JPH02103616A

JPH02103616A - 位置入力装置

Info

Publication number: JPH02103616A
Application number: JP1155926A
Authority: JP
Inventors: Stephen G Mcgonigal; スティーブン　ジョージ　マクゴニガル; Lindsay Macdonald; リンゼイ　マクドナルド
Original assignee: Crosfield Electronics Ltd
Current assignee: Crosfield Electronics Ltd
Priority date: 1988-06-21
Filing date: 1989-06-20
Publication date: 1990-04-16
Also published as: DE68914725D1; EP0348153A1; DE68914725T2; US5012048A; GB8814735D0; EP0348153B1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は位置入力装置に関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕二次元
座標情報をコンピュータに入力する手段としではタブレ
ット装置が広く知られており、このような位置入力装置
の様々な種類がこの２０年間に開発されている。これら
の装置の操作は、通常、直交配列した２つの長い検出コ
イルを並べた平面上をオペレータが手動のポインタを移
動させることにより行われ、平面に固定した上記コイル
の列と上記可動ポインタ内に設けたコイルとの間の電磁
的結合を利用してポインタの正確な位置が検出される。

上記の位置入力装置のいくつかの例については、英国特
許へ−第１　、５３６号公報と米国特許へ−第４４１９
６７２号公報に記載されている。

前記手動ポインタは様々な形状にすることができるが、
最も一般的には、ペンのように保持する尖筆の形か、表
面に押当てる平たいカーソルの形とされる。カーソルの
構造や形状も多岐にわたるが、オペレータの親指と中指
との間に把持する本体と人差し指で操作する１つ又はそ
れ以上のコントロールボタンと、ポインタを目視で正確
に位置決めするためにガラスに十字線を刻んだ照準部と
を備えたものが一般的である。このような構造は欧州特
許へ−第１７６８４２号公報に記載されている。

タブレット装置は、人間のオペレータとコンピュータ装
置とのインタフェースのためにコンピュータの表示装置
と共に一般的に使用されており、オペレータからコンピ
ュータへの指示は一連の二次元座標値とボタンによるコ
ードで構成されている。上記構成では、各座標値はコン
ピュータの制御ソフトウェア又はタブレット装置の所定
位置にあるメニューチャートからのコマンドによりＸＹ
座標の位置情報にデコードされる。或いは、前記手動カ
ーソルの移動が連続的に座標信号を発生して、表示画面
上の画像カーソルの動きを制御するようにしても良い。

上記の方法は表示面上の座標を規定したり、表示画面上
の画像表示された物体や画像メニューを選択するのに使
用することができる。この視覚インタフェースによる方
法は米国特許へ−第４．６９２，８５９号公報に記載さ
れている。

上述のような既知のポインタ装置は数多くの問題があり
、そのため使用し難いものとなっている。

上記の問題とはまず第１に、既知のポインタ装置は人間
の手の非対称性を考慮しておらず、従って右利きのオペ
レータにも左利きのオペレータにも同じように適合しな
い問題である。また第２の問題は、上記ポインタは人間
の手を支える手段を備えておらず、操作が長時間になる
とオペレータを疲労させることである。更に第３の問題
としては、上記ポインタ装置は、最も小さな女性の手か
ら、最も大きな男性の手までの全範囲の手の大きさに適
合するようになっておらず、そのため、多くのオペレー
タはポインタを不自然な形で握らなければならないとい
う点である。

〔課題を解決するための手段および作用〕本発明の特徴
の１つは、ポインタ装置、すなわち位置入力装置に、手
動で移動させる本体と共に、該本体部分に可動に取付け
た支持部材を備えていることであり、上記支持部材には
照準部と、座標検出装置と共働する検知手段若しくは信
号発生器が設けられており、上記照準部と本体部との相
対位置を、上記支持部材と本体部とを相対的に動かすこ
とによって適切に選択でき、更に、上記支持部材を本体
部分に対して様々な位置に固定するロック装置が備えら
れていることである。上記の新設計により、照準部は本
体部分に固定されずに本体部に対して動かすことが可能
となり、本人力装置を異なる種類の作業に使用する際の
適応性が大幅に増加し、更に右利きのオペレータにも左
利きのオペレータにも適合させることが可能となってい
る。

好ましくは前記支持部材は本体部分に枢着されて水平方
向に揺動動作が可能とされる。上記は本人力装置が右利
き及び左利きの両方のオペレータに適合するようにする
上だけでなく、本装置を異なる機能で操作する際に容易
に使用できるものにする上でも特に有用である。例えば
本装置をコマンドメニュー選択に使用する場合には前記
支持部材を成る位置に設定し、また、本装置を所望の点
の位置を入力するのに使用する場合には前記支持部材を
別の位置に動かすようにすることもできる。

−船釣には装置長手方向の軸線から２０度〜３０度傾い
た角度が、コマンドメニューの選択のように一点を指し
示す作業には好ましく、一方、位置入力作業には同様に
、４５度〜６０度の角度が適している。前記支持部材の
動作としては上記以外にも例えば、伸縮動作や本体部に
対して左右に傾斜する動作も可能である。また、前記ロ
ック装置はボールとノツチとの共働によっており、ボー
ルは好ましくは本体部分に取付けられノツチ部分は支持
装置に取付けられるが、他の形のロック装置も使用可能
である。

本発明の１つの実施例では、本体部に少くとも１つの制
御ボタンが備えられ、信号発生器若しくは検知器のスイ
ッチを制御するようになっているが、このボタン及び、
もし設けられているなら、他の制御ボタンの機能の詳細
については後述することとする。別の実施例では、前記
支持部材に少くとも１つの制御ボタンが設けられている
。

従来の位置入力装置のもう１つの問題は、手動操作に適
した位置に制御ボタンが配置されていないことである。

本発明の第２の特徴は、本装置が、後部が滑らかな球面
になっており使用時にオペレータの掌を載せるようにな
った本体部分を備え、本体部分の上記後部の前側には細
長い制御ボタンがオペレータの、それぞれの指の下に来
るような形状と位置とに設けられていることである。好
ましくは上記ボタンは本体の前方に向って広がった形状
で、前方に向けて傾斜している。好ましい実施例では３
つのボタンが設けられ、中央のボタンは両側のボタンよ
り前方へずらして配置されている。

本発明は、本発明による位置入力装置と、前記照準部の
座標を検出する座標検出装置とを接続し、照準部の位置
の情報を伝達するために上記位置入力装置と、座標検出
装置とに接続する演算装置を設けることも考慮している
。

上記のような装置を使用する典型的なシステムはコンピ
ュータ援用設計システムや、本出願人の考案によるクロ
スフィールド゛スタジオ”システムのようなページ校正
システムである。

〔実施例〕

本発明による手動位置入力装置の２つの実施例と、該装
置を用いた画像処理装置に関して、添付図面を用いて以
下に説明する。

第１図に図示した位置入力装置は、それぞれ樹脂製の上
部２と底部３から成る本体１を備えており、上部２には
人間の掌を載せるのに適した形状の頂部２′が形成され
ている。また、商標名「パースペクス」等の樹脂製の照
準部支持部材４には凹部５′が設けられ、本体１の底部
３に形成したボス５に枢着され、ボス５の周囲を横方向
に回転可能にされている。第４図に示すように、上記支
持部材４には概略Ｃ形の開ロアを有する後部６が設けら
れ、上記開ロアには底部３に固定したボス８．９（第２
図）が配置されている。また、上記間ロアの内側の面７
′には略等間隔に配置した一連のノツチ１０が設けられ
ており、上記ボス８．９に固定された板ばね１２がボー
ル１１を前記内側の面７′に押圧している。このボール
１１は、支持部材４が零体工内の位置に装着されると、
半径方向に押圧されて上記ノツチ１０と噛合するが、支
持部材４を本体ｌに対してボス５のまわりに強制的に回
転させた場合上記ノツチ１０から外れるようになってい
る。これにより支持部材４は第１図と第２図に示した位
置から回転して、−例として第３図に示した位置を含め
た多数の位置をとることができるようになっている。

上記支持部材４の、本体１から突出した端部は、下側の
面に直交十字線１４．１５を刻んだガラス円板から成る
、通常の照準部１３を保持しており、上記照準部１３の
周囲には電気コイル１６（第３図）が装着されており、
該コイル１６の幾何学的中心は上記十字線１４．１５の
交点１７に一敗している。

上記コイル１６はワイヤ３５を介してコントローラの電
子検出装置に接続されている。

また、本体１には、それぞれバネで付勢したアクチュエ
ータ１８′を有する３つのスイッチ（第１図にこれらの
うち２つを示す）を備えたスイッチユニット１８が設け
られ、上記３つのスイッチは、それぞれ押ボタン２１か
ら２３により作動するようになっている。更に、それぞ
れの押ボタン２１から２３は、細長い樹脂製部材（第１
図２１Ａ）に固定されており、該樹脂製部材２１Ａは本
体１のケーシング上部２の、図１に２１Ｂで示した位置
に固着されている。上記部材２１Ａには図１に２ＩＣで
示した部分に切欠２１Ｃが設けられヒンジを形成してお
り、部材２１Ａはこのヒンジのまわりに回動してケーシ
ング上部２に設けた開口２′を通して、前記ボタンの下
部２１Ｄが前記アクチュエータ１８’と保合できるよう
になっている。また、このボタン２１の動きを制限する
ためストッパとしてプラグ２１Ｅが設けられている。他
のスイッチにも上記２１Ｂから２１Ｅと同様な部品が備
えられており、前記スイッチユニット１８は別の場所の
演算装置２８（第５図）に継手１９とコントローラ３３
を介して接続されている。

また、３つの白熱電球１００〜１０２が本体１の底部３
（第１図、第２図）に取付けられており、光線が樹脂製
の前記支持部材４の端部に入射して、支持部材４を介し
て前記照準部１３下部を照らし、視認を容易にするよう
になっている。

更に、本体１に対する前記ボタン２１〜２３の配置によ
り、本装置は広範囲にわたる大きさの人間の手に適合し
、オペレータが指先より、むしろ指の腹でボタンを操作
することができるようになっている。これによりボタン
操作は楽器を演奏するように素早く、敏感に行うことが
できる。また、本体ｌの盛り上がった掌受けは、靴底の
一段と高くなった土踏まず部分が足を支えるのと同様に
、オペレータの手を支えるため、長時間の作業の疲労を
少くする効果がある。

前記ボタンの実際の長さや間隔は表１に示した、英国人
についての手のサイズの測定結果の分析に基づいて決め
られている。手のサイズの範囲の両極端は女性の手の５
％を占めるデータと男性の手の９５％を占めるデータに
基づいている。ここで、前記ボタンの長さは前記測定値
の指の長さの範囲に基づいており、ボタンの前部の広が
りと傾斜とは人間の指の間隔の範囲に合わせである。す
なわち長い指は太く、指の間隔が大きくなる傾向がある
からである、そして中央のボタンを前方にずらして配置
しているのは、−船釣に中指が他の指より長いためであ
る０表１の、人間の手のサイズの測定部位は第６図に示
されている。

表　　１表１は英国規格協会出版のフエザント氏（Ｓ。

Ｐｈｅａｓａｎ　ｔ）著「人間工学Ｊ　　（１９８７年
”）　７３１７ページによる。

第５図は画像処理装置の図であり本装置１は座標検出テ
ーブル２４上に載せられている。上記テーブル２４は互
いに直交する２つのワイヤ列を保持しており、該ワイヤ
列の一部が第５図に参照番号２５で略示されている。上
記ワイヤ列はＸ軸とＹ軸を規定しており各々のワイヤ列
はアドレスデコーダ２６．２７にそれぞれ接続されてお
り、該アドレスデコーダはマイクロプロセッサと多数の
メモリを備えたコントローラ３３に接続されている。

上記コントローラ３３は演算装置ｆ２８と、例えばＲＳ
　−２３２シリアル伝送ラインを介して接続されており
、演算装置ｉ！２８にそれぞれＸ、Ｙ座標とボタンスイ
ッチフラグを含むデータパケットを連続的に送信するよ
うになっており、前記演算装置２８の応用プログラムは
上記データパケットをデコードし、内容に従って変換し
て表示装置２９の画像を制御している。

また、前記テーブル２４上にはコマンドメニュー３０が
固定されており、第５図にはテーブル２４上に置かれた
ページ構成３１も示されている。

上記装置の操作においてはオペレータは最初に前記照準
部１３を、例えば第３図に示したように本体上部２に対
して適当な向きに調整し、次に本装置１をテーブル２４
上を滑らせて各種の操作を行う。上記操作の一例は、前
記演算装置２８にページ構成の長方形外郭３１の各頂点
の座標を指示することである。この操作は前記照準部の
十字線交点１７を各頂点位置に正確に合致させてボタン
２１を押すことにより行われる。前記アドレスデコーダ
２６．２７は照準部１３のコイル１６に流れるパルス電
流と検出ワイヤ２５との電磁的結合から、どのワイヤの
組が十字線交点１７に最も近接しているかを検知し、そ
の情報をコントローラ３３に伝送する。そしてコントロ
ーラ３３に内蔵したマイクロコンピュータが上記情報に
基づいてそれぞれのＸＹ座標の組を決定して演算システ
ム２８に伝送して記憶させる。

第２の種類の操作として、オペレータは演算装置の異な
る種類の操作機能を、メニュー３０のコマンドに前記十
字線を合致させてボタン２２を押すことにより、前記テ
ーブル２４上のメニュー３０から選択することができる
。これにより前記の場合と同様十字線の交点１７の位置
が検知されるが、この操作はボタン２２を用いて行われ
たため、異なるボタンスイッチフラグの値が演算装置２
日に与えられる。上記ボタンスイッチフラグにより、上
記座標データは、演算装置２８に内蔵した、前記メニュ
ーに対応して実行すべきプログラムやサブルーチンのア
ドレスを記載した検索テーブルに用いるべきことが指示
される。

第３の種類の操作としては、本装置１をモニター上の画
像カーソル３２の位置を制御するのに用いることができ
る。この場合、例えばオペレータがボタン２３を押すこ
とにより、演算装置２８に画像カーソル３２を前記十字
線の交点１７のテーブル２４上の位置に対応したモニタ
ー上の位置に動かすようにさせることができる。

以上３種類の操作について説明したが、本装置により従
来の装置と同様他の多数の操作が可能であることはいう
までもない。

第７図から第１０図は本発明による位置入力装置の第２
の実施例について示している。本実施例においては、支
持部材４１に枢着された本体４０が設けられ、上記支持
部材４１の前端部には照準部４２が設けられている。ま
た上記支持部材４１の後端には複数のコントロールボタ
ン４３が設けられ、これらコントロールボタン４３は配
線１９を介して第５図のコントローラ３３に接続されて
いる。第８図に示すように、ボタン４３は基部４４に保
持されており、基部４４の前端４５は、前記照準部４２
の外周を囲み、環状に形成されている。また本体４０は
同様に環状の前端部４７を有する基部４６を備え、上記
環状前端部４７は前記支持部材の前端４５に形成された
前記環状フランジ４８に枢着され、本体部４０と支持部
４１とが照準部４２の中心４９を通る垂直軸線まわりに
相互に回転可能としている。また本体部４０は人間の掌
に合致する形状の上部５０を備えている。

第９図に第８図の装置の横断面図を示す。

第７図から第９図までに示した本発明による装置は、本
体部４０と支持部材４１との角度を変えることによって
様々な使い方ができる。例えば第１０Ａ図若しくは第１
０Ｂ図に示すように本体部４０と支持部材４１とを近接
させれば、片手をこれら両方の部分に載せて操作可能で
あり、又第１０Ｃ図に示すように本体部４０と支持部材
４１とを別々の手で持って操作することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の位置入力装置の一実施例の縦断面略示
図、第２図は第１図の実施例の横断面略示図、第３図は
同上実施例の、照準部が別の位置にある状態を示す平面
図、第４図は上記照準部の支持部材の拡大図、第５図は
第１図から第４図までに示した位置入力装置を用いた画
像処理装置のブロック図、第６図は、表１で使用した、
人間の手の寸法を示す図、第７図は本発明の位置入力装
置の第２の実施例を示す斜視図、第８図は、第７図の実
施例の断面略示図、第９図は、第８図の９−９線に沿っ
た断面図、第１０Ａ図から第１０Ｃ図は、第７図の実施
例の異なる向きを示す図である。１・・・本体、　　４・・・支持部材、　１３・・・照
準部、１４、１５・・・十字線、　　　　　１６・・・
コイル、２１、２２．２３・・・コントロールボタン、
２８・・・演算装置、３３・・・コントローラ。

Claims

【特許請求の範囲】１、表面に沿って手で動かすことができる本体部（１）
と、該本体部（１）に可動に取付けられると共に、座標検出
装置と共働する信号発生器若しくは検出器と、照準部（
１３）とを有する支持部材（４）とを備え、それにより
前記照準部（１３）と本体部（１）との相対位置を前記
支持部材（４）を前記本体部（１）に対して適宜に動か
すことで選択可能であり、更に、前記支持部材（４）を
前記本体（１）に対して複数の異なる位置にロック可能
なロック手段（１０〜１２）が備えられた手動位置入力
装置。２、前記支持部材は前記本体部に枢着されており水平方
向に揺動させることができる特許請求の範囲第１項に記
載の装置。３、前記ロック手段は、互いに共働するボール（１１）
とノッチ（１０）とを備え、前記ボール（１１）は前記
本体部（１）に取付けられ、前記ノッチ（１０）は前記
支持部材（４）に取付けられている特許請求の範囲第１
項又は第２項に記載の装置。４、前記本体部（１）には、前記信号発生器若しくは検
出器のスイッチ（１８）を制御する少なくとも１つのコ
ントロールボタン（２１〜２３）が設けられている特許
請求の範囲第１項から第３項までのいずれか１項に記載
の装置。５、操作時にオペレータの掌を載せる滑らかな球面状の
表面が形成された後部（２）を備えた本体（１）と、前記本体部（１）に設けられた、制御操作用の複数の細
長いコントロールボタン（２１〜２３）とを備え、前記
コントロールボタンは本体部の前記後部の前方に配置さ
れ、前記オペレータの手の各々の指の下になるような位
置と形状とに配設されている手動位置入力装置。６、操作時にオペレータの掌を載せる滑らかな球面状の
表面が形成された後部（２）を備えた本体（１）と、前記本体部（１）に設けられた、制御操作用の複数の細
長いコントロールボタン（２１〜２３）とを備え、前記
コントロールボタンは本体部の前記後部の前方に配置さ
れ、前記オペレータの手の各々の指の下になるような位
置と形状とに配設されている特許請求の範囲第１項に記
載の装置。７、前記支持部材は前記本体部に枢着されており水平方
向に揺動させることができる特許請求の範囲第６項に記
載の装置。８、前記ロック手段は、互いに共働するボール（１１）
とノッチ（１０）とを備え、前記ボール（１１）は前記
本体部（１）に取付けられ、前記ノッチ（１０）は前記
支持部材（４）に取付けられている特許請求の範囲第６
項又は第７項に記載の装置。９、前記本体部（１）には、前記信号発生器若しくは検
出器のスイッチ（１８）を制御する少なくとも１つのコ
ントロールボタン（２１〜２３）が設けられている特許
請求の範囲第６項から第８項までのいずれか１項に記載
の装置。１０、前記ボタン（２１〜２３）は装置前方に向って傾
斜し、かつ前方に向い、幅が広くなっている形状である
特許請求の範囲第５項から第９項までのいずれか１項に
記載の装置。１１、前記ボタン（２１〜２３）は３つ設けられており
、中央のボタンは両側のボタンより前方にずらして設け
られている特許請求の範囲第５項から第１０項までのい
ずれか１項に記載の装置。１２、座標検出装置と接続され、該座標検出装置と共働
して前記照準部（１３）の座標を検出すると共に、前記
座標検出装置と接続された処理装置とも接続され、検出
した前記座標が前記処理装置に伝送されるようにしたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項から第１１項まで
のいずれか１項に記載の位置入力装置。