JP4735397B2

JP4735397B2 - ３次元データ入力デバイス

Info

Publication number: JP4735397B2
Application number: JP2006123990A
Authority: JP
Inventors: 良和服部
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2006-04-27
Filing date: 2006-04-27
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2026-04-27
Also published as: JP2007299043A

Description

コンピュータ内の情報を、より現実的なものとするため、立体的な３次元データを使って表現することが多くなってきている。このため、コンピュータに３次元データを入力できる機器の必要性が高まってきている。

従来、２次元の位置データを入力するデバイスとして抵抗膜方式、静電容量方式、光学式などのタッチパネルがあるが、２次元データ（X，Y）を入力するのが主である。縦方向のデータ（Ｚ軸方向の値Z）を入力するには他の手段の併用や、押圧によるものが次の文献に示されている。
特開平９−２２３３０号公報特開平１０−１３３８１８号公報しかし、これらは構造が複雑、あるいはＺ軸入力が不安定などの欠点がある。また、面積が広いことを前提にしている。

できるだけ小さい面積で、片手操作できる３次元入力が可能な入力デバイスが求められる分野がある。本発明は、従来の平面上の位置データしか認識できなかったタッチパネルに、空間の上下位置のデータを認識する機能を付加し、３次元データをコンピュータに入力することを目的とする。

図１に本発明の３次元データ入力デバイスの構造を示す。

タッチパネル部１は通常矩形をなしている。本発明はこの中央の中心線部分に回転軸２を有し左右に揺動可能である。このタッチパネル部１を水平に保つための機構を設ける。例えば基板６との間に回転軸２の両側に２つの弾性体４を設けて支える。

タッチパネル部１の回転軸２に平行な両遠端枠部に２つの押枠３を設けてあり、これを押すことにより、タッチパネル部１を傾けることができる。

タッチパネル部１を前記の回転軸２を中心として左または右に傾けたとき、それぞれ作動して接点信号を出力する２つの接点５を設ける。

２次元の位置データはタッチパネル部１の出力により表され、３次元目の方向データは２つの接点５の信号のどちらであるかにより表し、位置データは接点信号の継続時間により表す。

前述の構成により、従来のタッチパネルとほぼ同等の面積で３次元データの入力ができる入力デバイスが実現できる。手の大きさに合わせたサイズにすれば片手操作が可能となる。また、３次元の同時連続入力も可能である。

図１に本発明の３次元タッチパネルの構造を示す。(a)は断面を示し、(b)は平面図である。図２に３次元タッチパネルの動作説明図を示す。これらの図により説明する。

図２において、中心線２は回転軸の位置を表し、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸で表される３次元空間に３次元タッチパネルがあることを示している。タッチパネル部１は、初期状態ではＸＹ平面に水平の状態Ａにある。タッチパネル部１はどちらかの押枠３を押されると、中心線（回転軸）２を中心にわずかに回転する。右側の押枠に力Fzが加えられた状態が点線で示す状態Ｂである。押える力がなくなればタッチパネル部１はバネ４により初期状態（水平状態）に戻る。

ＸＹ面上の位置は、従来と同じくタッチパネル部１の表面を指等でタッチした場所1aで表わされる。右の押枠を押えると右側の接点５＋が「接」となり、Ｚ軸上の＋方向を、左の押枠を押えると左側の接点５−が「接」となり、Ｚ軸上の−方向を示し、「接」状態にある時間に比例した位置の移動を表す。なお、ＸＹ面を示すためにタッチパネル面を強く押えたときにも接点が閉じる可能性があるが、それはバネ４の強度により調整すればよい。

バネ４は、水平面の位置情報を示すためにタッチパネルに指先が触れた程度の力では、タッチパネル１を水平に保つ反発力を有している。よって、接点５＋または接点５−を閉じるには、指をタッチパネル１に接触した状態で、タッチパネル１に接触している指とは異なる指で、位置情報の検知機能を有しない押枠３を押すことにより行う。

Ｚ軸上の位置は、接点５＋または接点５−を閉じた時の時間の長さにより表される。接点５＋のときが上方向、接点５−のとき下方向の位置データである。あるいは逆でもよい。

アプリケーションソフトとの連携により、３次元位置を連続的に移動させることも可能である。つまり、タッチパネルのＸＹ面の位置を連続的に変更（移動）させることは容易であることは当然であるが、その間、接点５＋または接点５−を断続的に「接」「断」させることによりＺ位置をＸＹ面の位置とともに変更（移動）させることもできる。

なお、タッチパネル部１を水平状態に保つために、図４(a)に示すように、バネ４の代わりにゴムやプラスティックなどの弾性体を用いてもよいことは自明である。また、本例では２つに分割しているが、図４(b)のように一体になっていてもよいことも自明である。

図３は、ノート型パソコンに搭載した実施例を示す。従来のタッチパネルと同様に搭載できる。

３次元データ入力デバイスの構成３次元タッチパネルの動作説明図ノートパソコンに用いた例他の構成例

符号の説明

１タッチパネル部
２回転軸（中心線）
３押枠
４弾性体
５＋接点
５− 接点
６基板
Ａタッチパネル部の初期状態（水平状態）
Ｂ押枠を押されて傾いた状態
Ｆ指
Fz 押枠を押す力
１０３次元タッチパネル
１００ノートパソコン

Claims

矩形の中心線部分に回転軸を有し揺動可能なタッチパネル部と、
前記タッチパネル部の前記回転軸に平行な左右両遠端部分に設けられた２つの押枠部と、
無圧力時に前記タッチパネル部を水平に保つ機構と、
前記押枠部を押さえられて、前記タッチパネル部が前記回転軸を中心として左または右に傾いたとき、それぞれ作動して、接点信号を出力する２つの接点とを有し、
前記タッチパネル部の出力は２次元の位置データを表し、前記２つの接点信号は、３次元目の方向データを表し、前記接点信号の継続時間は、３次元目の位置データを表すことを特徴とする３次元データ入力デバイス。
矩形の中心線部分に回転軸を有し揺動可能なタッチパネル部と、
前記タッチパネル部の前記回転軸に平行な左右両遠端部分に設けた２つの押枠部と、
前記タッチパネル部と基板との間であって前記回転軸の左右に設けられた２つの弾性体と、
前記押枠部を押さえられて、前記タッチパネル部が前記回転軸を中心として左または右に傾いたとき、それぞれ作動して接点信号を出力する２つの接点とを有し、
前記タッチパネル部の出力は２次元の位置データを表し、前記２つの接点信号は、３次元目の方向データを表し、前記接点信号の継続時間は、３次元目の位置データを表すことを特徴とする３次元データ入力デバイス。
前記押枠部は、位置情報の検出機能を有しないことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の３次元データ入力デバイス。