JPH02502680A

JPH02502680A - ６自由度を有するジョイステック装置

Info

Publication number: JPH02502680A
Application number: JP63502954A
Authority: JP
Inventors: ロブ、リチャード・エイ; エリクソン、ブラドリー・ジェイ
Original assignee: メイヨ・ファウンデイション・フォー・メディカル・エデュケイション・アンド・リサーチ
Priority date: 1987-02-04
Filing date: 1988-01-29
Publication date: 1990-08-23
Also published as: EP0348430A4; EP0348430A1; AU1547488A; WO1988005942A1

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】６自由度を有するジョイステック装置本発明は、以後「ジョイステック装置」と称する、運動の６自由度、即ち、Ｘ５ＹｓＺ軸に沿う並進運動とＸｓ’ｌｓＺ軸を中心とする回転運動とが得られるように、あらゆる方向に動かすることのできるユーザー人力装置に関する。詳述すれば、本発明は、コンピュータによる表示媒体上の立体映像、及び、立体空間における物体を操るに当たって著しい利点を持つジョイステック装置を提供するもジョイステックは、一般に、コンピュータ制御システムと電気的に接続されて、位置決めないしその他の情報が手操作にて入力できるようになっている。表示媒体上の映像や物体を制御したり、操ったりするのに、ジョイステックが長年に亙って用いられている。例えば、電子ゲーム装置では、表示媒体上の映像の二次元の動きを制御するのに、ジョイステックを用いるのが通常である。そのようなジョイステックは、平面上のあらゆる方向に運動の自由度を有する、即ち、平面上のＸ％Ｆ軸に沿って並進運動ができる操縦桿からなる制御装置と見なすことができる。表示媒体上の映像の動きと物体の三次元の動きとを制御するにも、ジョイステックが用いられている。

このようなジョイステックは、平面上のあらゆる方向に移動させることができると共に、その平面と直交する軸を中心として回転できる直立ステックないし支柱で構成されているのが通常である。米国特許第４．０４６．００５号、第４．２１７．５６９号、及び、第４．４６８．６８８号には、このようなジョイステックの一例が開示されている。後方、前方、側方へと移動させると、ｘ１ｙ座標値が変化すると共に、ジョイステックを時計方向ないし反時計方向へ回転させた時には、２座標値も変化する。一般に、ｘ１ｙＳｚ座標値は、ジョイステックの作動に伴って割り込み信号がジョイステックから発生するようなことがないことからホスト・コンピュータシステムにより周期的にスキャンされているＸ　ｓｒ　ｓＺレジスタに記憶されている。しかし、一部のジョイステックには、ジョイステックの操縦桿を移動させることでジョイステックを作動させると、割り込み信号を発生して、これをホスト・コンピュータシステムに伝えるようにしたものもある。ｘ、、ｙ、ｚ入力レジスタにおける値は、表示媒体上の三次元映像の向きと動きとを制御するのに、ホスト・コンピュータシステムにより利用される。ジョイステックの性能を改善すると共に、ユーザーとの相互関係を改善するために、これまで努力がなされており、その一部が下記の米国特許に開示されている。

特許番号　　　　　特許権者　　　　　　特許付毎日４．０４６，００５　　　　　ゴロスキ　　　　　　１９７７年９月６日４．１６１，７２６　　　　　バーソン等　　　　　１９７９年７月１７日４．２１７，５６９　　　　　ネジニトリ等　　　　１９８０年８月１２日４．３８２．１６６　　　　　キム　　　　　　　　１９８３年５月３日４．４６８．６８＋１ｔ　　　　　ガブリエル等　　　　１９８４年８月２８日４．５３６，７４６　　　　　ゴベリ　　　　　　　　１９８５年８月２０日前述の特許文献には、運動の自由度が３であるもの、即ち、Ｘ％ｙ軸に沿う並進運動と２軸を中心とする回転運動とができるジョイステックが開示されている。一部の特許文献によるものでは、表示媒体上での映像を三次元制御できるようになっているものの、三次元空間において得られる自由度６に相当する、自由度が６のジョイステック装置を開示したものではない。

移動検知に相当するものとして、力作用を検知するようにしたジョイステックも一部為る。しかし、このような装置では、所望の精度と実感性（ｉｎｔｕｉｔｉｖｅｎｅｓｓ）が時として得られない。力作用検知には微小の運動量がある、と見ることができるものの、それではユーザーに対して実感のフィードバックを為すには不充分である。

本発明は、前述の問題点、及び、その他の関係のある既存の入力装置における問題点を解消することにより、三次元空間における物体、及び、コンピュータ立体映像のユーザーによる制御と操作とが、三次元空間において立体物体を操るのと同様な感覚でジョイステック装置を操作することにより、非常に実感に満ち、しかも、相互関係の影響を配慮しながら達成できるようにしたものである。

本発明は、限られた三次元空間においてあらゆる方向に並進運動と回転運動とが行えるように支持させた中心体手段を有するジョイステック装置に関するものである。このジョイステック装置は、中心体手段から隔離された、中心体手段の運動を検出する検知手段を備えている。

一実施例においては、本発明は、コンピュータ・グラフィック表示用端末装置上での映像の動きを制御するのに用いるコンピュータ・グラフィック入力装置であって、限られた三次元空間におＬｌてあらゆる方向に並進運動と回転運動とが行えるように支持させた本体手段と、本体手段の運動を検出すると共に、検出した運動を、該検出した運動を表す出力信号に変換するトランスジューサ手段とからなる入力装置にも関するものである。

また、一実施例においては、検知手段は、中心体に対して近接したり、離間するように直線摺動自在に装着されている。

また、他の実施例では、中心体は、伸縮自在手段により静止型検知手段に連結されている。

一実施例においては、本発明は、自由度が６、即ち、ＸｓＹ％Ｚ軸に沿う並進運動とＸｌＹ％ｚ軸を中心とする回転運動とができる中心体部を有するシタイスチック装置に関するものである。このジョイステック装置は、支持用ベースを備えており、また、それぞれがベース部と、自由度２の運動を行うように該ベース部とに相互連結された制御桿手段とを有する少なくとも３基の二次元ジョイステック装置に相互連結された中心体部をも備えている。二次元ジョイステック装置には複数のリニア検知手段があるが、一般には二個のリニア検知器を備えていて、制御桿手段の動きを検出して、それに対応する出力信号を発するようになっている。制御桿手段は、ユニバーサル継手を介して中心体部に相互連結されているので、あらゆる方向に運動することができると共に、長さ調節手段を備えているから、二次元ジョイステック装置の中心体部とベース部との間での移動を調節できるように、制御桿手段の長さを調節できるようになっており、それにより中心体部が自由度６を有する、即ち、Ｘ　ｑＹ　ＳＺ軸に沿う並進運動とＸ　、Ｖ　％Ｚ軸を中心とする回転運動を行うことができる。ユニバーサル継手手段は、中心体部の周囲の所定位置に設けられている。主制御桿手段は、ユーザーによる中心体部の操作を容易にするために、中心体部から延在している。

ジョイステック装置には、移動トランスジューサ型検知器に対応するものとしてカドランスジューサ型検知器を設けても良いのは明らかである。三次元空間における一ケ所から別の所への運動には、大きさくｍａｇｎｉｔｕｄｅ）の成分と方向の成分とが含まれている。三次元空間におけるこのような運動の方向の成分は、そのｘ　％）’　％Ｚ　成分、即ち、三次元座標系を形成する互いに直交したＸｓＹ　ｓＺ軸に対する移動で定まる。運動には、ここではそれぞれＸ％ＹｓＺ軸に沿う並進運動とＸ　ｓＹ　ｓＺ軸を中心とする回転運動と呼称している、これらの軸に対する並進運動と回転運動のいずれか一方、または両方が含まれている。従って、三次元空間においては、６の運動の自由度、即ち、ｘ　、ｙ　、ｚ軸に沿う並進運動とＸｓＹ　１２軸を中心とする回転運動とがあることになる。

一本だけの軸に沿う並進運動とその一本の軸を中心とする回転運動以外の三次元空間での運動は、ｘ　、ｙ　、ｚ軸の複数に沿う同時運動を伴っている。本発明は、ユーザー用入力装置として機能し、その運動の大きさと移動とを表示することのできるユーザー用入力装置として機能するジョイステック装置を提供するものである。また、ユーザー用入力装置は、Ｘ　、Ｙ　、Ｚ軸の複数に沿って同時に運動のできるようになっている。

本発明は、三次元空間における立体物体の自由度６の運動と同様に、自由度６の動きを達成すべくあらゆる方向に動かせる制御桿を有するシタイスチック装置を提供するものである。従って、本発明のジョイステック装置は、非常に実感に満ち、しかも、相互関係に影響しながら、物体とコンピュータ映像のユーザーによる制御と操作とがおこなえるようにしたものである。本発明によるシタイスチック装置は、ジョイステック装置の動きが、表示媒体上に表示されている物体もしくは映像の動きと直接対応するように、コンピュータシステムに容易に相互接続できる。換言すれば、ジョイステックを回転させると、物体ないし映像を同様に回転させることができ、また、ジョイステックを並進移動、即ち、直線移動させれば、物体ないし映像を同様に並進移動させることができる。ジョイステックの動きと映像ないし物体との間にラグ・タイムないしリード時間を持たせるために、フィードバック・ループが用いられている。例えば、表示媒体上で三次元映像を操るに当たっては、ジョイステックの動きが映像の動きに直接対応するから、ジョイステックの制御桿そのものが映像であるかのようにその制御桿を動かすことにより、所望の眺めとオリエンテーションを得ることができる。こうすることにより、ユーザーによる物体と映像の操作とオリエンテーションとが容易に行えるのは明らかである。

本発明の一実施例においては、リニアセンサーとも称せられる一次元検出器を複数設け、各検出器をして、ｘｓＹ’ｓＺ軸のいずれかのごときの直線に沿う一次元並進運動を検知するようにするのが望ましい。

一部の実施例では、回転検出器をも用いている。

更に別の実施例では、運動（方向と大きさ）を検出しているのみならず、速度と加速度とを検出する検出器をも用いている。

好ましい実施例では、それぞれが平面における二次元連動を検知できる、複数の検出器を含むジョイステック型検出器を複数用いている。

ジョイステック型検出器に用いられている検出器は、ジョイステック装置の中心体の動きを適当な電気信号に変換するものであれば、力ないし運動トランスジユーサなど、どのようなものセも良い。

リニアセンサーとしては、可変抵抗型検出器や、光学検出器、スイッチ、エンコーダ、デジタル検出器など、どのようなものでも良い。

好ましい実施例では、自由度６についての情報か含まれている可変抵抗器ないし電圧出力装置が、ジョイステック装置に用いられている。しかし、例えば、デジタル検出器とかなどの、その他の一次元検出器を用いることができるのは明らかである。コンピュータ用ソフトウェア・インターフェースは、立体グラフィック映像の動きを制御するのに、これらの可変抵抗器からの入力を利用している。

このような目的のためのソフトウェア・インターフニスは、立体映像の動きを制御する、公知のアルゴリズムに基づいて設計されるものであるのは言うまでもない。従って、ここでの本発明の開示に伴って、当業者にはそれに適ったソフトウェア・インターフニスのアルゴリズムが容易に理解されるものである。

また更に別の本発明の実施例では、検出器からの入力信号を、例えば、ラグタイムないしリード時間とかの種々の入力パラメータを制御したり、動きの速度ないし加速度を変化させたりするのに用いている。

好ましい実施例では、二次元ジョイステック装置を４基、互いに隔離して用いているものの、二次元ジョイステック装置を３基以上（例えば、５基、６基など）用いた実施例も考えられる。二次元ジョイステック装置を別途設けることにより、信号に冗長性を持たせることができ、それによりジョイステック出力信号を平均化させることができる。三軸型ジョイステック装置を２基程度用いることもできる。マルチ・ジョイステック型であれば、ジョイステック装置の制御桿の支持を一層強固なものとすることができる。

本発明の一実施例での制御桿は、ユーザーが手を離すと、中立位置に復帰するように、弾性的に付勢されている。また、他の実施例では、制御桿は、動かされた位置に止どまるようにしである。

本発明の制御桿は、例えば棒状ないし長尺体とか、球形とか、どのような形にしても良い。ジョイステックの中心体部そのものを、制御桿として用いることもできる。

本発明の一実施例においては、中心体から半径方向に配置した複数の検出器は、三次元空間における中心体の並進運動と回転運動とを検出するように、中心体と相互連結されている。

尚、本発明を特徴付ける、これらの利点や新規性を備えた特徴、並びに、その他の利点や特徴などは、本明細書に添付すると共に、その一部を構成する請求の範囲から明らかになる。しかし、本発明及び、それを利用することにより得られ利点や目的などがより良く理解されるためにも、添付図面を参照しながら本発明の実施例を詳述する。

図面の簡単な説明図面で、企図を通して夫々対応する部品には同じ参照番号を付している。

第１図は、本発明の原理に従って、ジョイステック装置の実施例を示す斜視図、第２図は、本発明の他の実施例として２つの三次元のジョイステック装置を示す第１図と同様の斜視図、第３図は、第１図の実施例をハウジングで収納した斜視図、第４図は、本発明のジョイステック装置で用いることができるコンピュータのグラフィック・システムのブロック図、第５図は、本発明の原理に従って、ジョイステック装置の他の実施例を図示した平面図、第６図は、第１図の実施例の第５図の６−６線に沿って見た側面図、第７図は、従来の二次元のジョイステックの電気回路図、第８図は、従来の二次元のジョイステックを示す機械部分の斜視図、第９図は、本発明の今一つの実施例を示す第１図と同様の斜視図、第１θ図は、第９図の実施例を図する断面図である。

実施例の詳細な説明第１図、第３図及び第５図、第６図を参照して、本発明の原理に基づき、以下ジョイステック装置と称し、全体として図番２０で示される使用者による人力装置の実施例を説明する。

本発明にかかるジョイステック装置２０は、いかなる方向にも、並進運動及び回転運動を与える。即ち、６つの同時自由度（運動）、即ち、全体として、矢印２２．２４及び２６で、それぞれ示すＸ。

Ｙ及びＺ軸に沿う同時的並進運動及び全体として矢印２８．３０及び３２で、それぞれ示す。ＸＳＹ及びＺ軸まわりの同時的回転運動を与える。図示の実施例では、ジョイステック装置は、Ｘ、Ｙ及びＺ軸のまわりでの大略±４５°の回動範囲と、±１．５インチ又は±３．８センチメータの並進運動範囲を有する。以下の説明の目的のために、運動を、立体的空間に座標グリッドを限定する互いに垂直なＸＳＹ及びＺ軸に関して述べる。第１図に示す如く、ジョイステック装置は、支持台４０上に取り付けられる。中心本体部４２が、４つの公知の二次元ジョイステック４４（又は、２軸ジヨイステツクとも称する）に連結かつ支持され、そのジョイステックの夫々には、平面での二次元運動を感知するリニア・センサーを設ける。対応する引用番号にダッシュを付した第２図の変形例に示すように、本発明は、２本のジョイステック４４°のみでも実施可能である。

この実施例ではジョイステック４４°（又は３軸ジヨイステツクとも称する）は、Ｘ−Ｙ面における平面運動に加えて、Ｚ軸まわりの回転運動をも感知し得る。

代表的には、ツイスト・ノブをこれらのジョイステックのハンドルに取り付ける。更に別の実施例では、３本又は何本のジョイステックでも用いることも可能である。

ジョイステック４４には、基部４５と、ジョイステック４４の基部４５を、中央本体部４２に接続する伸張可能（入れ子式）のハンドル部材４６とを設ける。ハンドル部材４６は、ジョイステックにおいて普通行なわれるように、平面内で２自由度の自由運動を与えるように第８図に示す如く、スライダとボール・ジヨイント装置３３によりシタイスチック４４の基部４５に連結されている。図示の実施例では、ジョイステック４４は、適当な支持構造体４３により支持台の表面上で固定して支持されている。又、図示のハンドル部材４６は、入れ子式チューブ部とも呼ばれる入れ子式のピストンとシリンダ部４６ａ、４６ｂを有し、両者間の摺動を可能としている。シリンダ部４６ｂはボール・ジヨイント４８等の万能ジヨイントによって中央本体部に接続されている。いかなる数のＵ−ジヨイント装置を用いてもよいことが了解される。例えば、シリンダ部４６ｂは、可撓性かつ弾力性の部材によって中央本体部に接続される。又、シリンダ部４６ｂは、該シリンダ部４６ｂより大きい直径を有する中央本体部４２に設けた開口内に配設して、中央本体部４２の運動を可能としてもよい。図示の実施例では、各シリンダ又はチューブ４６ｂの内部片は、中央本体部４２のソケット内に設けたボールを有し、９０°の間隔で共通平面内の中央本体部のまわりにボール・ジヨイント４８が配設される。変形例では、ジョイステックが、図で平面内に位置しない場合もあることが了解できよう。実際、それらは、必ずしも、互いに直角である必要はないが、非同軸、即ち、すべてが共通軸心に沿って配列されていないようにすることが必要である。

望ましい配列では、中央本体部４２の半径は、中央本体部４２の中心と、ハンドル部材４６の、ジョイステック４４の基部４５への取り付けの回動点との間の距離の１／２となっている。

第３図に示すように、ジョイステック装置２０は、中央本体部４２に接続された制御ハンドル部６０が突出できる開口を有するハウジング４７内に封入されることが望ましく、該開口は、制御ハンドル部６０が、Ｘ、Ｙ及びＺ軸に沿って運動することを可能とする。図示の実施例では、該開口は、ハンドル６０の運動を許すが、ジョイステック装置の内部は封止するように可撓性ゴム状層４９によって封止されている。本実施例では、ハウジング４７の頂部は、使用者の手を休める場所として利用できる。

中央本体部４２の運動は、４つの二次元ジョイステック４４と連動する可変抵抗５０．５２により感知される。本発明の原理と両立するように、他のセンサーを用いてもよいことが了解されるであろう。例えば、各種のデジタルセンサーも用いてもよい。第７図に、本発明に用いてもよい従来の二次元ジョイステックの電気回路図５１を示し、第８図には、本発明に用いてもよい従来の二次元ジョイステック５３の機械構成図を示す。図示の実施例では、二次元ジョイステック４４の夫々の可変抵抗５２は、上下運動により影響を受ける。適当な電気接続５６により、各可変抵抗５２は、中央本体部４２が上昇した時は高電圧を出力し、一方、該中央本体部４２が下降した時は、低電圧を出力する。これを上述のＸ軸に関連づけると、ＸとＹ軸回転も又、これらの４つの可変抵抗５２により検出される。

Ｘ軸のまわりの回転の場合には、１つの相対する封部５２ａは変わらないが、他の封部５２ｂは、回転が正の方向か、負の方向かによって１つの可変抵抗５２ｂが高い値を持ち、他の可変抵抗５２ｂが低い値を持つようになる。回転がＹ軸まわりのものである場合には、可変抵抗５２ａの対抗する封部は、先の対抗封部５２ｂが不変である一方、変化することになる。他の４つの抵抗５０も又、中央本体部５２がＹ軸に沿った摺動する時、２つの抵抗５０ａからの読みは増加し、一方、他の２つの抵抗５０ｂは、影響を受けない。２つの抵抗５０ｂは、Ｘ軸に沿う運動によって影響を受け、一方、他の２つの抵抗５０ａは、不変であるように配線されている。Ｘ軸のまわりの回転は、すべての４つの抵抗５０ａ及び５０ｂによって検出される。望ましい実施例では、配線は、正方向回転の電圧と負方向回転の電圧において、抵抗の内２つが増加して、他の２つが減少する関係になるようにする。抵抗５０と５２は、可変キャパシタ等の他の可変インピーダンス装置と取り替えてもよい。又、可変インピーダンス・センサー以外のセンサーも、本発明を実施するのに用いてもよいことが了解されるであろう。

これらの数値から、適当な演算を、８つの入力値の解釈に適用して、相対運動を検出する。

本発明の原理を用いて、本発明の種々の変形が可能であることが了解されよう。

例えば中央本体部４２の周辺に配設した個々のリニア・センサーは、二次元ジョイステック装置に対して用いてもよい。

図示の実施例では、主ハンドル部６０は、中央本体部の使用者による取り扱いを容易にするため、中央本体部に接続される。

ハンドル部６０の形状を他の形状、例えば、球状等としてもよいことは了解されるであろう。第２図に示すように、ジョイステックの運動がジョイステック装置からの出力に影響を与えないように、ジョイステック装置を非作動とするため、ハンドルに、押しボタンスイッチ６１を設けてもよい。例えば、ジョイステック装置を非作動とすることにより、出力により影響を与えないで、ハンドルをその中立位置に戻すことが可能になる。

第２図に示すように、本発明の１実施例においては、使用者が一度ハンドルから手をはなすと、制御ハンドル６０°が中立位置に戻るように付勢する機構を設ける。図示の実施例では、コイル状ばね６２を、制御ハンドルを中立位置に戻るように付勢するのに用いる。

この実施例の中央本体部分４２°は、入れ千成部材６４で支持してもよい。

第９図及び第１Ｏ図に、本発明の１変形例を示す（第１図の部品に対応する部品は、２つのダッシュを付して、同一の参照番号で示す）。本実施例では、ジョイステック４４”は、ケース・ベアリング・シャフト７０上に直線運動可能に摺動自在に取り付けられ、該シャフト７０は、ブラケット７１により支持される。取り付はブラケット７２が各ジョイステック４４′に取り付けられ、更に、適当なボール・ブツシュ・マウント７４を用いてシャフト７０に取り付けられる。ジョイステック４４”を摺動自在に取り付けるのに、種々の装置や方法が用いられることは了解されるであろう。本実施例では、中央本体部４２”は、万能ジヨイント７６により、ジョイステック４４”に接続される。又、ハンドル部材４６“は、入れ千成としていない。

本発明のジョイステックは、三次元コンピュータ形成映像の取り扱い及び制御に特別な応用範囲を有する。第４図に、表示媒体７２上でコンピュータの形成映像の運動を制御するためにコンピュータ・システムへの使用者による入力を与える本発明にかかるジョイステック２０のブロック図を示す。コンピュータ・システム７０には、ジョイステックの入力が選択的に活性又は非活性とされ得るように、ジョイステック装置の運動を無視するための制御部を設けてもよい。

本発明は、表示媒体上のコンピュータ形成三次元映像を制御するための極めて直覚的、かつ、相互作用的な使用者による入力装置を提供する。更に、本発明は三次元空間における物体の運動を制御するために、ロボット工学及び航空電子工学等の無数の他の応用面を有するものである。これらや、他の応用面に対して、コンピュータ・システム７０には、又、ジョイステックに対する物体又は、映像の運動の進み、又は、遅れの所望の量を達成するための制御部を設けてもよい。更に、物体又は映像の速度及び−又は加速度も、ジョイステックの動きにしたがって制御するようにしてもよい。

以上の説明において、本発明の種々の実施例の詳細な構成及び作用と共に、本発明にかかる種々の実施例の多数の特性や利点を述べたが、本明細書の開示は、単に実例を示したものにすぎず、添付した請求の範囲に示す用語の広い一般的な意味に示される全範囲において、本発明の範囲内で、特に、詳細な形状、サイズ、部品の配列等の点で変更が可能であることが了解されるべきである。

国際調査報告

Claims

【特許請求の範囲】

１．（ａ）限定した三次元の空間中で、どの方向にも並進と回転連動ができるように支持した中央本体手段と、（ｂ）上記中央本体手段の動きを感知するために中央本体手段から間隔をあけて設けたセンサー手段とからなるジョイステック装置。
２．請求の範囲第１項に記載した装置にして、上記ジョイステック装置が、三次元の空間中で中央本体手段の動きを感知するために中央本体手段から間隔をあけて設けた複数個のセンサー手段を備てなる装置。
３．請求の範囲第２項に記載した装置にして、上記センサー手段を摺動自在に設け、かつ上記中央本体手段は、該中央本体手段をセンサー手段に対して万能の連動ができるように万能ジョイント手段によってセンサー手段に内部接続してなる装置。
４．請求の範囲第２項に記載した装置にして、上記センサー手段は、少なくとも３個の二次元のジョイステック装置を備えてなる装置。
５．請求の範囲第２項に記載した装置にして、上記センサー手段は、複数個の回転連動検出センサーを備え、少なくとも２個の回転連動検出センサーが上記中央本体手段の並進運動を感知するように協動させてなる装置。
６．請求の範囲第２項に記載した装置にして、上記センサー手段は、少なくとも３個の並進運動を検出するセンサーを備えてなる装置。
７．請求の範囲第１項に記載した装置にして、さらに、上記中央本体手段の感知された動きを、該感知運動を表す電気信号に変換させるトランスデューサ手段を備えてなる装置。
８．請求の範囲第２項に記載した装置にして、上記センサー手段は、少なくとも３個の二次元の動きのセンサーを備えてなる装置。
９．請求の範囲第２項に記載した装置にして、上記センサー手段は、一つの共通の平面上に設けてなる装置。
１０．コンピュータの図的表示端末上での映像の動きを制御するために用いられるコンピュータの図的入力装置にして、（ａ）限定した三次元の空間中で、いづれの方向でも並進と回転運動を支持する本体手段と、（ｂ）上記本体手段の動きを感知すると共に、該感知した運動をコンピュータの図的端末へ入力するための出力信号に変換するトランスデューサ手段とを備える装置。
１１．（ａ）予め特定した限定せる三次元の空間中で、いづれの方向でも並進と回転運動でも支持手段で支持されている中央本体部と、（ｂ）上記並進運動を感知するために中央本体部に適宜内部接続した複数個のセンサー手段を備えて、２個以上のセンサー手段が上記回転運動を感知するように協動させてなるジョイステック装置。
１２．請求の範囲第１１項に記載したジョイステック装置にして、上記センサー手段は一つの共通の平面上で上記中央本体部から半径方向に取り脱づされると共に、中央本体部のまわりに配置されてなる装置。
１３．請求の範囲第１２項に記載したジョイステック装置にして、上記センサー手段は、上記中央本体部のまわりに本質的に１２０°の間隔で配置してなる装置。
１４．請求の範囲第１１項に記載したジョイステック装置にして、上記センサー手段は、複数個のリニア・センサーを構え、各センサーは一次元の動きを感知できるようにした装置。
１５．請求の範囲第１３項に記載したジョイステック装置にして、上記リニア・センサーの協動する一対が上記中央本体部のまわりに配置した二次元のセンサーを形成する装置。
１６．（ａ）支持盤と、（ｂ）中央本体部と、（ｃ）少なくとも３台の二次元のジョイステック装置と、（ｄ）主コントロール・ハンドル手段とを備え、上記二次元ジョイステック装置の夫々は、基盤部と、該基盤部に２自由度の運動ができるように内部接続したコントロール・ハンドル手段と、上記基盤部に関連して上記コントロール・ハンドル手段の動きを感知すると共に該コントロール・ハンドル手段の動きを表示する出力信号を出すセンサー手段とを備え、上記二次元ジョイステック装置のコントロール・ハンドル手段は、中央本体部に関連して万能連動ができるように万能ジョイント手段を介して中央本体部に内部接続し、かつ調節自在な長さ手段が、上記中央本体部と上記二次元のジョイステック装置の基盤部との間で自在に変位できるように上記ハンドル手段と協動するようにして、上記中央本体部が、６自由度の運動、即ち、Ｘ、Ｙ、Ｚの各軸に沿った並進運動とＸ、Ｙ、Ｚの各軸のまわりの回転運動ができるように全方向で動けるようにし、かつ上記コントロール・ハンドル手段は、上記中央本体部の取り扱いがし易いように、中央本体部から延長して設けてなるジョイステック装置。
１７．請求の範囲第１６項に記載した装置にして、上記万能ジョイント手段は、上記中央本体部のまわりに予め決まった位置に配置されてなる装置。
１８．請求の範囲第１６項に記載した装置にして、上記万能ジョイント手段は、上記中央本体部のまわりの共通の平面上で９０度の間隔をあけて配置されてなる装置。
１９．請求の範囲第１６項に記載した装置にして、上記Ｕ字形ジョイント手段は、ボールジョイント手段よりなる装置。
２０．請求の範囲第１６項に記載した装置にして、上記調節可能な長さの手段は、複数個の入れ子部材よりなる装置。
２１．請求の範囲第１６項に記載した装置にして、上記調節可能な長さの手段は、互いに摺動自在に内部接続した第１と第２の部材よりなる装置。
２２．請求の範囲第１６項に記載した装置にして、上記二次元のジョイステック装置のセンサー手段は、可変のインピーダンス装置よりなる装置。
２３．請求の範囲第１６項に記載した装置にして、４個の二次元のジョイステック装置を備えてなる装置。
２４．請求の範囲第１６項に記載した装置にして、さらに、上記中央本体部をニュートラル位置の方へ弾性的に変偏させる手段を備えてなる装置。
２５．請求の範囲第１６項に記載した装置にして、上記二次元のジョイステック手段の夫々は、第１と第２の可変インピーダンス手段を備え、二次元のジョイステック手段の夫々に設けた第１の可変インピーダンス手段は、夫々のコントロール・ハンドル手段のＺ軸方向の運動で動かされて、上記中央本体部のＺ軸方向の並進運動が中央本体部のＸとＹ軸まわり回転運動と同様に検出でき、かつ上記二次元のジョイステック手段上の第２の可変インピーダンス手段の第１　の対向する一対は、Ｘ軸方向の並進運動で動かされると共に上記二次元のジョイステック手段上の第２の可変インピーダンス手段の第２の対向する一対は、Ｙ軸方向の並進運動で動かされ、さらに上記第２の可変インピーダンス手段は、Ｚ軸まわりの回転運動で動かされるようにして、中央本体部のＺ軸まわりの回転運動が、中央本体部のＸ軸とＹ軸の運動と同様に検出できるようにした装置。
２６．（ａ）表示媒体と、（ｂ）該表示媒体上に三次元のコンピュータの映像を発生させるコンピュータ・システムと、（ｃ）６自由度の運動、すなわち、Ｘ、Ｙ、Ｚの各軸に沿った並進運動とＸ、Ｙ、Ｚの各軸まわりの回転運動で行い、かつコンピュータ・システムによって表示媒体上に表示される三次元の映像を手での取り扱いやコントロールのためにコンピュータ・システムヘの入力を用意するジョイステック装置とを備えてなるコンピュータ・図的システム。
２７．請求の範囲第２６項に記載したシステムにして、上記ジョイステックの運動は、コンピュータ・システムによって表示媒体上に表示される三次元の映像の動きと対応するようにしたシステム。
２８．請求の範囲第２７項に記載したシステムにして、上記ジョイステック装置は、コンピュータ・システムへの入力を用意するリニア・センサー手段を備えてなるシステム。
２９．表示媒体上にある物理的な目的物又は映像の取り扱い又は方向づける方法にして、（ａ）コントロール・ハンドル手段を、三次元の空間内で、好ましいいずれかの方向へ方向づける取り扱いと方向づけの工程と、（ｂ）複数個のセンサー手段を用いてコントロール・ハンドル手段の連動を感知する工程と、（ｃ）上記センサー手段で感知した中央ハンドル手段の動きを表示した信号を出力する工程と、（ｄ）上記コントロール・ハンドル手段の動きに応じて目的物を取り扱うと共に方向づける工程とを行うようにした方法。