JPH05303468A - トラックボール座標入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ディスプレイ装置の表示画面上のカーソルなど
の移動速度と、トラックボールの回転量の比を可変制御
することでカーソルなどを高速に動かすこと。 【構成】回転球が本体に対して回転及び押圧自在に保持
されており、移動量検出部１が上記回転球の回転量を表
示画面上のカーソルなどの移動量として検出し、圧力検
出部２が上記回転球に対する押下圧力を検出する。そし
て、移動量出力制御部３が上記圧力検出部により検出さ
れた上記回転球に対する押下圧力の情報に基づいて上記
移動量を増減変化し、制御信号をコンピュータ本体へ出
力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばディスプレイ装
置等の表示画面上のカーソル等の移動情報を入力するト
ラッックボールの座標情報入力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ディスプレイ装置のカーソル等
を移動させる為の座標入力装置としては、キーボードの
カーソルキーやマウス、ジョイスティック、トラックボ
ール等が挙げられる。そして、これら座標入力装置で
は、ディスプレイ装置の表示画面上のカーソル等の動き
を操作者が目で確認しながら、その操作を調整するとい
ったフィードバックによる方法を行っている。

【０００３】このような座標入力装置の中で、特にマウ
スやトラックボールは、ボールの転がる移動距離とカー
ソルなどの移動距離が比例するので、人間の操作感覚に
合致し、最もフィードバックを行いやすい。更に、トラ
ックボールはマウスの様に広い操作スペースを必要とし
ないといった利点もある。

【０００４】例えば、特開平３−１５６５２１号公報で
は、排他的に動作する異なる信号生成比を持つ複数の信
号発生器をＸ，Ｙ軸それぞれに有し、外力によっていず
れかの１組を選択する機構を備えたことを特徴とする相
対座標入力装置に関する技術が開示されている。

【０００５】今日、パーソナルコンピュータ、ワークス
テーション等のコンピュータ装置で最も多く使用されて
いる座標入力装置はマウスであるが、このマウスは２つ
の直交軸に関する２次元座標情報を入力するのには良く
ても、３つの直交軸に関する３次元座標情報を入力する
のには向いていない。そこで、ＣＡＤやコンピュータグ
ラフィクス等では３次元の座標入力用にトラックボール
が使われている。

【０００６】例えば、特開平２−２９３９１９号公報で
は、ボールの一部を収容し、該一部より大きい残りの部
分が突出するように上記ボールを支持する筐体と、該筐
体から上記ボールに沿って延びて、上記ボールを回転可
能に筐体に取り付け、且つ上記ボールの直径方向で対向
する面を露出させる保持部材とを具えることを特徴とす
るトラックボール構体に関する技術が開示されている。
以下、図１３を参照して従来のトラックボールについて
説明する。

【０００７】同図に示すように、このトラックボール
は、回転球１１と、回転球１１の一部を露出するために
穴の開いた本体１２と、回転球１１の回転量を検出する
ためのローラ１３ａ，１３ｂ，１３ｃと、回転球１１を
回転自在に保持する図示していない保持部と、上記ロー
ラ１３ａ，１３ｂ，１３ｃにつながった回転球１１の回
転量を電気信号に変換するための図示していない移動量
検出部とで構成されている。

【０００８】そして、これらのトラックボールを使用し
て、例えばディスプレイ装置の表示画面上のカーソル等
を移動させる場合には、掌や指等で回転球１１を移動し
たい方向に回転させる。即ち、ディスプレイ装置を見な
がらカーソル等が所定の位置へ行くように回転球１１を
調節しながら回転させれば良い。

【０００９】ここで、通常の２次元のＸ，Ｙ方向の入力
は、図１４（ａ）に示すように掌等により回転球１１を
転がすことで行い、３次元目のＺ方向の入力は、図１４
（ｂ）に示すように回転球を摘んで回すことで行う。こ
のように、トラックボールは回転球１１を掌、指先で回
転させることで、ディスプレイ装置の表示画面上の任意
の位置にカーソル等を位置決めすることができる。一
方、図１５は、従来のトラックボールとキーボードを用
いた入力装置の構成を示す図である。

【００１０】同図におけるトラックボール５３をマウス
に置き換えた入力装置形態は従来より多く使用されてい
るが、本装置は、トラックボール５３によりカーソルな
どを動かして位置情報等を入力し、文字情報等を入力す
るときはキーボード５２に手を移して入力を行うことに
特徴を有している。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来のトラックボールは、ディスプレイ装置の
表示画面上でカーソルなどを大きく移動させようとした
場合に、回転球を何回も回転運動させなければならな
い。

【００１２】そして、仮に一回の手の運動でカーソルが
大きく移動するように回転球１１の回転量とカーソルな
どの移動量の比率を決定すると、今度は位置決めの微調
整が困難になってしまう。

【００１３】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、ディスプレイ装置の表示
画面上のカーソルなどの移動量とトラックボールの回転
量の比を可変制御することで、カーソルなどを高速に動
かすことにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のトラックボール座標入力装置は、回転球
と、該回転球を回転及び押圧自在に保持する本体とを有
するトラックボール座標入力装置において、上記回転球
の回転量を移動量として検出する移動量検出手段と、上
記回転球に対する押下圧力を検出する圧力検出手段と、
上記圧力検出手段により検出された上記回転球に対する
押下圧力の情報に基づいて上記移動量を制御する移動量
出力制御手段とを具備することを特徴とする。

【００１５】

【作用】即ち、本発明のトラックボール座標入力装置で
は、回転球が本体に対して回転及び押圧自在に保持され
ており、移動量検出手段により上記回転球の回転量が移
動量として検出され、圧力検出手段により上記回転球に
対する押下圧力が検出され、移動量出力制御手段により
上記圧力検出手段により検出された上記回転球に対する
押下圧力の情報に基づいて上記移動量が制御される。

【００１６】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。

【００１７】図１（ａ）は本発明の第１の実施例の概念
図である。同図に示すように、本実施例は回転球の回転
量を検出し、その回転量に基づいてカーソル等の移動量
を検出する移動量検出部１と、回転球への押下圧力を検
出する圧力検出部２と、該圧力検出部２により検出され
た圧力の情報に基づいて移動量の出力を制御する移動量
出力制御部３とで構成されている。

【００１８】このような構成において、操作者が回転球
を操作してディスプレイ装置の表示画面上のカーソルな
どを移動させるときに回転球を押下しながら操作する
と、押下する圧力を変えることによって、回転球の回転
量とカーソルなどの移動量の比率を変化させることがで
きる。図２は、第１の実施例に係るトラックボール座標
入力装置の詳細な構成を示す図である。

【００１９】同図に示すように、回転球１１と、該回転
球１１の回転量を検出するためのローラ１３ａ，１３
ｂ、回転球１１を回転自在に保持する保持部１４、回転
球１１を押下されても回転量を変わらず検出するため回
転球１１とローラ１３ａ，１３ｂを保持し回転球１１に
与えられた圧力により上下に微動可能な構体１５、構体
１５の動き量により抵抗値を変える可変抵抗器１６、構
体１５を支えるスプリング１７、そして本体１２により
構成されている。

【００２０】このような構成において、回転球１１を掌
や指で転がすと、ローラ１３ａ，１３ｂが回転し、図示
していないローラ１３ａ，１３ｂに接続された移動量検
出器により電気信号が出力され、コンピュータ本体へこ
の電気信号が送られる。

【００２１】そして、図３に示すように回転球１１を押
しながら転がした場合には、回転球１１に加えられた押
下圧力により構体１５自体が押下され、それにより可変
抵抗器１６が動かされて抵抗値が変化する。この変化量
を図示していない圧力検出部で信号に変換し、その信号
に基づいて図示していない移動量出力制御部が移動量検
出部からの信号を増減変化させる。

【００２２】さらに、回転球１１を押下したときに移動
量検出部からの信号を増加させるようにした場合には、
ディスプレイ装置の表示画面上でカーソルなどを高速で
移動させたいときにはトラックボールを押しながら回転
させ、微小に移動したいときには押さずにそのまま回転
させればよい。このとき、弱く押下しながら回転させた
ときは少し早く動かすことができ、強く押下しながら回
転させたときは更に高速に動かすことができる。

【００２３】本実施例では、回転球１１を押下しながら
回すことにより、手を往復運動させて回転球１１を何回
も回さなくても、ディスプレイ装置の表示画面上でカー
ソルなどを大きく移動させることができ、且つ、回転球
１１を押下しないことでカーソルを微小に移動させるこ
とも可能である。さらに、上記可変抵抗器１６の代りに
図４に示すような感圧導電ゴム１８を用いることもでき
る。次に、本発明の第２実施例について説明する。

【００２４】図１（ｂ）は本発明の第２の実施例の概念
図である。同図に示すように、トラックボール装置部４
と、キー押下検出部５、キー押下検出部５の発生キーコ
ードの変更を指示するボタン押下検出部６、キー押下検
出部５のキー押下情報を変化させるキーコード変換部７
とで構成されている。

【００２５】このような構成において、ボタン押下検出
部６によりキーコードの変更が指示されると、キーコー
ド変更部７により押下検出部５の発生キーコードが変更
される。図５は、第２の実施例に係るトラックボール座
標入力装置の外観図である。

【００２６】同図に示すように、キーボード操作者側手
前にパームレストのあるキーボード本体５２と、トラッ
クボール５０と、ボタンスイッチ５１とで構成されてい
る。このような構成において、図６に示すように、操作
者はキーボード５２より文字等を入力していて、カーソ
ルなどを移動させる必要が生じたときにスペースキーの
上に置いてあった親指を手前に持ってきてトラックボー
ル５０を親指で操作する。この時、従来のトラックボー
ルだけの構成では、親指を何回も往復運動させないとカ
ーソルなどを大きく移動させることができないが、本発
明のトラックボール５０ならば、押下圧力を調節しなが
ら操作すれば往復運動が殆ど不要となり操作性も向上す
る。

【００２７】そして、カーソルなどを目的の位置へ移動
させた後、もう片方の手の親指をやはり手前にもって来
て、ボタン５１を押しながらキーボード５２のキーを押
すことで、キーボード５２の各キーへの押下を、通常の
文字コードを発生させるものとしてではなく、座標入力
装置のボタン押下動作に変化させることもできる。

【００２８】例えば、座標入力装置として多く使用され
ているマウスでは、機能スイッチとして１つ乃至３つの
ボタンを持っているものが多いが、それらのマウスのス
イッチの機能を、例えばキーボード５２における
“Ｊ”、“Ｋ”、“Ｌ”キーなどに割り付け、ボタン５
１を押しながら上記各キーを押した時には、マウスの機
能スイッチとして働くようにしておけば、手の親指でト
ラックボール５０を操作し、右手の人指し指、中指、薬
指でボタン操作を行うことができる。

【００２９】本実施例では、このようにキーボード５２
のホームポジションから指を離すことなくカーソルなど
を移動させ、且つ位置情報を入力することができる。さ
らに、キーコード変換部でのキーの対応の仕方は可変に
しておけば、操作者の好みによってキーを割り当てるこ
とができる。また、本実施例ではスペースキーの手前右
側にトラックボールを左側に押しボタンを配置している
が、このような配置では左ききの人には使いずらくな
る。そこで、図７（ａ）に示すように、左側にトラック
ボール５０、右側にボタン５１を配置することで、左利
きの人の操作性を向上させることができる。

【００３０】さらに、図７（ｂ）に示すように、中央に
トラックボール５０、左右に同じボタン５１ａ，５１ｂ
を配置することで、右利き、左利きの人共に使用可能と
することができる。また、ボタン５１は押下した状態で
ロック可能としておけば、キーボードからの入力を必要
とせず、トラックボールだけを使う時に片手だけで使用
することもできる。次に、本発明の第３の実施例につい
て説明する。

【００３１】図１（ｃ）は本実施例の概念図である。同
図に示すように、本実施例は第１の実施例の構成に圧力
検出信号制御部８と、該圧力検出信号制御部にトリガを
与えるスイッチ９と、メモリ１０とを更に設けたことに
特徴を有する。

【００３２】このような構成により、圧力検出部２に対
する押下圧力に基づいて可変される表示画面上のカーソ
ルなどの移動速度が所望とするものになった場合に、ス
イッチ９を押すことによって、その時の圧力信号制御部
８の圧力信号がメモリ１０に記憶され、以降、再びスイ
ッチが押されるまでは、圧力検出部２からの信号を無視
し、メモリ１０に記憶された圧力信号を圧力検出信号制
御部８より移動量出力制御部３へ出力される。

【００３３】そして、メモリ１０に記憶された信号を出
力中にスイッチ９が押されたならば、メモリ１０の内容
をクリアし、圧力検出信号制御部からの信号をパススル
ーに移動量出力制御部３へ出力される。このように、本
実施例によれば、スイッチの操作により表示画面上のカ
ーソルなどの移動速度を所望とする値に設定することが
できる。

【００３４】以上、本発明のトラックボール座標入力装
置の第１乃至第３の実施例について説明したが、本発明
は、図８に示すように回転球１１と本体１２とを磁力に
より吸引保持するようなトラックボールにも適用するこ
とができる。図９は、このような磁力により回転球１１
と本体１２を吸引保持するトラックボールの具体例の構
成を示す図である。

【００３５】同図に示すように、磁性体によってできた
回転球１１と、回転量を検出するためのローラ１３ａ，
１３ｂ，１３ｃ、回転球１１を回転自在に保持する図示
していない保持部、ローラに接続されていて回転量を電
気信号に変換する図示していない移動量検出部、本体１
２に固定された回転球１１を吸引する磁石１９、そして
本体１２とで構成されている。

【００３６】このような構成において、回転球１１を
掌、指等で転がすと、ローラ１３ａ，１３ｂ，１３ｃが
回転し、図示していないローラ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ
に接続された移動量検出部により電気信号に変換され、
コンピュータ本体へ信号が送られる。この時、回転球１
１の大部分が露出しているため、操作者は回転球１１を
例えば指で摘んだり掌全体で掴んだりといった任意の方
法で操作することができる。

【００３７】本発明をこのようなトラックボールに適用
した場合、回転球１１の大部分が露出しているため操作
性を向上させることができる。さらに、磁力によって回
転球１１と本体が回転自在に保持されるため回転球１１
が不用意に分離することもなくなるといった効果もあ
る。

【００３８】この他、磁力により回転球１１と本体１２
を吸引保持するトラックボールの具体例としては、図１
０に示すような回転球１１の表面に操作者が手で触った
時の感触を良くするために、回転球１１に合成樹脂やゴ
ムなどをコーティング２０したトラックボールがある。

【００３９】さらに、図１１に示すような、本体に磁石
１９の換わりとして磁性体２２を用いて回転球１１の代
わりにゴム磁石等の自ら磁力を発する材質を用いた回転
球２１を持つトラックボールや、図１２に示すような回
転球１１に磁性体を用いずに、内部が空洞となっている
回転球１１の中に磁性体の球体２３を回転自在に置くこ
とによって、回転体１１と本体１２とを磁力によって吸
引したトラックボールがある。

【００４０】以上詳述したように、本発明のトラックボ
ール座標入力装置では、トラックボールにおける回転球
１１の回転速度に応じた表示画面上のカーソルなどの移
動速度を回転球１１に対する押下圧力により可変するこ
とができる。

【００４１】さらに、このようなトラックボールとキー
ボードを組み合わせることにより、従来マウスにおいて
採用されていたようなスイッチの機能を、例えばキーボ
ードにおける所定キーに割り付けることができる。そし
て、上記表示画面上のカーソルなどの移動速度を固定す
ることも可能である。

【００４２】また、前述したような磁力により回転球１
１と本体１２とを吸引保持するようなトラックボールに
本発明を採用した場合には、回転球１１の大部分が露出
されるため操作性が向上し、回転球１１が不用意に分離
することもなくなる。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、ディスプレイ装置の表
示画面上のカーソルなどの移動量とトラックボールの回
転量の比を可変制御することでカーソルなどを高速に動
かすことができるトラックボール座標入力装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）乃至（ｃ）は本発明の概念図である。

【図２】本発明の第１の実施例に係るトラックボール座
標入力装置の構成を示す図である。

【図３】第１の実施例における回転球１１に圧力を加え
たときの様子を示す図である。

【図４】第１の実施例における可変抵抗器１６の変わり
に感圧導電ゴム１８を用いた改良例を示す図である。

【図５】本発明の第２の実施例に係るトラックボール座
標入力装置の構成を示す図である。

【図６】第２の実施例の操作を説明するための図であ
る。

【図７】（ａ）乃至（ｂ）は第２の実施例の改良例を示
す図である。

【図８】本発明のトラックボール座標入力装置が適用可
能なトラックボールの概要を示す図である。

【図９】本発明のトラックボール座標入力装置が適用可
能なトラックボールの具体例を示す図である。

【図１０】本発明のトラックボール座標入力装置が適用
可能なトラックボールの具体例を示す図である。

【図１１】本発明のトラックボール座標入力装置が適用
可能なトラックボールの具体例を示す図である。

【図１２】本発明のトラックボール座標入力装置が適用
可能なトラックボールの具体例を示す図である。

【図１３】従来のトラックボールの構成を示す図であ
る。

【図１４】従来のトラックボールにおける回転球による
座標入力について説明するための図であり、（ａ）は
Ｘ，Ｙ方向の座標入力、（ｂ）はＺ方向の座標入力を示
す図である。

【図１５】キーボードとトラックボールを組み合わせた
従来例の構成を示す図である。

【符号の説明】

１…移動量検出部、２…圧力検出部、３…移動量出力制
御部、４…トラックボール装置部、５…キー押下検出
部、６…ボタン押下検出部、７…キーコード変換部、８
…圧力検出信号制御部、９…スイッチ、１０…メモリ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転球と、該回転球を回転及び押圧自在
   に保持する本体とを有するトラックボール座標入力装置
   において、 上記回転球の回転量を移動量として検出する移動量検出
   手段と、 上記回転球に対する押下圧力を検出する圧力検出手段
   と、 上記圧力検出手段により検出された上記回転球に対する
   押下圧力の情報に基づいて上記移動量を制御する移動量
   出力制御手段と、を具備することを特徴とするトラック
   ボール座標入力装置。