JPH02282818A - 3次元入力装置 - Google Patents

3次元入力装置

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JPH02282818A
JPH02282818A JP1105193A JP10519389A JPH02282818A JP H02282818 A JPH02282818 A JP H02282818A JP 1105193 A JP1105193 A JP 1105193A JP 10519389 A JP10519389 A JP 10519389A JP H02282818 A JPH02282818 A JP H02282818A
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ring
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真 木村
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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、3次元映像特殊効実装置等に用いて〔発明の
概要〕 本発明は、3次元映像特殊効実装置等に用いる3次元入
力装置において、2軸方向に回転可能に構成された球状
の第1の入力手段とこの第1の入力手段の外周で回転可
能に構成されたリング状の第2の入力手段とを設けるこ
とによって、3次元のデータをリアルタイムで入力でき
るようにしたものである。
〔従来の技術〕
映像特殊効果装置あるいはコンピュータグラフィック作
成装置等は、その表示画面上にコンピュータを用いてデ
ータ処理した結果を図形や映像として表示し、また必要
に応じて色別表示をしたり、表示に遠近窓をだしたり、
陰影をつけたりなどして、使用者に直観的に把握し易い
かたちで、あるいは特殊な映像効果をえて、その図形や
映像を表示画面上に表わすことができるので、多くの分
野で盛んに用いられている。このような装置には、例え
ば特開昭62−26584号公報に開示しているように
、必要な情報を入力するためにマウス、レバー トラン
クボール等の入力装置が設けられている。また、ジョイ
スティックも用いられる。
このような入力装置の中の例えばトランクボールを用い
て、例えば対象物に対する視点位置をリアルタイムで任
意に設定でき、設定した視点位置から見た対象物を画面
上に表示できる。
表示を得ようとする操作をリアルタイムで行うことがで
きないから、他の入力装置によって3軸の中から任意の
2軸を選択的に設定してから行わざるを得なかった。こ
のため、実際の画面表示の動きはオペレータのイメージ
と違う動きになり易く、入力操作性が悪いという欠点が
あった。
本発明は、3次元のデータをリアルタイムで入力できる
ような入力装置を提供することを目的とする。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところが、上述のような従来の入力装置は、いずれもリ
アルタイムでは2次元のデータしか入力できない。従っ
て、上述のような装置の表示画面上で3次元効果を得た
り3次元モデリングを行ったりする目的で、3次元対象
物を3次元的に移動あるいは回転させるデータをリアル
タイムに入力することはできなかった。例えば、トラン
クボールを用いて、3次元対象物に対する視点位置を任
意の軸まわりで回転させることにより任意の画面〔課題
を解決するための手段〕 上記目的を達成するために本発明による3次元入力装置
は、2軸方向に回転可能に構成された球状の第1の入力
手段と、上記第1の入力手段の外周で回転可能に構成さ
れたリング状の第2の入力手段と、上記第1の入力手段
の2軸方向の回転を検出して第1及び第2の入力信号を
発生する第1及び第2の検出手段と、上記第2の入力手
段の回転を検出して第3の入力信号を発生する第3の検
出手段とを具備している。
〔作用〕
第1の入力手段が2軸方向に回転可能な球状に構成され
かつ第2の入力手段が第1の入力手段の外周で回転可能
なリング状に構成されているから、上記第1及び第2の
入力手段を同時に操作することができる。従って、第1
、第2及び第3の入力信号をリアルタイムで発生させる
ことができる。
(実施例) 以下、本発明を適用した一実施例につき図面を参照して
説明する。
第1図〜第5図は本実施例の3次元入力装置を示すもの
である。この3次元入力装置には中央に球状に構成され
たトラックボール1が設けられ、その外周に回転リング
2が設けられている。これらのトランクボール1および
回転リング2は、入力装置のプリント基板10の上に設
けられたペースシャーシ9の上にそれぞれ回転可能に取
り付けられている。そして、トラックボールlは全方向
に、また回転リング2はその円周方向にそれぞれ回転可
能に構成されており、トランクボール1によって例えば
3次元座標のX軸、Y軸に相当する2次元のデータを入
力でき、回転リング2によって同じくZ軸に相当するデ
ータを入力できるようになっている。
回転リング2は、第2図〜第4図に示すように環状に構
成され、その上面に円錐状に傾斜した上面部2aと段部
2Cを有するフランジ部2bとを備えて所定の肉厚で一
体に形成されている。そして、このフランジ部2bの下
端には、所定の幅を有するスリット2dが全周にわたっ
て等間隔に多数形成されている。なお、このスリット部
2dは後述するフォトインクラブタフに設けられた溝状
の光路部7aを横切るようになっている。この回転リン
グ2は次のようにしてその円周方向に回転可能なように
保持されている。即ら、第4図に示すようにその上面部
2aの内周端面において、リング状深溝球軸受4 (以
下、単に「軸受」と呼ぶ)の外輪部4aの上側角部の二
面に接触している。
また、回転リング2の上面部2aの裏面には複数のねし
部2eが設けられている。そして、抜止め金具12を用
いて、その金具12の一端を回転リング2のねじ部2e
にねし止めしかつ他端を軸受4の外輪部4aの下側角部
の二面に接触させて固定させることによって、軸受4の
外輪部4aに回転リング2は連結されて保持される。ま
た、回転リング2の内周には固定リング3が備えられて
いる。この固定リング3の裏面には複数のねじ部3aが
設けられ、このねじ部3aにスタンドビン16の一端が
ねし込まれかつその他端かヘースシャーシ9にねじ止め
されることにより、固定リング3はペースシャーシ9に
固定される。そして、固定リング3は、その外周部にお
いて軸受4の内輪部4bと接触する一方、抜止め金具1
2を上述と同様に用いて軸受4をその内輪部4bで保持
し固定する。
以上のようにして固定リング3に軸受4の内輪部4bは
連結され固定され、また、回転リング2は軸受4の外輪
部4aと連結されている以外はフリーであるから、回転
リング4をその円周方向に、即ち第1図に示す2方向に
回転させることができ、その回転は指の力だけで容易に
できる。
また、l・ラックボールlは、第1図に示すように上記
固定リング3の内周に備えられ、また第5図に示すよう
にペースシャーシ9Lに設けられた3個の円筒状の支持
ローラ17.18.19上に3点支持の状態で保持され
ている。この場合、トランクボール1の上部は第3図と
第4図に示すように固定リング3の内周上部にドーム状
となって現れている。
また、円筒状の支持ローラ17.18.19はその円周
方向に回転可能に構成され、支持ローラ17はその軸長
手方向が第5図に示ずX方向に直角になるように固定さ
れ、支持ローラ18は同じくX方向に直角になるように
固定されている。なお、X方向とX方向とは互いに直交
している。
トランクボールlは上述のような各支持ローラ17.1
8.19にほぼ点接触の状態で接している。従って、ト
ラックボール1を任意の方向に回転させると、トラ、ク
ボールlの自重及びトうツクボール1と支持ローラ17
.18.19との間の摩擦力によって、トラックボール
1の回転量及び回転方向に応じて、支持ローラ17.1
8.19もその円周方向に回転する。そして、支持ロー
ラ17はトラックボールlのX方向の回転量に応じて、
支持ローラ1Bは同じくX方向の回転量に応してそれぞ
れ回転する。なお、トラ、クボール1は指の力で容易に
回転する。
」二連したように、トラ・ツクボールl及び回転リング
2はそれぞれx、y、X方向に回転するが、次にこれら
の回転を検出して入力信号を発生させる手段について説
明する。回転リング20回転、即ちX方向の回転の検出
には、第3図と第5図に示すようにフォトインクラブタ
フを用いている。
このフォトインクラブタフは、溝状の光路部7aを間に
して対向するように構成された発光素子と受光素子とを
有し、これらの発光素子と受光素子とが1対となって光
結合できるように構成されて、プリント基板lO上に取
り付けられている。そして、上述したように回転リング
2がX方向に回転してこの光路部7aを回転リング2の
スリット部2dが横切るように′a遇すると、このスリ
ット部2dが光路7aを開閉して発光素子と受光素子と
の光結合をオン・オフするから、このオン・オフに対応
した信号がフォトインクラブタ7から発生ずる。
また、トランクボール1の回転、即ちX方向及びX方向
の回転の検出には、第3図〜第5図に示すようにフォト
インクラブタ5.6をそれぞれ用いる。これらのフォト
インクラブタ5.6は上述と同様の構成にされており、
それぞれは溝状の光路部5a、6aを間にして光結合す
る発光素子と受光素子とを有している。そして、円周上
に所定の幅で等間隔に形成されたスリ・7ト8aを有す
る円板状のシャッター仮8が、光路部5a、6aを第4
図に示すX方向あるいは第3図に示すX方向に回転しな
がら通過するように構成されている。
この場合、上述した支持ローラ17.18は第5図に示
すようにそれらの中心長手方向にローラ軸20をそれぞ
れ備えており、このローラ軸20に上記シャッター板8
が直結されている。そして、支持ローラ17.18がそ
れぞれ回転するとシャッター(反8もX方向あるいはX
方向にそれぞれ回転する。従って、シャッター板8のス
リット部8aが光路5a、6aを開閉するから、上述し
た場合と同様にしてフォトインクラブタ5.6から信号
がそれぞれ発生する。なお、支持ローラ19は、フォト
インタラプタとシャック−板とを設けてやれば同じよう
に信号を発生させることができるので、予備として用い
ることができる。
以上のようにして回転リング2のZ方向の回転が信号に
変換され、また、トラックボールlのX方向及びY方向
の回転がそれぞれの信号に変換される。
上述したような本実施例の3次元入力装置を用いて、オ
ペレータはトラックボール1を例えば、中指、人指し指
、くすり指で操作できると同時に、トラックボール1の
外周に回転リング2があるから、この回転リング2を親
指で操作できる。このようにオペレータは3次元のデー
タの入力を片手だけの操作で同時に行うことが可能とな
る。この3次元入力装置をコンピュータグラフインク作
成装置に応用すると、画面に表示された3次元対象物に
対して3次元のデータを同時に入力できるので、例えば
その視点位置を任意の軸まわりでリアルタイムで回転し
て変えることができる。従って、オペレータは自分のイ
メージ通りの表示画面をリアルタイムで得ることができ
る。
なお、上記トラックボール1は、例えばポリカーボネー
トなどの樹脂材料でつくられてよい。
また、適当なファンクションスイッチ等を設けることに
よって、任意の1次元あるいは2次元のデータ入力を行
うことも勿論可能である。
〔発明の効果〕
本発明は上述のとおりに構成されているので、3次元の
データをリアルタイムで入力することができる。従って
、本発明の3次元入力装置を例えば3次元映像特殊効実
装置等で用いると、画面表示された3次元対象物を3次
元的に移動あるいは回転させるデータをリアルタイムで
入力できるから、その画面表示の動きがオペレータのイ
メージと一敗して入力操作性がきわめてよくなる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第5図は本発明を適用した一実施例を示すもの
であって、第1図は3次元、入力装置の平面図、第2図
は同じく側面図、第3図は第1図のIII−III矢視
の縦断面図、第4図は第1図のrV−IV矢視の縦断面
図、第5図は第2図のV−V矢視の横断面図である。 なお図面に用いた符号において、 ■ −・・・−・・−・−トラックボール2・・・−・
・・・−・・−回転リング5.6.7− ・・−・・フ
ォトインクラブタである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 2軸方向に回転可能に構成された球状の第1の入力手段
    と、 上記第1の入力手段の外周で回転可能に構成されたリン
    グ状の第2の入力手段と、 上記第1の入力手段の2軸方向の回転を検出して第1及
    び第2の入力信号を発生する第1及び第2の検出手段と
    、 上記第2の入力手段の回転を検出して第3の入力信号を
    発生する第3の検出手段とを具備する3次元入力装置。
JP1105193A 1989-04-25 1989-04-25 3次元入力装置 Expired - Lifetime JP2775839B2 (ja)

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KR1019900005672A KR900016854A (ko) 1989-04-25 1990-04-23 입력장치

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