JPH0359452B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電子計算機を利用したシミユレーシ
ヨンにおいて、デイスプレイ上に表わされる三次
元図形を空間の任意の軸のまわりに回転させる場
合などに利用する三次元方向入力装置に関するも
のである。

［従来の技術］ 電子計算機を利用した技術として、三次元図形
を変換処理し、種々の角度から眺めるようにした
シミユレーシヨンが行われるているが、空間内の
任意の方向の指示、その方向に沿つた直線移動さ
らには任意の軸のまわりの回旋を指示するために
は、コマンドキー、一次元ダイアルあるいは二次
元的ジヨイステツク等が用いられ、煩雑な繰返し
作業を強いられている。しかも、電子計算機との
対話者の手操作とデイスプレイ上の図形との間
に、相似的関連性が少なく、意図する方向の指示
及び意図する方向への回旋を簡単な操作で入力す
ることができない。これは、例えば、人体や機械
のリンクメカニズムのシミユレーシヨンにおける
リンクの方向指示や回転をはじめ、一般的な三次
元図形の回旋制御においても同様である。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明の目的は、操作者の手操作とデイスプレ
イ上の図形との方向に関する相似的関連性を保つ
ことにより、デイスプレイ上に表わされた図形を
意図する方向に移動させ、あるいは意図する軸の
まわりに回旋させる入力操作を簡単に行うことが
できる三次元方向入力装置を提供することにあ
る。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明の三次元方向
入力装置は、台座上に回転軸により回転可能に取
付けた支持アームを、その回転の軸線に対して側
方に偏寄させ、その支持アームの先端に、上記回
転の軸線上において相互に直交する回転の軸線を
もつたユニバーサルジヨイント機構を介して、ハ
ンドルを取付け、上記台座と支持アーム及びユニ
バーサルジヨイント機構において相互に回転する
部材間に回転の方向及び量を検出する回転検出器
を設けることにより構成される。

［作 用］ ハンドルを操作すると、それに伴つて台座と支
持アーム及びユニバーサルジヨイント機構におい
て各部材が相互に回転運動を行い、その回転方向
及び回転量が回転検出器によつて検出され、その
検出出力を電子計算機等に入力することができ
る。

上記ハンドルを操作するに際し、台座上に回転
可能に取付けた支持アームをその回転の軸線に対
して側方に偏寄させ、その支持アームの先端にユ
ニバーサルジヨイント機構を介してハンドルを取
付けているので、ハンドルは台座上における支持
アームの回転により、いずれの方向へも向けるこ
とができ、そのため操作者の手操作とデイスプレ
イ上の図形との相似的関連性を保つことが可能に
なる。

［発明の効果］ 本発明によれば、電子計算機を利用して三次元
図形の視線方向を変えるシミユレーシヨン等にお
いて、ハンドルの手操作とデイスプレイ上の図形
との相似的関連性を保ちながら、意図する方向へ
の図形を回転移動させるための入力を簡単に行う
ことができ、また、人体や機械のリンクメカニズ
ムのシミユレーシヨンにおけるリンクの方向指示
や回旋をはじめ、一般的な三次元図形の回旋制御
等にも巾広く活用することができる。

［実施例］ 第１図は本発明の三次元方向入力装置の実施例
を示し、１はその内部に装置全体の機能遂行に必
要な各種の制御回路等を格納した台座で、その表
面に内部の制御回路等と電気的に接続された各種
の操作子２，……を備えている。

上記台座１の上面には、回転板３が第１の回転
軸４により軸線Ｌ１のまわりに回転可能に軸受け
され、その回転板３上には、回転軸４の軸線Ｌ１
に対して側方に偏寄した位置に、湾曲した支持ア
ーム５が立設され、その支持アーム５の先端に、
上記回転軸４の軸線Ｌ１上において相互に直交す
る第２ないし第４の回転の軸線Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４
をもつたユニバーサルジヨイント機構６を介し
て、ハンドル７が取付けられている。

即ち、上記支持アーム５の先端には、ブロツク
状の回転体９が上記軸線Ｌ２のまわりに回転可能
に軸受けされ、その回転体９に対してＬ形の回転
片１０が上記軸線Ｌ２と直交する第３の軸線Ｌ３
のまわりに回転可能に軸受けされ、さらに、その
回転片１０に対してハンドル７が上記両軸線Ｌ
２，Ｌ３に対して直交する第４の軸線Ｌ４のまわ
りに回転可能に軸受けされ、これにより支持アー
ム５にユニバーサルジヨイント機構６を介してハ
ンドル７が取付けられている。

また、上記ハンドル７の先端部分には、ダイア
ル１３が第５図の軸線Ｌ５のまわりに回転可能に
取付けられている。

而して、上述した台座１と支持アーム５及びユ
ニバーサルジヨイント機構６において相互に回転
する部材間には、回転の方向及び量を検出する回
転検出器としてのポテンシヨメータＰ１，Ｐ２〜
Ｐ４を設けている。また、ダイアル１３はその回
転の方向及び量をポテンシヨメータＰ５によつて
検出するように構成している。

回転板３の回転によるポテンシヨメータＰ１の
回転の方向及び量、ハンドル７の操作によるポテ
ンシヨメータＰ２〜Ｐ４の回転の方向及び量は、
電子計算機等に対し、操作者によるハンドル７の
手操作とデイスプレイ上の図形との方向に関する
相似的関連性を保つた状態で三次元入力を行うた
めのものである。

また、上記ダイアル１３は、ポテンシヨメータ
Ｐ５によりその回転方向及び量に応じた信号を電
子計算機への入力とし、また前記操作子２による
入力モードの切換えによつて、デイスプレイ上の
表示図形を回旋させる回旋角入力モードとし、あ
るいは表示図形を軸線Ｌ３に沿つて直線的に移動
させる移動量入力モードとするためのものであ
る。

上記ポテンシヨメータに代えて、磁気センサそ
の他の各種回転検出器を用いることができる。ま
た、必要に応じて、それらの回転検出器を電子計
算機とテレメータによつて接続することもでき
る。

台座１上における他の操作子２は、例えば上記
回転検出器の回転量のゲインを設定する場合等に
利用するものである。

なお、上記台座１と回転板３との間、支持アー
ム５とハンドル７との間、及びハンドル７とダイ
アル１３との間のそれぞれの回転部分には、ロツ
ク機構（図示せず）を備え、必要に応じて固定可
能に構成することができる。

上記構成の入力装置を使用して、デイスプレイ
上の表示図形を空間におけるある軸線のまわりに
回旋させるための入力を行うには、ハンドル７を
任意の方向に動かし、あるいはそれを回転させ、
さらにハンドル７を空間における回旋のための軸
に一致させた状態で、回旋角入力モードにあるダ
イアル１３を回転させればよく、これによつて回
転の方向及び量が電子計算機に入力され、デイス
プレイの表示図形をハンドルの手操作と相似的関
連性を保ちながら回転移動させることができる。

また、デイスプレイ上の表示図形を空間におけ
るある軸に沿つて直線的に移動させるには、その
軸方向にハンドル７の軸線Ｌ５を一致させ、ダイ
アル１３のモードを移動量入力モードに切換え
て、ダイアル１３を回せばよく、これによりその
回転の方向及び量が電子計算機に入力され、デイ
スプレイ上の表示図形がハンドルの方向に沿つて
直線的に移動する。

上述した入力を行うに際し、上記入力装置にお
いては、支持アーム５をその回転の軸線Ｌ１に対
して側方に偏寄させ、その支持アーム５の先端
に、上記軸線Ｌ１上において相互に直交する回転
の軸線Ｌ２〜Ｌ４をもつユニバーサルジヨイント
機構６を介して、ハンドル７を取付けているの
で、ユニバーサルジヨイント機構６の真下にもハ
ンドル７を移動させることができ、さらに、ハン
ドル７の回転に際して支持アーム５が障害となる
場合には、一旦入力機能を解除し、支持アーム５
を回転板３によつて回転させて障害とならない位
置に移動させ、ハンドル７を自由に動ける状態に
して入力機能を回復することにより、ハンドル７
を任意の方向に向けて入力作業を継続することが
できる。

なお、上記入力装置において、ユニバーサルジ
ヨイント機構６は原理的には２軸のまわりに回転
可能なものであればよいが、３軸のまわりに回転
可能に構成したので、ハンドル７の回転操作が極
めてスムーズに行われる。

第２図は、ハンドルの異種構造例を示すもの
で、手のひらを当てて操作できるように平板状と
し、第１図に示すハンドル７と容易に交換して使
用可能に構成されている。上記第１図のハンドル
７が直線等の方向を扱うものとして適しているの
に対し、第２図に示すハンドル１７は面の方向を
扱うものとして適しており、それぞれのハンドル
７，２７は図形処理の内容と対話者の直感的理解
とを対応させることを目的として、適宜交換して
使用される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の斜視図、第２図はハ
ンドルの異種構造例を示す斜視図である。 １……台座、５……支持アーム、６……ユニバ
ーサルジヨイント機構、７，２７……ハンドル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 台座上に回転軸により回転可能に取付けた支
   持アームを、その回転の軸線に対して側方に偏寄
   させ、その支持アームの先端に、上記回転の軸線
   上において相互に直交する回転の軸線をもつたユ
   ニバーサルジヨイント機構を介して、ハンドルを
   取付け、上記台座と支持アーム及びユニバーサル
   ジヨイント機構において相互に回転する部材間に
   回転の方向及び量を検出する回転検出器を設けた
   ことを特徴とする電子計算機等への三次元方向入
   力装置。