JP6349519B2 - 多情報入力デバイスおよび入力デバイス付き装置 - Google Patents

Description

本発明は多情報入力デバイスおよび入力デバイス付き装置に係り、特に、一つの入力デバイスで、省スペースながら多くの情報を入力することのできる、多情報入力デバイスおよび入力デバイス付き装置に関するものである。

マウスのように操作に広い場所を必要としない入力デバイスには、トラックボールや、ジョイスティックのような揺動型のデバイスがある。これらについては従来、多くの技術的提案がなされている。たとえば特許文献１には、ボールの下方にセンサを設け、ボールに二つの機能を持たせて小型化したトラックボールとして、ケース内のボールの下方にセンサを設け、ボールの回転によるポインタ等の移動と、ボールを押してセンサを作動させて行うクリック動作とをボールで行うようにした構成、つまりクリック（スイッチ）を付加したトラックボールが開示されている。

また特許文献２には、簡易に検眼を行うことができる検眼システムとして、被検眼の前眼部像を撮像する撮像管を有しかつ三次元駆動装置で駆動可能に設けられた検眼装置本体と、本体に設けられ本体に対向する顧客の顔画像を撮像するテレビカメラと、顧客が本体の測定操作をするジョイスティックレバー、スイッチと、顧客が本体の三次元駆動手段を操作するジョイスティックレバーを備え、異なる場所の検眼情報センターに配置されかつ各本体にインターネットを介し接続された検眼情報処理装置を備える検眼システムが開示されている。なお検眼情報処理装置は、本体を遠隔制御させるコンピュータを備えるとしている。

特開２００４−１６４４０９号公報「トラックボール」（特許第４１０９０９０号） 特開２００２−１０９７８号公報「検眼システム」（拒絶査定）

さて、トラックボールやジョイスティックは片手のみを使用する入力デバイスであるが、これら単独では入力できる情報にどうしても限界がある。これら方式の異なる入力デバイスが一体化された複合的なデバイスは、上記各文献開示技術も含め、未だに存在しない。

そこで本発明が解決しようとする課題は、かかる従来技術の状況を踏まえ、一つの入力デバイスで、省スペースながら多くの情報を入力することのできる、多情報入力デバイスおよび入力デバイス付き装置を提供することである。特に本発明の課題は、トラックボールとジョイスティックのような揺動型入力デバイスを一体化した構造の多情報入力デバイスおよびそれを付属した装置を提供することにより、片手で入力できる情報の上限を引き上げることである。

本願発明者は上記課題について検討した結果、トラックボールのボールを囲繞するように操作部を有するジョイスティックのような揺動型入力デバイスを配置することにより、トラックボール、揺動型入力デバイス両方の機能を同時に使用することも可能な複合型のデバイスを実現できることを見出し、これに基づいて本発明を完成するに至った。すなわち、上記課題を解決するための手段として本願で特許請求される発明、もしくは少なくとも開示される発明は、以下の通りである。

〔１〕 円環板状の操作部の揺動により入力操作を行う弾性支持された揺動型入力デバイスと、該揺動型入力デバイスの中央空隙部にボールが位置するように組み合わされたトラックボールとからなる多情報入力デバイスであって、該操作部は該ボールを囲繞するように配置され、該揺動型入力デバイスは少なくとも位置入力デバイス以外の指示入力デバイス機能を有しており、前記操作部の揺動（押圧）操作によって少なくとも４種類の指示入力、面上の回転操作によって少なくとも１種類の指示入力が可能であり、該操作部の全面を一様に押圧する入力操作が可能であり、また該トラックボールは少なくとも位置入力デバイスとして機能し、これにより該揺動型入力デバイスと該トラックボールとは異なる指示入力が可能であり、該揺動型入力デバイスはその操作部の裏面に対向して基準面が設けられ、該基準面には光学式距離センサが設けられ、該裏面には該光学式距離センサからの投光を反射できる反射部材が設けられており、該光学式距離センサおよび反射部材はいずれも複数設けられていることを特徴とする、多情報入力デバイス。

〔２〕 前記操作部は前記ボールを包囲するホイール状にされていることを特徴とする、〔１〕に記載の多情報入力デバイス。
〔３〕 前記揺動型入力デバイスは押圧による揺動以外に前記操作部の面上の回転による入力操作も可能であることを特徴とする、〔１〕または〔２〕に記載の多情報入力デバイス。
〔４〕 前記揺動型入力デバイスは位置入力デバイスとしても機能可能であることを特徴とする、〔１〕、〔２〕、〔３〕のいずれかに記載の多情報入力デバイス。

〔５〕 前記揺動型入力デバイスと前記トラックボールとの協働による指示入力が可能であることを特徴とする、〔１〕、〔２〕、〔３〕、〔４〕のいずれかに記載の多情報入力デバイス。
〔６〕 〔１〕、〔２〕、〔３〕、〔４〕、〔５〕のいずれかに記載の多情報入力デバイスを搭載した、入力デバイス付き装置。

本発明の多情報入力デバイスおよび入力デバイス付き装置は上述のように構成されるため、これによれば、一つの入力デバイスで、省スペースでありつつも多くの情報を入力することができる。特に本発明によれば、片手で入力できる情報の上限を引き上げることができる。

本発明の多情報入力デバイスの構成例を示す斜視の説明図である。 本発明多情報入力デバイスの揺動型入力デバイスにおける位置検出構造を示す説明図である。 本発明多情報入力デバイスの動作例を示す説明図である（揺動型入力デバイスにおける押圧操作）。 本発明多情報入力デバイスの動作例を示す説明図である（揺動型入力デバイスにおける回転操作）。 本発明多情報入力デバイスの動作例を示す説明図である（トラックボールの操作）。 本発明多情報入力デバイスの機能分担による使用例を示す説明図である。 図６に示した多情報入力デバイスの使用例（具体例１．）を示す説明図である。 図６に示した多情報入力デバイスの別の使用例（具体例２．）を示す説明図である。

以下、図面により本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明の多情報入力デバイスの構成例を示す斜視の説明図である。図示するように本多情報入力デバイス５０は、円環板状の操作部３１の揺動によりジョイスティックのように入力操作を行う弾性支持された揺動型入力デバイス３０と、揺動型入力デバイス３０の中央空隙部にボール４８が位置するように組み合わされたトラックボール４０とからなり、揺動型入力デバイス３０は少なくとも位置入力デバイス以外の指示入力デバイス機能を有しており、操作部３１の全面を一様に押圧する入力操作が可能であり、またトラックボール４０は少なくとも位置入力デバイスとして機能し、これにより揺動型入力デバイス３０とトラックボール４０とで異なる指示入力が可能であることを、主たる構成とする。なお操作部３１は、図示するようにボール４８を包囲するホイール状とすることができる。

かかる構成により本発明多情報入力デバイス５０によれば、揺動型入力デバイス３０では、円環板状の操作部３１を揺動させることによりジョイスティックのように、少なくとも位置入力以外の指示入力操作を行うことができ、かつ操作部３１の全面を一様に押圧する入力操作も行うことができる。一方トラックボール４０では、少なくとも位置入力デバイスとしての入力操作も行うことができる。

つまり、揺動型入力デバイス３０とトラックボール４０とで異なる指示入力操作行うことができる。しかもトラックボール４０の操作部たるボール４８は揺動型入力デバイス３０の中央空隙部に位置するため、省スペースでありつつも多くの情報を入力することができ、しかも、片手で入力できる情報の上限を引き上げることができる。

なお本発明多情報入力デバイス５０において、揺動型入力デバイス３０が有する機能は、少なくとも位置入力デバイス以外の指示入力デバイス機能であるから、当該機能と併せて位置入力デバイス機能を備えた構成も、本発明からは除外されない。同様に、トラックボール４０が有する機能は、少なくとも位置入力デバイスであるから、当該機能と併せて位置入力デバイス以外の指示入力デバイス機能を備えた構成もまた、本発明からは除外されない。

また、揺動型入力デバイス３０において、操作部３１の全面を一様に押圧する入力操作により行われる指示内容は、たとえばそれによって、多情報入力デバイス３０が供えられた入力デバイス付き装置における特定の機能（例．スタートメニューの表示、特定メニューの表示、装置のリセット、他）が開始される等、適宜の指示内容とすることができる。

図２は、本発明多情報入力デバイスの揺動型入力デバイスにおける位置検出構造を示す説明図であり、図中（ａ）は未操作状態を、（ｂ）は入力操作されている状態を示す。ここに示すように揺動型入力デバイス３０は、その操作部３１の裏面３１Ｂに対向して基準面３３Ａが設けられ、基準面３３Ａには光学式距離センサ３４が設けられ、裏面３１Ｂには光学式距離センサ３４からの投光を反射できる反射部材３５が設けられた構成とすることができる。なお、光学式距離センサ３４および反射部材３５は、いずれも複数設けられた構成とすることができ、またそれが、入力デバイスとして望ましい構成である。

本発明に係る揺動型入力デバイス３０においては、かかる構成をとることにより、操作部３１に対して（図中（ａ））押圧Ｐがなされてジョイスティックのように揺動による入力操作が行われると（図中（ｂ））、揺動によって、操作部３１裏面３１Ｂ上の反射部材３５と対向する基準面３３Ａ上の光学式距離センサ３４との間の距離に変化が生じる。すなわち、入力操作における揺動の方向・程度（角度）によって、特定の光学式距離センサ３４−反射部材３５間の距離が変化する。そして、それに伴い光学式距離センサ３４の出力が変化することを利用して、操作部３１の位置が検出され、最終的に位置指示やその他の指示がなされる。

また、光学式距離センサ３４−反射部材３５の組が適宜の複数組設けられることにより、入力デバイスとしての機能をより高度化することができる。また、かかる光学式距離センサ３４−反射部材３５の組による位置検出構造は、従来の揺動型デバイスにおけるそれと比較して構造が簡単であり、したがって低コストで製造することができる。

また本発明多情報入力デバイス５０は、トラックボール４０と揺動型入力デバイス３０によるものであるため、この両者によって、入力信号の重畳効果を得る構成（同一機能を複数の入力方法で実現可能）、入力信号の機能を分担させる構成（各デバイスが別機能を分担）、あるいは入力信号の協働機能を得る構成（２以上のデバイスを同時に操作することにより特定の機能を実現）のいずれの構成とすることもできる。

図３、４および５は、本発明多情報入力デバイスの動作例を示す説明図であり、順に、揺動型入力デバイスにおける押圧操作、揺動型入力デバイスにおける回転操作、トラックボールの操作を示す。特に図３、４に示すように、揺動型入力デバイス３０は、押圧Ｐによる揺動以外に、操作部３１の面上の回転Ｔによる入力操作も可能なものとすることができる。

図６は、本発明多情報入力デバイスの機能分担による使用例を示す説明図である。本使用例は、パーソナルコンピュータ等の入力デバイスを想定した例であり、図７および８に示す例の基礎となる基本機能を示す。図示するように揺動型入力デバイス（３０）では、操作部３１の揺動（押圧Ｌ、Ｍ等）操作によって、少なくとも４種類の指示入力、面上の回転操作Ｗによって少なくとも１種類の指示入力が可能なものとすることができる。また図では、トラックボールは、ボール４８の回転操作Ｃによりカーソル移動が可能なものとしている。

図の例では、揺動型入力デバイス（３０）の押圧Ｌによりマウスの左スイッチ、押圧Ｍにより同右スイッチ、押圧Ｕにより元に戻す指示、押圧Ｖによりマウスの中スイッチにそれぞれ相当した指示とし、また回転Ｗはマウスのスクロールに相当した指示とする構成である。

図７は、図６に示した多情報入力デバイスの使用例（具体例１．）を示す説明図である。図示するように、揺動型入力デバイス３０は位置入力デバイスとしても機能可能であり、特にここに示すようにトラックボール４０との協働により特定の機能を果たす構成とすることもできる。

すなわち図の例では、揺動型入力デバイス３０の操作部３１に対して押圧Ｌ（左スイッチ）操作しながら同時にトラックボール４０のボール４８を操作することで、つまり両デバイス３０、４０の協働により、マウスのドラッグ操作に相当する指示入力という特定の機能を果たすことができる。

図８は、図６に示した多情報入力デバイスの別の使用例（具体例２．）を示す説明図である。図示するように、通常は操作部３１上の一箇所の押圧によって左スイッチ、右スイッチ等相当の入力操作を実現する揺動型入力デバイス３０において、たとえば押圧Ｌ、Ｍ、ＵおよびＶの全てを同時に行うことによって、コンピュータのオペレーションシステムにおけるスタートメニューを起動する操作になる、といった応用的使用方法を設定することも、可能である（図中、右記の登録商標あり；Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標））。

なお本発明が、以上の各図に示した各内容に限定されるものではない。また、以上説明した多情報入力デバイスを搭載した入力デバイス付き装置自体も、本発明の範囲内である。

本発明の多情報入力デバイスおよび入力デバイス付き装置によれば、一つの入力デバイスで、省スペースでありつつも多くの情報を入力することができる。特に本発明によれば、片手で入力できる情報の上限を引き上げることができる。もちろん本発明の構成は従来にない新規性なものであり、民生機器分野、産業機器分野を問わず、入力デバイスを用いる全産業分野および関連する分野において、産業上利用性が高い発明である。

３０…揺動型入力デバイス
３１…操作部
３１Ｂ…操作部の裏面
３３Ａ…基準面
３４…光学式距離センサ
３５…反射部材
４０…トラックボール
４８…ボール
５０…多情報入力デバイス
Ｂ、Ｃ…回転（ボール）
Ｐ、Ｌ、Ｍ、Ｕ、Ｖ…押圧
Ｔ、Ｗ…回転

Claims (6)

1. 円環板状の操作部の揺動により入力操作を行う弾性支持された揺動型入力デバイスと、該揺動型入力デバイスの中央空隙部にボールが位置するように組み合わされたトラックボールとからなる多情報入力デバイスであって、該操作部は該ボールを囲繞するように配置され、
   該揺動型入力デバイスは少なくとも位置入力デバイス以外の指示入力デバイス機能を有しており、
   前記操作部の揺動（押圧）操作によって少なくとも４種類の指示入力、面上の回転操作によって少なくとも１種類の指示入力が可能であり、
   該操作部の全面を一様に押圧する入力操作が可能であり、また該トラックボールは少なくとも位置入力デバイスとして機能し、これにより該揺動型入力デバイスと該トラックボールとは異なる指示入力が可能であり、該揺動型入力デバイスはその操作部の裏面に対向して基準面が設けられ、該基準面には光学式距離センサが設けられ、該裏面には該光学式距離センサからの投光を反射できる反射部材が設けられており、該光学式距離センサおよび反射部材はいずれも複数設けられていることを特徴とする、多情報入力デバイス。
2. 前記操作部は前記ボールを包囲するホイール状にされていることを特徴とする、請求項１に記載の多情報入力デバイス。
3. 前記揺動型入力デバイスは押圧による揺動以外に前記操作部の面上の回転による入力操作も可能であることを特徴とする、請求項１または２に記載の多情報入力デバイス。
4. 前記揺動型入力デバイスは位置入力デバイスとしても機能可能であることを特徴とする、請求項１、２、３のいずれかに記載の多情報入力デバイス。
5. 前記揺動型入力デバイスと前記トラックボールとの協働による指示入力が可能であることを特徴とする、請求項１、２、３、４のいずれかに記載の多情報入力デバイス。
6. 請求項１、２、３、４、５のいずれかに記載の多情報入力デバイスを搭載した、入力デバイス付き装置。