JPH05233146A - 3次元入力装置 - Google Patents

3次元入力装置

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Publication number
JPH05233146A
JPH05233146A JP4073183A JP7318392A JPH05233146A JP H05233146 A JPH05233146 A JP H05233146A JP 4073183 A JP4073183 A JP 4073183A JP 7318392 A JP7318392 A JP 7318392A JP H05233146 A JPH05233146 A JP H05233146A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ring
rotary ring
rollers
track ball
input device
Prior art date
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Pending
Application number
JP4073183A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideki Tsukishima
秀樹 朏島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Publication of JPH05233146A publication Critical patent/JPH05233146A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 トラックボールの外周に配置した大径の回転
リングを簡単な構造で、安定良く支持することができ、
組立てや分解も簡単に行えるようにすること。 【構成】 トラックボール1の外周に配置された大径の
回転リング2の円筒部2bを小径の複数のコロ13a、
13cによって回転自在に支持し、これらのコロのうち
1つを可動式コロ13aに構成して、その可動式コロ1
3aを圧着バネ17によって回転リング2の円筒部2b
に圧着させたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、3次元映像特殊効果装
置やコンピュータグラフィック作成装置等に適用するの
に最適な3次元入力装置に関し、特に、トラックボール
とその外周に配置された回転リングとを備えたものに関
する。
【0002】
【従来の技術】本発明の出願人は、3次元映像特殊効果
装置やコンピュータグラフィック作成装置等にに適用さ
れる3次元入力装置として、例えば特開平2−2828
18号公報に記載されたものを先に出願している。
【0003】この先願の3次元入力装置は、2軸方向に
回転可能に構成されて、2次元方向の入力信号を発生す
るトラックボールと、そのトラックボールの外周に配置
されて、3次元方向の入力信号を発生する回転リングと
を備えたものである。そして、オペレータが例えば右手
の中指、人差し指、薬指の3本でトラックボールを2軸
方向に回転操作しながら、同時に、回転リングを親指で
回転操作することにより、画面に表示された3次元対象
物に3次元のデータを同時に入力できるようにして、そ
の3次元対象物をリアルタイムで3次元的に移動或いは
回転させることができるようにしたものである。
【0004】そして、この先願の3次元入力装置では、
トラックボールの3点を3つの支持ローラによって支持
し、回転リングをトラックボールの外周に配置された大
径のボールベアリングによって支持させていた。その
際、トラックボールの外周と回転リングの内周との間に
配置されたトラックボールの押えリングを複数のスタン
ドを介してシャーシ上に複数のネジによってネジ止め
し、その押えリングの外周に上記ボールベアリングの内
周を圧入し、そのボールベアリングの外周に回転リング
の円筒部を圧入していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、先願の3次元
入力装置のように、トラックボールの外周に配置された
大径のボールベアリングによって回転リングを支持する
方式では、高価なボールベアリングを使用しなければな
らず、著しくコスト高につく。また、大径のボールベア
リングの内外周に押えリング及び回転リングを圧入し、
押えリングを複数のスタンドを介してシャーシ上に複数
のネジによってネジ止めする構造は、組立てや分解が非
常に面倒である。また、大径のボールベアリングの内外
周を押えリング及び回転リングに圧入する構造は、その
大径の圧入部の製造時の寸法管理を高精度に行う必要が
あって、製造コストが高くつくと言う問題があった。
【0006】本発明は、上記の問題を解決するためにな
されたものであって、回転リングを簡単な構造で、安定
良く支持することができ、組立てや分解も簡単な3次元
入力装置を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の3次元入力装置の請求項1は、2軸方向に
回転自在に構成されて、2次元方向の入力信号を発生す
るトラックボールと、上記トラックボールの外周に配置
されて、3次元方向の入力を発生する回転リングとを備
えた3次元入力装置において、上記回転リングの大径の
円筒部を複数の小径のコロによって回転自在に支持させ
たものである。請求項2は、上記複数のコロのうちの1
つを可動式コロに構成し、この可動式コロを上記回転リ
ングの円筒部に圧着バネで圧着させたものである。請求
項3は、上記トラックボールの外周と上記回転リングの
内周との間に配置された押えリングを上記トラックボー
ルの外周に配置された固定用のネジ筒に着脱可能に螺合
したものである。
【0008】
【作用】上記のように構成された本発明の3次元入力装
置の請求項1は、トラックボールの外周に配置された大
径の回転リングの円筒部を小径の複数のコロによる簡単
な構造で支持できる。請求項2は、複数のコロのうちの
1つが可動式コロに構成され、この可動式コロを圧着バ
ネによって回転リングの円筒部に圧着させるので、回転
リングの部品精度によるガタツキをなくすことができ
る。請求項3は、押えリングをトラックボールの外周に
配置された固定用のネジ筒に着脱可能に螺合したので、
押えリングを回転操作するだけで、押えリングの脱着を
行える。
【0009】
【実施例】以下、本発明を適用した3次元入力装置の一
実施例を図を参照して説明する。
【0010】まず、球状のトラックボール1と、その外
周に配置される大径の回転リング2と、トラックボール
1の外周と回転リング2の内周との間に配置される押え
リング3とを有している。そして、水平なメインシャー
シ4の上部に水平なサブシャーシ5が複数のスタンド6
を介して複数のネジ7によってネジ止めされている。
【0011】そして、サブシャーシ5の中央部の上部に
ネジ筒9が一体で垂直に形成され、このネジ筒9の下部
でメインシャーシ4上に水平な3つの支持ローラ10
a、10b、10cが水平な支軸11a、11b、11
cによってほぼ120°間隔で回転自在に取付けられて
いる。そして、ネジ筒9内に挿入されたトラックボール
1の下部側の3点が3つの支持ローラ10a、10b、
10c上に自重によって点接触状態で載置されて、この
トラックボール1がネジ筒9内の中央部で2軸方向に回
転自在に支持されている。
【0012】次に、サブシャーシ5の外周部の上部に垂
直な3つの小径のボールベアリング等からなる小径のコ
ロ13a、13b、13cが垂直な支軸14によって1
20°間隔で回転自在に取付けられている。この際、1
つのコロ13aは可動式コロに形成されていて、この可
動式コロ13aはサブシャーシ5上に垂直な支点軸15
を中心に水平面内で矢印a、b方向に回転自在に取付け
られた支持レバー16の先端側の上部に垂直な支軸14
aを介して取付けられている。また、他の2つのコロ1
3b、13cは固定式コロに形成されていて、これらの
固定式コロ13b、13cはサブシャーシ5上に垂直な
支軸14b、14cを介して直に取付けられている。そ
して、支持レバー16はサブシャーシ5との間に架設さ
れた引張りコイルバネからなる圧着バネ17によって矢
印b方向に回転付勢されている。そして、支持レバー1
6の先端の下部に垂直に取付けられたピン18と、サブ
シャーシ5に形成されて上記ピン18が遊嵌された長孔
19とによる回転規制構造によって、支持レバー16及
び可動式コロ13aの矢印a、b方向の移動量を規制す
るように構成されている。
【0013】そして、回転リング2の上面2aが逆円錐
状に形成され、その外周の下部には大径で垂直な円筒部
2bと大径で水平なスリット円板2cとが一体又は分割
構造によって形成されている。そして、円筒部2bの内
周の下端側に水平に形成された大径で環状のコロ嵌合溝
20内に3つのコロ13a、13b、13cの外周が圧
着バネ17に抗して嵌合されて、回転リング2がトラッ
クボール1の外周でほぼ同一中心の周りに水平面内で回
転自在に支持されている。
【0014】次に、押えリング3の上面3aも逆円錐状
に形成され、その下部に小径で垂直な円筒部3bが一体
に形成されている。そして、その円筒部3bの外周に形
成された雄ネジ22をネジ筒9の内周に形成した雌ネジ
23に着脱可能に螺合することにより、この押えリング
3がトラックボール1の外周と回転リング2の内周との
間に着脱可能に取付けられている。そして、この押えリ
ング3の内外周縁3c、3dによってトラックボール1
の外周面1aと回転リング2の内周段部2dとを上方か
ら押え込んで、これらトラックボール1及び回転リング
2の上方への浮上りを防止している。そして、トラック
ボール1の外周面1aの頂部が押えリング3の上方に突
出されている。
【0015】次に、回転リング2の外周を覆うカバー2
5が複数のスタンド26を介して複数のネジ27によっ
てメインシャーシ4上にネジ止めされている。
【0016】次に、トラックボール1の互いに直角な2
軸方向の回転を検出する2つのエンコーダ29a、29
bが、3つの支持ローラ10a、10b、10cのうち
互いに直角な2つの支持ローラ10a、10bの支軸1
1a、11bに固着されたスリット円板30a、30b
とメインシャーシ4上に取付けられた各一対のフォトカ
プラ31a、31bとによって構成されている。また、
回転リング2の回転を検出するエンコーダ32がスリッ
ト円板2cとメインシャーシ4上に取付けられた一対の
フォトカプラ33とによって構成されている。
【0017】この3次元入力装置は、オペレータが例え
ば右手の人差し指、中指、薬指の3本でトラックボール
1を2軸方向に回転操作すると同時に、親指で回転リン
グ2を回転操作することができる。そして、トラックボ
ール1の自重及び支持ローラ10a、10bとの摩擦に
よって、トラックボール1の回転方向及び回転量に応じ
て、2つの支持ローラ10a、10bと一体に2つのス
リット円板30a、30bが回転され、2つのエンコー
ダ29a、29bによって、トラックボール1の回転方
向及び回転量が検出される。また、回転リング2と一体
にスリット円板2cが回転されて、残りのエンコーダ3
2によって回転リング2の回転方向及び回転量が検出さ
れる。
【0018】この結果、3つのエンコーダ29a、29
b及び32から例えば3次元座標のX軸、Y軸及びZ軸
に相当する3次元方向の入力信号をリアルタイムで発生
させることができ、この3次元方向の入力信号によっ
て、画面に表示された3次元対象物をリアルタイムで3
次元方向に移動或は回転させることができる。
【0019】ところで、この3次元入力装置によれば、
大径の回転リング2を大径で高価なボールベアリングを
用いることなく、小径で安価な3つのコロ13a、13
b、13cからなる簡単で安価な支持構造によって支持
されている。
【0020】しかもこの際、圧着バネ17による矢印a
方向のバネ力F1 によって可動式コロ13aが回転リン
グ2の円筒部2bの内周に形成されているコロ嵌合溝2
0に圧着され、そのバネ力F1 の反力の分力F2 、F3
によって2つの固定式コロ13b、13cがコロ嵌合溝
20に圧着されている。
【0021】従って、部品精度に捕われることなく、3
つのコロ13a、13b、13cを無調整でコロ嵌合溝
20の3点に均一に圧着させることができて、回転リン
グ2の部品精度によるガタツキをなくし、回転リング2
を3つのコロ13a、13b、13cの外周で円滑に回
転させることができる。
【0022】また、支持レバー16のピン18と長孔1
9とによる回転規制構造は、圧着バネ17が図3で矢印
b方向に必要以上に強く引張られて損傷されることを防
止すると共に、可動式コロ13aが図3で矢印b方向に
一定量以上に移動してコロ嵌合溝20から外れることを
防止している。
【0023】次に、押えリング3はサブシャーシ5のネ
ジ筒9の雌ネジ23に雄ネジ22によって螺合されてお
り、この押えリング3を雌ネジ23に対して捩込み方向
(右回り)に回転するだけでネジ筒9に取付けることが
でき、この押えリング3を雌ネジ23に対して緩み方向
(左回り)に回転するだけでネジ筒9に取外すことがで
きる。
【0024】従って、押えリング3のサブシャーシ5に
対する脱着を極めて簡単に行うことができ、押えリング
3を外せば、トラックボール1及び回転リング2を容易
に分解できる。この際、可動式コロ13aの図2の圧着
力F1 によって、回転リング2の円筒部2bのコロ嵌合
溝20を3つのコロ13a、13b、13cの外周に嵌
合させているので、可動式コロ13aを圧着バネ17に
抗して図2で矢印b方向に逃がすだけで、回転リング2
を容易に分解することができる。また、その逆に、トラ
ックボール1、回転リング2及び押えリング3の順に上
方から簡単に組立てることができる。
【0025】以上、本発明の一実施例に付き述べたが、
本発明は上記の実施例に限定されることなく、本発明の
技術的思想に基づいて各種の変更が可能である。
【0026】
【発明の効果】以上のように構成された本発明の3次元
入力装置は次のような効果を奏する。
【0027】請求項1は、トラックボールの外周に配置
された大径の回転リングの円筒部を小径の複数のコロに
よる簡単な構造で支持できるようにしたので、従来のよ
うに、大径のボールベアリングを使用しなくても良くな
り、大巾なコストダウンを図ることができる。請求項2
は、複数のコロのうちの1つを可動式コロに構成し、こ
の可動式コロを圧着バネによって回転リングの円筒部に
圧着させるようにして、回転リングの部品精度によるガ
タツキをなくすことができるようにしたので、部品精度
に捕われることなく、複数のコロを回転リングの円筒部
に無調整で均一に圧着させて、回転リングを円滑に回転
させることができる。従って、製造時の調整事項を省く
ことができて、製造工数を削減できると共に、製造時の
寸法管理を高精度に行う必要もなくなり、製造コストを
大巾にダウンできる。請求項2は、複数のコロのうちの
1つを可動式に構成したので、回転リングの組立てや分
解を容易に行える。請求項3は、押えリングをトラック
ボールの外周に配置された固定用のネジ筒に着脱可能に
螺合して、押えリングを回転操作するだけで、押えリン
グの脱着を行えるようにしたので、この押えリングの脱
着を簡単に行えて、トラックボール及び回転リングの組
立てや分解を容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による3次元入力装置を示す
図2のA−A矢視での断面側面図である。
【図2】同上の3次元入力装置全体の一部切欠き平面図
である。
【図3】同上の3次元入力装置の可動式コロとエンコー
ダの一部を示す一部切欠き平面図である。
【図4】同上の3次元入力装置の一部の分解斜視図であ
る。
【図5】同上の3次元入力装置全体の分解斜視図であ
る。
【符号の説明】
1 トラックボール 2 回転リング 2b 回転リングの円筒部 3 押えリング 4 メインシャーシ 5 サブシャーシ 9 ネジ筒 10a、10b、10c 支持ローラ 13a 可動式コロ 13b、13c 固定式コロ 16 支持レバー 17 圧着バネ 22 雄ネジ 23 雌ネジ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】2軸方向に回転自在に構成されて、2次元
    方向の入力信号を発生するトラックボールと、 上記トラックボールの外周に配置されて、3次元方向の
    入力を発生する回転リングとを備えた3次元入力装置に
    おいて、 上記回転リングの大径の円筒部を複数の小径のコロによ
    って回転自在に支持させたことを特徴とする3次元入力
    装置。
  2. 【請求項2】上記複数のコロのうちの1つを可動式コロ
    に構成し、この可動式コロを上記回転リングの円筒部に
    圧着バネで圧着させたことを特徴とする請求項1に記載
    の3次元入力装置。
  3. 【請求項3】上記トラックボールの外周と上記回転リン
    グの内周との間に配置された押えリングを上記トラック
    ボールの外周に配置された固定用のネジ筒に着脱可能に
    螺合したことを特徴とする請求項1に記載の3次元入力
    装置。
JP4073183A 1992-02-25 1992-02-25 3次元入力装置 Pending JPH05233146A (ja)

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JP4073183A JPH05233146A (ja) 1992-02-25 1992-02-25 3次元入力装置

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JP4073183A JPH05233146A (ja) 1992-02-25 1992-02-25 3次元入力装置

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JPH05233146A true JPH05233146A (ja) 1993-09-10

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ID=13510771

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JP4073183A Pending JPH05233146A (ja) 1992-02-25 1992-02-25 3次元入力装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6215473B1 (en) 1997-06-19 2001-04-10 Alps Electric Co., Ltd. Data input apparatus
KR100481944B1 (ko) * 2000-02-07 2005-04-13 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 트랙 볼 장치 및 이를 이용한 전자기기
WO2015038521A3 (en) * 2013-09-10 2015-05-14 Bose Corporation Annular rotary user interfaces and related devices and systems

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