants to move the position of the cursor on the display screen to the desired place, You can operate more sensibly without worrying.
For example, when the input device of the present invention is compared with a conventional mouse, the input device of the present invention can be operated with a sense that matches the human sensitivity. Therefore, it is possible to provide an input device that is very easy to use for both beginners who are unaccustomed to the handling of devices such as personal computers and experts.
[0017]
Further, in the above input device, a mark indicating a rotation direction of the outer operation body corresponding to a direction on the screen of the information processing device is provided on the surface of the outer operation body. It is desirable.
[0018]
By using such an input device, it becomes possible to easily recognize the rotation direction of the outer operation body corresponding to the movement direction of the cursor on the display screen, and without losing the operation direction at the start of input work. It is possible to provide an input device with good workability capable of starting work.
[0019]
It is used for various applications such as pointing devices for information processing devices such as personal computers, menu selection devices for image reproduction devices such as televisions, pointing devices for presentations, etc. It becomes an extremely suitable input device.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a schematic diagram showing an input device according to a first embodiment of the present invention.
This input device is a device for inputting two-dimensional information. For example, when connecting to a personal computer or a word processor to move a cursor on the screen, or connecting to a two-way television or the like, a menu is displayed. It is used when making a selection.
[0021]
In FIG. 1, the code | symbol 10 has shown the input device. The input device 10 includes a support base (support body) 20, a support bar 4 erected on the support base 20, and an operation unit 30 supported by the support bar 4 and operated by a user. .
The support base 20 supports the operation unit 30 via the support rod 4 and is formed in a plate shape having a size and weight that can be carried. The support base 20 includes a signal processing unit 9 and a cable 70 for connection to a personal computer or the like.
In addition, the operation unit 30 is provided with a mark 40 indicating a direction to be opposed to the display screen, and selection switches 16a and 16b for inputting various selection signals.
[0022]
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an installation state of the input device illustrated in FIG.
In FIG. 2, the input device 10 is installed such that a mark 40 provided on the operation unit 30 faces the screen of the display 50 and the support base 20 is horizontal.
[0023]
In the following description, on the screen of the display 50 viewed from the mark 40 shown in FIG. 2, the left-right direction is referred to as the X-axis (corresponding to “horizontal direction”), and the up-down direction is equivalent to the Y-axis (“vertical direction”). Called).
Further, on the screen of the display 50 as viewed from the mark 40, the direction indicated by the arrow L is called the left side, the direction shown by the arrow R is called the right side, the direction shown by the arrow T is called the upper side, and the direction shown by the arrow U is called the lower side.
Also, the direction corresponding to the side of the mark 40 shown in FIG. 2 is called the front side of the input device 10, the side opposite to the mark 40 is called the back side, and the front-rear direction perpendicular to the plane formed by the X axis and the Y axis is the Z axis. Call it.
[0024]
3 is a schematic cross-sectional view of the input device shown in FIG. 1 as seen from the rear, and FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the input device shown in FIG. 1 as seen from the left side.
In FIG. 3 and FIG. 4, the code | symbol 20 has shown the support stand. The support bar 4 erected on the support base 20 has a columnar rising portion 4a whose end is fixed to the support base 20, and an upper end of the rising portion 4a from the upper end toward the Z axis in the forward direction. And a columnar attachment portion 4b having an operation portion 30 attached to the end thereof.
[0025]
The operation unit 30 includes an outer operation body 11 that forms an outer diameter of the operation unit 30, and an inner operation body 5 provided inside the outer operation body 11. The outer operation body 11 is formed in a hollow spherical shape, and an inner operation formed in a circular frame shape that rotatably supports the outer operation body 11 inside the outer operation body 11. A body 5 is provided. The inner operation body 5 is rotatably attached to the attachment portion 4b of the support bar 4.
[0026]
The operation unit 30 includes a detection means 8a for detecting the rotation state of the outer operation body 11, a detection means 8b for detecting the rotation state of the inner operation body 5, and the detection means 8a and 8b. The signal processing unit 9 connected via the terminal 82 is built in.
[0027]
The outer operation body 11 is formed to a size that can be grasped by a person, for example, a size that is equivalent to a baseball ball or a tennis ball. When the user rotates the outer operation body 11, the outer operation body 11 does not interfere with the rotation of the outer operation body 11 due to the rising portion 4 a of the support rod 4. An opening 11c having a size is provided.
[0028]
Further, as shown in FIG. 1, a mark 40 and selection switches 16 a and 16 b are provided on the outer operation body 11.
The selection switches 16a and 16b are used for inputting various selection signals. Positions within a range where the finger naturally reaches when the user holds the outer operation body 11 with the finger facing the mark 40 side. Is provided.
Various selection signals input to the selection switches 16a and 16b are transmitted to the wiring 83 shown in FIG. 3 connected to the selection switch 16a or the wiring (not shown) connected to the selection switch 16b, the signal processing unit 9, and FIG. It is input to a personal computer or the like via a cable 70 shown.
[0029]
In addition, the mark 40 is a screen of the display 50 on the outer operation body 11 when the support body 20 is placed horizontally by printing an arbitrary identifiable mark on the outer operation body 11. The rotation direction of the outer operating body 11 corresponding to the direction on the screen of the display 50 is shown.
As shown in FIG. 4, the position of the mark 40 on the outer operation body 11 is the position of the front center portion.
[0030]
The outer operation body 11 includes an outer rotation shaft 7 and an outer rotation shaft 7 that pivotally supports one side 11a and the other side 11b along the X axis on the inner peripheral wall of the outer operation body 11 at a coaxial position. It is supported so that it can rotate freely.
The outer rotation shaft 7 is formed on one side 11 a and the other side 11 b of the inner peripheral wall of the outer operation body 11, and is supported by the inner operation body 5.
[0031]
Further, the inner operation body 5 includes inner rotation shafts 6 and 6 that pivotally support one side 5a and the other side 5b along the Y axis in the frame of the inner operation body 5 at a coaxial position. It is supported so as to be rotatable about its axis.
The inner rotary shaft 6 is formed on one side 5 a and the other side 5 b of the inner operation body 5, and is pivotally supported on the mounting portion 4 a of the support bar 4.
[0032]
In this embodiment, the angle formed by the inner rotation shaft 6 and the outer rotation shaft 7 is the most preferable 90 degrees, but can be, for example, about 45 to 135 degrees. If this angle exceeds 135 degrees or less than 45 degrees, the operation becomes unnatural, which is not preferable because it does not match the human senses.
[0033]
In addition, a detection unit 8 a that detects the rotation state of the outer operation body 11 is provided at the shaft support portion of the outer rotation shaft 7 in the inner operation body 5. On the other hand, a detecting means 8 b for detecting the rotation state of the inner operation body 5 is provided at the shaft support portion of the inner rotating shaft 6 in the mounting portion 4 b of the support bar 4.
As these detection means 8a and 8b, any conventionally known one can be used as long as it can directly detect the rotational state of the outer rotating shaft 7 or the inner rotating shaft 6, for example, a gyroscope. An angular velocity sensor using the above is preferably used.
The detecting means 8 a that detects the rotation state of the outer operating body 11 is connected to the signal processing unit 9 via the wiring 81. The wiring 81 is arranged from the detection means 8 a to the shaft support portion of the inner rotation shaft 6 along the inner operation body 5 and the inner rotation shaft 6, and is built in the support rod 4 from the shaft support portion of the inner rotation shaft 6 to the support base 20. Have been wired. On the other hand, the detection means 8 b that detects the rotation state of the inner operation body 5 is connected to the signal processing unit 9 via the wiring 82 built in the support rod 4.
[0034]
As shown in FIG. 5, the signal processing unit 9 includes amplifiers 12 and 16 connected to the detection means 8 a and 8 b, a selector 13, an A / D converter 14, and a CPU 15.
In the signal processing unit 9, the voltage signals output from the detection means 8a and 8b are amplified by the amplifiers 12 and 16, and then the signal to be processed is selected by the selector 13 from the two output signals. . The selected signal is digitized by the A / D converter 14 and then subjected to arithmetic processing in the CPU 15. For example, it is converted into a control signal for moving the cursor on the screen of the personal computer and output. The
[0035]
For example, in order to move the position of the cursor 51 on the screen of the display 50 such as a personal computer using such an input device 10, the input device 10 is connected to a terminal such as a personal computer via a cable 70 or the like. As shown in FIG. 2, the user mounts the outer operating body 11 as shown in FIG. 6 in a state where the support base 20 is placed horizontally and the mark 40 and the screen of the display 50 face each other. Hold the finger 60a, 60b, 60c of the hand 60 so that it points in the direction of the display 50, move it in any rotation state according to the desired moving direction and moving distance, and send any two-dimensional information to the input device 10 Done by typing.
The input two-dimensional information is detected by the detection means 8a and 8b, converted into a control signal for moving the cursor 51 by the signal processing unit 9, and output to be provided to an information processing apparatus or the like.
[0036]
At this time, the relationship between the rotation state of the outer operation body 11 of the input device 10 and the movement of the cursor 51 on the screen of the display 50 is such that the cursor 51 moves when the outer operation body 11 is rotated about the X axis. It moves in the up / down direction and moves in the left / right direction when rotated around the Y axis.
That is, when the user moves the hand 60 in the vertical direction, the cursor 51 moves in the vertical direction, and when the user moves the hand 60 in the horizontal direction, the cursor 51 also moves in the horizontal direction.
[0037]
Therefore, for example, when the position of the cursor 51 on the screen of the display 50 shown in FIG. 2 is moved upward, the user moves the outer operation body 11 of the input device 10 with the finger 60a as shown in FIG. , 60b, 60c to point in the direction of the display 50, and as shown in FIG. 7, the mark 40 may be operated upward.
Further, when the position of the cursor 51 is moved downward, the user may operate the outer operation body 11 so that the mark 40 is directed downward as shown in FIG.
[0038]
When the menu is selected after the cursor 51 is moved to a desired position in this way, the selection switches 16a and 16b can be pressed as in the case of using a conventional input device such as a mouse or a trackball. That's fine.
[0039]
Next, the movement in the outer operation body 11 when the user operates the outer operation body 11 of the input device 10 will be described.
For example, when the position of the cursor 51 on the screen of the display 50 is moved from the point a1 indicating an arbitrary position on the screen to the position of a point a2 indicating the upper right position as shown in FIG. The operating body 11 is rotated around the outer rotating shaft 7 formed on the outer operating body 11 in a rotating state corresponding to the moving distance indicated by the arrow T. At the same time as the rotation, the inner operation body 5 is pushed by the outer rotation shaft 7 with the rotational force in the axial direction of the outer operation body 11 in a rotation state corresponding to the movement distance indicated by the arrow R, The inner operating body 5 is rotated around an inner rotating shaft 6. The rotation around the inner rotation shaft 6 is performed in a state where the inner operation body 5 and the outer operation body 11 are integrated.
[0040]
That is, the outer operation body 11 is rotated around two rotation axes of the outer rotation shaft 7 and the inner rotation shaft 6 in a rotation state corresponding to a movement distance connecting the point a1 and the point a2 on the screen of the display 50 with a straight line. It is rotated.
[0041]
At this time, the rotation state of the outer operation body 11 around the outer rotation shaft 7 indicated by the arrow T is directly detected by the detection means 8a, and the rotation state around the inner rotation shaft 6 of the inner operation body 5 indicated by the arrow R. Is directly detected by the detecting means 8b.
[0042]
Since such an input device 10 can input two-dimensional information by an operation of rotating the outer operation body 11, it is not necessary to move the entire device on a desk like a conventional mouse, and is flat. No operation surface is required.
Therefore, use on a desk without a large space, use on a user's thigh, and the like are possible.
Further, unlike the conventional mouse and trackball, since the ball 1 is not used, there is no occurrence of operation failure such as slip due to it.
[0043]
Further, detection means 8 a for detecting the rotation state of the outer operation body 11 is provided at the shaft support portion of the outer operation body 11, and detection for detecting the rotation state of the inner operation body 5 at the shaft support portion of the inner operation body 5. Since the means 8b is provided, the rotation state of the inner operation body 5 and the outer operation body 11 given by the user can be directly detected, and the two-dimensional information input by the user is obtained. Thus, the input device 10 can be surely given to the storage processing device or the like.
[0044]
Therefore, it is not necessary to propagate the rotation state of the inner operation body 5 and the outer operation body 11, and the input device 10 in which the slip phenomenon does not occur can be obtained. In addition, it is possible to provide an input device that does not cause operation failure such as the cursor 51 not moving due to the fact that the two-dimensional information input by the user is not reliably transmitted.
[0045]
Further, when the outer operation body 11 is rotated in the vertical direction, the information is converted into information in the vertical direction on the screen of the display 50, and when the outer operation body 11 is rotated in the left and right direction, the information is displayed on the screen of the display 50. By adopting a configuration in which the information is converted into the information in the left-right direction, when the user inputs the two-dimensional information, specifically, when the user wants to move the position of the cursor 51 on the screen of the display 50 to an intended place. In addition, the input device 10 can be operated more intuitively without causing the user to worry about the head.
For example, when the input device 10 shown in the first embodiment of the present invention is compared with a conventional mouse, the input device 10 shown in the first embodiment of the present invention matches the human sensitivity. It can be operated with a sense.
[0046]
In addition, the display device 50 includes the input device 10 in which the surface 40 of the outer operation body 11 is provided with a mark 40 indicating the rotation direction of the outer operation body 11 corresponding to the direction on the screen of the display 50. The rotation direction of the outer operating body 11 corresponding to the moving direction of the cursor 51 on the screen can be easily recognized, and the work can be started without hesitation about the operation direction when starting the input work. Therefore, the input device 10 with good characteristics can be obtained.
[0047]
Further, the input device 10 shown in the first embodiment of the present invention has a size that allows a person to hold the outer operation body 11, for example, a size equivalent to a baseball ball or a tennis ball. Furthermore, since the selection switches 16a and 16b are provided at positions within a range where the finger naturally reaches when the user holds the outer operation body 11 with the finger facing the mark 40 side, The operation becomes easy and the input device 10 is further improved.
[0048]
Furthermore, since the input device 10 shown in the first embodiment of the present invention is formed in a plate shape having a size and weight that can be carried, the support base 20 can be carried, It can be used in places other than on the desk or on the user's thigh.
[0049]
In the input device 10 of the present invention, as shown in the above-described example, the position where the mark 40 should be opposed to the screen of the display 50 on the outer operation body 11 when the support body 20 is set to be horizontal. However, it is only necessary to be able to display the rotation direction of the outer operation body 11 corresponding to the upper, lower, right and left directions on the screen of the information processing apparatus. The display position is not particularly limited.
Therefore, for example, when the rotation direction of the outer operation body 11 corresponding to the upper, lower, right, and left directions on the screen of the information processing apparatus is displayed by the mark 40, the support body 20 is horizontal. There is no need to install it.
Further, when the rotation direction of the outer operation body 11 corresponding to the upper, lower, right and left directions on the screen of the information processing apparatus is displayed according to the shape of the operation unit 30 itself, it is not necessary to provide the mark 40. .
[0050]
In the input device 10 of the present invention, as a method for displaying the mark 40, as shown in the above-described example, a method for printing any identifiable mark can be used. Arbitrary methods such as forming protrusions and entering arrows can be used.
Further, in the input device 10 of the present invention, the mark 40 indicates the position to be opposed to the screen of the display 50 on the outer operation body 11 as shown in the above-described example. It is good also as a thing which shows.
[0051]
Moreover, in the input device 10 of the present invention, as shown in the above-described example, the support base 20 can be formed in a plate shape having a size and weight that can be carried. 4, as long as it can support the operation unit 30 via the input device 4, and can have any shape and size according to the use of the input device 10, and is not particularly limited.
For example, it may be a personal computer body, a keyboard provided in the personal computer, a display 50, a desk, or the like. In this case, the input device 10 can be used in place of a conventional mouse or trackball.
[0052]
Furthermore, in the input device 10 of the present invention, as shown in the above-described example, the input device 10 can be provided with a cable for connecting to a device such as a personal computer. The transmitted signal may be sent to the information processing apparatus by infrared communication, high frequency communication, or the like, and a wireless structure without a cable may be used.
In the case of such an input device, the advantage of the input device of the present invention that it is not necessary to move the entire device on a desk like a conventional mouse can be further utilized.
[0053]
Furthermore, in the input device of the present invention, the shape and size of the support rod 4, the outer operation body 11, and the inner operation body 5, the number of the selection switches 16a and 16b, the installation positions, and the like are not limited to the above-described examples. Of course, it is possible to change the design appropriately according to the above.
[0054]
【The invention's effect】
As explained above,According to the input device of the present invention, the outer operation body supported rotatably in the vertical direction on the screen, the inner operation body supported rotatably in the left-right direction on the screen, and the outer operation body A signal processing unit is provided for converting the rotation in the vertical direction into information in the vertical direction on the screen and converting the rotation in the horizontal direction of the outer operation body into information in the horizontal direction on the screen. Therefore, when the user moves the hand up and down, the cursor moves up and down, and when the user moves the hand in the left and right direction, the cursor can also move in the left and right direction.
The input device according to the present invention has a support base, a support bar erected on the support base, and an operation unit operated by a user, and can input two-dimensional information by operating the operation unit. Therefore, it is not necessary to move the entire apparatus on a desk like a conventional mouse, and a flat operation surface is not necessary. Therefore, use on a desk without a large space, use on a user's thigh, and the like are possible. Further, unlike conventional mice and trackballs, no balls are used, so that there is no occurrence of operation failure due to them.
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Further, detection means for detecting the rotation state of the outer operation body is provided at the shaft support portion of the outer operation body, and detection means for detecting the rotation state of the inner operation body is provided at the shaft support portion of the inner operation body. Therefore, it is possible to directly detect the rotation state of the inner operating body and the outer operating body given by the user, and the two-dimensional information input by the user is surely stored in the storage processing device or the like. It becomes the input device which can be given to
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Therefore, it is not necessary to propagate the rotation state of the inner operating body and the outer operating body, and an input device in which a slip phenomenon does not occur can be obtained. In addition, it is possible to provide an input device that does not cause an operation failure such as a cursor not moving because the two-dimensional information input by the user is not reliably transmitted.
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Further, when the inner operating body is rotated in the vertical direction, the information is converted into information in the vertical direction on the screen of the information processing apparatus, and when the inner operating body is rotated in the horizontal direction, the screen of the information processing apparatus is converted. When the user inputs two-dimensional information by using the input device that converts the information in the left and right directions above, specifically, when the user wants to move the cursor position on the display screen to the desired location In addition, the user can operate more sensibly without worrying about the head.
For example, when the input device of the present invention is compared with a conventional mouse, the input device of the present invention can be operated with a sense that matches the human sensitivity. Therefore, it is possible to provide an input device that is very easy to use for both beginners who are unaccustomed to the handling of devices such as personal computers and experts.
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In addition, a cursor on the display screen is provided by providing an input device having a mark indicating the rotation direction of the outer operation body corresponding to the direction on the screen of the information processing device on the surface of the outer operation body. An input device with good workability that can easily recognize the rotation direction of the outer operating body corresponding to the moving direction of the robot, and can start the work without hesitation about the operation direction when starting the input work. can do.
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Therefore, the input device of the present invention is a pointing device for information processing devices such as personal computers and word processors that are expected to become more popular for business use and general home use, a menu selection device for image reproduction devices such as televisions, and a pointing device for presentations. The input device is extremely suitable for use in various applications such as a device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an input device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an example of an installation state of the input device shown in FIG.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the input device shown in FIG. 1 as viewed from the rear.
4 is a schematic cross-sectional view of the input device shown in FIG. 1 as viewed from the left side. FIG.
FIG. 5 is a flowchart showing a configuration of a signal processing unit of the input device shown in FIG. 1;
6 is a diagram showing an example of a usage situation of the input device shown in FIG. 1. FIG.
7 is a diagram showing an example of an operation situation in which the cursor position is moved upward by the input device shown in FIG. 1;
8 is a diagram showing an example of an operation situation in which the cursor position is moved downward by the input device shown in FIG. 1;
FIG. 9 is a diagram showing an example of the internal structure of a conventional input device.
[Explanation of symbols]
4 Support rod
5 Inner control body
6 Inner rotation axis
7 Outer rotation axis
8a, 8b detection means
9 Signal processor
10 Input device
11 Outer operation body
16a, 16b selection switch
20 Support stand
30 Operation unit
40 landmark
50 display
51 cursor
60 hands

Claims

An input device for inputting two-dimensional information to an information processing device,
A support, a support bar standing on the support, and an operation unit that is attached to the tip of the support bar and operated by a user;
The operation unit includes an outer operation body and an inner operation body,
The outer operation body is formed in a hollow shape, and is supported by an outer rotation shaft so as to be rotatable in the vertical direction on the screen of the information processing apparatus. The outer rotation shaft is arranged on the screen on the inner peripheral wall of the outer operation body. The one side and the other side along the left-right direction are pivotally supported at a coaxial position, and are pivotally supported by the inner operating body located inside the outer operating body,
The inner operation body is formed in a hollow frame shape and is supported by an inner rotation shaft so as to be rotatable in the left-right direction on the screen. The inner rotation shaft is on the screen in the frame of the inner operation body. The one side and the other side along the vertical direction are pivotally supported at a coaxial position, and are pivotally supported by the support rod located inside the inner operation body,
Detection means for detecting the rotation state of the outer operation body is provided at the shaft support portion of the outer operation body, and detection means for detecting the rotation state of the inner operation body is provided at the shaft support portion of the inner operation body,
Signal processing for converting the vertical rotation of the outer operation body into information in the vertical direction on the screen and converting the horizontal rotation of the outer operation body into information in the horizontal direction on the screen parts input apparatus characterized by is provided.

The input device according to claim 1 ,
An input device, wherein a mark indicating a rotation direction of the outer operation body corresponding to a direction on a screen of the information processing apparatus is provided on a surface of the outer operation body.