JPH0391020A - ペン型のコンピュータ入力装置 - Google Patents

ペン型のコンピュータ入力装置

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JPH0391020A
JPH0391020A JP1228512A JP22851289A JPH0391020A JP H0391020 A JPH0391020 A JP H0391020A JP 1228512 A JP1228512 A JP 1228512A JP 22851289 A JP22851289 A JP 22851289A JP H0391020 A JPH0391020 A JP H0391020A
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公一 佐藤
Ryuichi Toyoda
隆一 豊田
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    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
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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、コンピュータシステムにおけるカーソルの移
動や図形の入力をするペン型のコンビュータ入力装置に
関するものである。
従来の技術 従来より、コンピュータ等への入力装置としては、キー
ボード、マウス、デジタイザ、ライトペン、タブレット
端末等がある。そのなかで、マウスはＣＲＴ上に表示さ
れるカーソルを相対的に移動させろ装置で、高速に移動
ができることや自由に図形を描画することが比較的簡単
に操作できる。
このマウスには、移動量の検出方法によって、大きく２
つの種類がある。その１つはマウスの中にボールを抱え
こませ、動かしたときのボールの回転で移動量を検出す
るものと、もう１つは縦横に格子状に線が描かれたボー
ド上で動かし、光センサによって移動量を検出するもの
とがある。
コンピュータシステムのソフトウェアによってその使い
方はさまざまであるがマウスを用いて図形を入力する時
、描きたい方向に画面上のカーソルを移動させるように
マウスを移動させる。しかしながらここで次のような課
題がある。マウスという装置を用いてカーソルを移動さ
せるために、描きたい細かな表現を正確にできないとい
う点である。それはマウスそのものを微小に動かすこと
が、その大きさや動かし方の構造上から困難であり、ま
たその動きを直接モニターできないことなどが理由であ
る。したがって文字などを入力することは非常に困難で
ある。
発明が解決しようとする課題 しかし、従来のコンピータへの入力装置において、自由
曲線などの図形を入力するような場合に、思い通りに描
画することが非常に困難であるという課題があった。本
発明は、以上のような従来技術の課題を解決するもので
あり、描いた通りに正確に図形をコンピュータに入力す
る装置を提供することを目的とするものである。
課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、ペン型のコンピュータ入力
装置の先端部のボールの表面に無数の凹凸部、もしくは
一部埋め込み部を形成し、ボールを接触させ任意の方向
に自在に回転できるように保持する保持機構と、ボール
の回転方向と移動量を検出するセンサーとを設け、ボー
ルの回転の方向と移動量をＸ、Ｙ方向に解析し出力する
手段とから構成するものである。
作用 本発明は上記構成によりボールの回転の方向と移動量を
、ボールの表面に設けた凹凸部、もしくは一部埋め込み
部とセンサーにより検出することによって、極めて全体
を小さくすることができ、さらに微小な移動量を検出す
ることができる。また、ペン型と小型化することにより
、実際のペンで書くように図形等をコンピュータへ入力
することが可能となる。
実施例 以下、第１図から第４図を参照して本発明の第１実施例
について説明する。
第１図は本発明の第１実施例におけるペン型のコンピー
タ入力装置の使用方法を示した全体構成図である。第１
図において、ペン型のコンビ、−タ入力装置１と接続し
ているコンピータ２、そして自由曲線３が画ＷＪ４上に
表示されている様子を示している。
次に、第２図はペン型のコンピュータ入力装置１の外観
を示している。第２図において、ペン軸１ｏ上の先端に
ボール１１が組み込まれ、ボール１１を押し当てながら
移動させることでボール１１が回転し、その移動方向と
距離を出力するものである。ペン軸１０には入力制御用
の２つのスイッールであり、ボール１１は保持体１４に
よって保持ヤー１９が設けられている。次に、第４図は
ボール１１とセンサ一部の構成を示した構成図である。
第４図において、２０　　ａ、及び２０−ｂは発光部、
及び受光部からなる光センサーである。
以上のような構成において、以下その動作について説明
する。
第３図において、表面に無数の凹凸面が形成されたボー
ル１１はパイプ状の保持体１４の先端部に保持され、そ
の中で任意の方向に回転できるように構成している。保
持体１４の内部には壁部１７があり、ボール１１に、近
接した位置にセンサー１ｈ”−１Ｘ、Ｙ方向用として、
それぞれ２ケずつ３設けられている。次に、ボール１１
を回転することにより、ボール１１０表面に設けた凹凸
部をセンサー１♂姦よりその移動量を検出し、その信号
をワイヤ１９を通してコンピュータに伝送する。
この信号検出方法として、第４図にその構成を示す。第
４図において、光センサ−２０には光を発光する発光部
２４と反射した光を受ける受光部２６とがあり光ファイ
バ等を使用する。ボール１１は表面の凹部には光が反射
しないような処置が促されており、凸部のみ光を反射す
るようになっている。光センサ−２０はＸ％Ｙ方向にそ
れぞれ２ケずつ構成されており、ボール１１０回転方向
、移動量を検出するようになっている。例えば、ボール
１１が第４図に示す状態にある場合、光センサ−２０ａ
はボール１１の凸部上にあるので光を検出し、光センサ
−２Ｃ１ｂはボール１１の凹部上にあるので光を検出し
ない。
次に、第５図を参照して本発明の第２実施例について説
明する。第５図は本発明の信号検出方法を示すセンサ一
部の構成を示す断面図である。第６図において、１１は
表面に凹凸部を設けたボールであり、２１　　ａ、２１
　　ｂは磁気を感知する磁気センサーである。
以上のような構成において、以下その動作につき説明す
る。
第５図において、磁気センサー２１ａ及び２１ｂはＸ、
Ｙ方向にそれぞれ２ケ配置し、例えば、磁気抵抗素子等
を使用する。また、ボール１１は磁性体を使用する。ボ
ール１１０表面に設けた凸部と磁気センサー２１ａ、２
１ｂが近接すると、磁気センサー２１ａ、２１ｂの信号
出力は増加し、ボール１１の表面に設けた凹部と磁気セ
ンサー２１ａ、２１ｂが近接すると磁気センサー２１ａ
、２１ｂからの信号出力は減少する。この結果、ボール
１１が回転することにより、その移動量を・Ｘ、Ｙの両
方向につき検出することができる。
次に、第６図を参照して本発明の第３実施例について説
明する。第６図は本発明の信号検出方法を示すセンサ一
部の構成を示す断面図である。第６図において、１１は
表面に凹凸部を設けたボールであり、２２−ａ、２２　
　ｂは電極からなる静電容量を検出するセンサーである
。
以上のような構成において、以下その動作につき説明す
る。
第６図において、静電容量を測定するセンサーはボール
１１の回転のＸ、Ｙ両方向を検出するための２２ａ、２
２−ｂの２ケの電極を配置し、電極２２ａ、２２ｂとボ
ール１１に数Ｍｆｌｚの帰還型高周波発振回路を構成す
る。この結果、電極２２ａ、２２ｂとボール１１の表面
に設けた凹凸部との距離の大小によって、両開の静電容
量が変化し、つまり、凸部では大きく、凹部では小さく
なり、ボール１１の回転に伴う移動量を検出することが
できる。
次に、第７図を参照して本発明の第４実施例について説
明する。第７図は本発明の信号検出方法を示すセンサ一
部の構成を示す断面図である。第７図において、１１は
表面に導電部、絶縁材２４部を設けたボールであり、２
３ａ、２３ｂはボール１１の表面に接触してなるブラシ
である。
以上のような構成において、以下その動作につき説明す
る。
第７図において、ボール１１の表面に凹部な設け、その
凹部には絶縁材２４を埋め込み、この表面に接触して先
端が球状になったブラシ２３ａ、２３ｂを配置する。ブ
ラシ２３ａ、２３ｂはＸ、　Ｙ両方向用として２ケ配置
し、ボール１１が回転し、ボール１１とブラシ２３ａ、
２３ｂに通電することにより、ボール１１とブラシ２３
ａ、２３ｂの接触時のみ電流が流れ、絶縁材２４部にブ
ラシ２３ａ、２３ｂが接触した時は両者間に電流は流れ
ない。
この両者間で発生する信号を検出することにより、ボー
ル１１０回転に伴う移動量が検出できる。次に、この信
号をコンピュータへ入力する。
以上のように、ボールの表面に凹凸部、もしくは一部埋
め込み部を形成することにより、ボール自体がセンサー
の検出物になるためボール周辺にボールの回転方向、移
動量を検出するための機構を必要とせず、小型のペン型
のコンピュータ入力装置を構成することができる。
発明の効果 以上のように本発明は、各種センサーによってボールの
表面の凹凸部、もしくは一部埋め込み部を検出すること
で、ペン型で思い通りに描画入力でき、操作しやすいコ
ンピータ入力装置を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の第１実施例におけるペン型のコンピュ
ータ入力装置の全体構成図、第２図は本発明の第１実施
例におけるペン型のコンピュータ入力装置の外観を示す
構成図、第３負清禾発明の第１実施例におけるボール部
の一部断面構成図、第４図は本発明の第２実施例におけ
るボール部の一部断面構成図、第６図は本発明の第３実
施例におけるボール部の一部断面構成図、第６図は本発
明の第４実施例におけるボール部の一部断面構成図、第
７図は本発明の第６実施例におけるボール部の一部断面
構成図である。 １・・・ペン型のコンピュータ入力装置、１１・・・ボ
ール、１４・・・保持体、１７・・・壁部、１８・・・
センサー２０ａ、２０ｂ−光センサ−，２１ａ、２１ｂ
−磁気センサー、２２ａ、２２ｂ−電極、２３ａ　、　
２３ｂ　−ブラシ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 （１）表面に複数の凹凸部、もしくは一部埋め込み部を
    形成したボールと、前記ボールを接触させ任意の方向に
    自在に回転できるように保持する保持機構と、前記ボー
    ルの回転に伴つて前記ボールの表面の凹凸部、もしくは
    一部埋め込み部をセンサーにより検出し、前記ボールの
    回転方向と移動量をＸ、Ｙ方向に解析し、出力する手段
    とを具備してなることを特徴とするペン型のコンピュー
    タ入力装置。 （２）センサーは受発光素子の発光部から発した光を前
    記ボールの表面に照射し、その反射光量の変化を受光部
    で検出し、出力する手段によつて前記ボールの回転方向
    と移動量を検出する請求項１記載のペン型のコンピュー
    タ入力装置。 （３）センサーは磁気抵抗素子からなる磁気センサーを
    用い、磁性体を材料としたボールの表面の凹凸部を前記
    磁気抵抗素子の磁気抵抗値の変化を検出し、出力する手
    段とによつて前記ボールの回転方向と移動量を検出する
    請求項１記載のペン型のコンピュータ入力装置。 （４）センサーとして電極を用い、この電極とボールは
    、数ＭＨｚの帰還型高周波発振回路を構成し、帰還型Ｒ
    Ｃブリッジの一辺を検出電極とし、前記検出電極と前記
    ボールの表面の凸、凹部間の静電容量の変化を検出し、
    出力する手段とによつて前記ボールの回転方向と移動量
    を検出する請求項１記載のペン型のコンピュータ入力装
    置。 （６）ボールの表面に接触してブラシを設け、前記ボー
    ルとブラシの導通の有無を検出し、出力する手段とによ
    つて前記ボールの回転方向と移動量を検出する請求項１
    記載のペン型のコンピュータ入力装置。
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