JPH06149472A - 座標入力装置 - Google Patents

座標入力装置

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JPH06149472A
JPH06149472A JP4297503A JP29750392A JPH06149472A JP H06149472 A JPH06149472 A JP H06149472A JP 4297503 A JP4297503 A JP 4297503A JP 29750392 A JP29750392 A JP 29750392A JP H06149472 A JPH06149472 A JP H06149472A
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JP
Japan
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main body
force sensors
mass body
axes
mass
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Pending
Application number
JP4297503A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroyuki Okochi
啓行 大河内
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.)
Fuji Electric Co Ltd
Fuji Facom Corp
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Fuji Facom Corp
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Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd, Fuji Facom Corp filed Critical Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】転動するボールを用いる回転形に替えて、可動
部を含まない静止形にし摩擦,摩耗のない構造にする。 【構成】本体1 の内部に方形体状の中空部2 が成形さ
れ、そのX方向に直角な各対向面に各X力センサ11,12
が、そのY方向に直角な各対向面に各Y力センサ21,22
が対で取り付けられる。これら各X力センサ11,12 の表
面と、各Y力センサ21,22 の表面と、中空部2 の上面,
下面とに接触する形で、質量Mの球状の質量体3 が支え
られ位置決めされる。本体1 にはスイッチ4 が設けら
れ、これは移動の開始, 終了の各時点に作動される。演
算部5 は、各力センサの出力とスイッチ4 の作動信号と
に基づき、本体1 のX, Yの各軸方向の変位量を求めて
カーソルに対する位置指令をする。スイッチ33は処理指
令用である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、主にCRTディスプ
レイに対し、その画面上でカーソルの移動,位置決めを
おこなうための位置指令用座標データを入力する装置で
あって、とくに転動するボールの回転角速度に応じた周
波数の出力パルスに基づいて位置指令がなされる回転形
に替えて、移動時に質量体に作用する慣性力に基づいて
位置指令がなされる静止形の座標入力装置に関する。
【0002】
【従来の技術】CRTディスプレイ画面におけるカーソ
ルの移動,位置決めをおこなうための座標入力装置とし
ては、従来一般に、マウスが用いられる。マウスは、平
面ないし平面に近い基面を操作面として、この面上をオ
ペレータの手で押されながら移動する。そのときマウス
は、その移動方向と移動距離とに応じた信号を、カーソ
ル位置を指令するX,Yの各軸方向の座標入力として出
力する。
【0003】従来例について、その側面図である図5 を
参照しながら説明する。図5 において、31はボールで、
ケース30によって、あらゆる方向に回転可能に案内さ
れ、基面9 を操作面として、オペレータによってケース
30を介して押されながら基面9の上を転動する。32X,32Y
は、それぞれX,Yの各軸方向に係るパルス発生器と
しての移動センサで、ボール31に近接して設けられ、ケ
ース30に設定された互いに直角なX,Yの各軸方向、た
とえばX軸が紙面と直角方向、Y軸が紙面で横方向の移
動速度に応じた周波数のパルス信号を出力する。
【0004】このパルス信号が、その周波数に応じた
X,Yの各軸方向の移動速度で、かつそのパルス個数に
応じた各移動距離だけカーソルを移動させる。このパル
ス信号は、詳しく言えば、A相とB相との二つのパルス
波形からなり、ボール31の回転方向つまりマウスの移動
方向に応じて、A相がB相より位相が90度だけ進み、ま
たは逆に遅れることになり、図示してない回転方向判別
回路によって、各方向のパルス信号が判別,検出されて
出力される。また、ケース30の上面やや右側に位置する
スイッチ33は、カーソル位置に応じてオペレータによっ
てオン・オフ操作される処理指令用スイッチで、通常2
個ないし3個が設けられる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来例では、転動する
ボール31という可動部を含むから、これを支えるケース
30との間で、塵埃の侵入や摩擦,摩耗といった問題が起
こりやすく、そのために保守が面倒になったり、装置故
障の原因になったりする。したがって、可動部を含まな
い静止部からなる装置が強く望まれる所以である。
【0006】この発明の課題は、従来の技術がもつ以上
の問題点を解消し、転動するボールを用いる回転形に替
えて、可動部を含まない静止形の座標入力装置を提供す
ることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る座標入力
装置は、中空部を内蔵し基面上を移動可能な本体と;こ
の本体の中空部に位置する質量体と;本体側に取り付け
られて質量体外周面と接触し、本体移動時にその質量体
に作用する慣性力の、本体に設定される互いに直角な
X,Yの各軸に係る各方向成分を検出するX,Yの各力
センサと;本体移動の開始,終了の各時点に作動される
スイッチと;このスイッチの作動信号の開始,終了の各
時点間を演算領域として、X,Yの各力センサの出力に
応じた値を時間について二回、定積分することによっ
て、本体のX,Yの各軸方向の変位量に応じた値を求め
る演算部と;を備え、この演算部の出力に基づいて対象
物に対する位置指令がなされる構成である。
【0008】請求項2に係る座標入力装置は、中空部を
内蔵し基面上を移動可能な本体と;この本体の中空部に
位置する質量体と;本体側に取り付けられて質量体外周
面と接触し、本体移動時にその質量体に作用する慣性力
の、本体に設定される互いに直角なX,Yの各軸に係る
各方向成分を検出するX,Yの各力センサと;本体側に
取り付けられて質量体外周面と接触し、質量体に作用す
る重力の、X,Yの各軸のなす面に直角な成分を検出す
るZ力センサと;Z力センサの出力が質量体に作用する
重力に応じた所定値をとる時間領域を演算領域として、
X,Yの各力センサの出力に応じた値を時間について二
回、定積分することによって、本体のX,Yの各軸方向
の変位量に応じた値を求める演算部と;を備え、この演
算部の出力に基づいて対象物に対する位置指令がなされ
る構成である。
【0009】請求項3に係る座標入力装置は、請求項1
または2に記載の装置において、基面が、これに載置さ
れた本体のX,Yの各軸のなす面と平行で、かつ水平面
である。
【0010】
【作用】請求項1に係る座標入力装置では、X,Yの各
力センサによって、本体移動時に質量体に作用する慣性
力の、X,Yの各軸に係る各方向成分が検出され、演算
部により、スイッチの作動信号に基づく、本体移動の開
始,終了の各時点間を演算領域として、検出された慣性
力のX,Yの各軸に係る各方向成分に応じた値が時間に
ついて二回、定積分され、本体のX,Yの各軸方向の変
位量に応じた値が求められ、この各変位量に応じた値が
対象物に対する位置指令とされる。
【0011】請求項2に係る座標入力装置では、X,Y
の各力センサによって、本体移動時に質量体に作用する
慣性力の、X,Yの各軸に係る各方向成分が検出され、
演算部によって、Z力センサの出力が質量体に作用する
重力に応じた所定値をとる時間領域を演算領域として、
検出された慣性力のX,Yの各軸に係る各方向成分に応
じた値が時間について二回、定積分され、本体のX,Y
の各軸方向の変位量に応じた値が求められ、この各変位
量に応じた値が対象物に対する位置指令とされる。
【0012】とくに請求項3に係る座標入力装置では、
基面が、これに載置された本体のX,Yの各軸のなす面
と平行で、かつ水平面であるから、X,Yの各軸に係る
重力の方向成分が零になる。
【0013】
【実施例】この発明に係る座標入力装置の実施例につい
て、以下に図を参照しながら説明する。図1は第1実施
例の側面図、図2は第1実施例の下面図である。これら
の図において、水平な基面9 に沿って実施例が移動操作
される。実施例の本体1 には、互いに直角なX, Yの各
軸が設定され、その内部に方形体状の中空部2 が成形さ
れ、その中空部2 のX方向に直角な各対向面に各X力セ
ンサ11,12 が、Y方向に直角な各対向面に各Y力センサ
21,22 がそれぞれ取り付けられる。なお、X力センサ1
1,Y力センサ21とがプラス側に、X力センサ12,Y力
センサ22とがマイナス側に配置され、それぞれ慣性力成
分のプラス値,マイナス値の検出を担当する。これら各
X力センサ11,12 の表面と、各Y力センサ21,22 の表面
と、中空部2 の上面, 下面とに接触する形で、質量Mの
球状の質量体3 が支えられ位置決めされる。本体1 には
スイッチ4 が設けられ、これは移動の開始, 終了の各時
点に作動される。演算部5 は、後述するように、各力セ
ンサの出力とスイッチ4 の作動信号とに基づき、本体1
のX, Yの各軸方向の変位量を求め、カーソルに対する
位置指令をする。別のスイッチ33は、従来例におけるの
と同様に処理指令用である。
【0014】本体1 は、オペレータによって軽く基面9
に押し付けられながら、これに沿って移動されるとき、
図2 に示すように、その移動時の加速度Aに応じて質量
体3に慣性力Fが作用する。この慣性力Fは、加速度A
と逆向きで、大きさがMAである。そのX, Yの各軸方
向の成分Fx,Fy は、いずれもプラス側であるから、そ
れぞれX力センサ11,Y力センサ21によって検出され
る。ここで、加速度AのX, Yの各軸方向の成分をAx,
Ay とすると、次の各運動方程式が得られる。
【0015】
【数1】 Ax =d2x/dt2 =−Fx/M …(1)
【0016】
【数2】 Ay =d2y/dt2 =−Fy/M …(2) したがって、各式(1) , (2) において、−Fx/M, −F
y/Mをそれぞれ時間tについて2回、移動の開始,終了
の各時点間を演算領域として定積分することによって、
本体1 のX, Yの各軸方向の変位量が求まり、これに応
じてカーソルの位置指令がなされる。ここで、移動の開
始,終了の各時点はスイッチ4 の作動に基づくことは既
に述べたとおりである。
【0017】第2実施例について、図3の第2実施例の
側面図、図4の第2実施例の下面図を参照しながら説明
する。第2実施例が第1実施例と異なるのは、演算領域
を定めるための手段にある。この演算領域指定手段は、
第1実施例ではスイッチ4 であったが、第2実施例では
質量体に作用する重力を検出する力センサである。すな
わち、図3 において、質量体3 が収容される中空部6 の
下面側にZ力センサ31が取り付けられ、これによって質
量体3 に作用する慣性力が検出される。第2実施例が正
規に使用されるときには、つまり基面9 に軽く押し付け
られて移動操作されるときには、Z力センサ31によって
検出される慣性力は、質量体3 に作用する重力に応じた
所定値になる。したがって、このことを条件にして、第
1実施例における各式(1) , (2) において、−Fx/M,
−Fy/Mをそれぞれ時間tについて2回、定積分すると
きの演算領域が指定される。なお、それに関連して、中
空部6と演算部8が第1実施例におけるものと異なり、
それ以外は同じ符号を付けた同じ部材である。以下、第
1実施例におけるのと同様に、その定積分値に基づい
て、本体1 のX, Yの各軸方向の変位量が求まり、これ
に応じてカーソルの位置指令がなされる。第2実施例
は、演算領域の指定がZ力センサ31によって自動的にお
こなわれる点が第1実施例よりすぐれる。
【0018】ところで、第1,第2の各実施例では、基
面9が水平面で、重力方向と直角に定められる。これ
は、X,Yの各力センサに重力成分が作用しないから、
検出値から重力成分の部分を差し引く必要がなくなるこ
とを目的とするもので、演算処理の簡素化のためであ
る。したがって、演算処理に若干の複雑さを認めれば、
一般には、必ずしも基面9は水平面でなくても、つまり
重力方向と直角でなくても差し支えない。また、第1,
第2の各実施例の適用対象物はCRTディスプレイ画面
におけるカーソルとして説明したが、一般に適用対象物
は、2次元的な作業領域内におけるロボットの手先部の
移動操作や、平面上における搬送台車などの移動物体で
あってもよいわけで、その適用範囲は広く、それだけ各
実施例の利用価値が高い。
【0019】
【発明の効果】請求項1に係る座標入力装置では、X,
Yの各力センサによって、本体移動時に質量体に作用す
る慣性力の、X,Yの各軸に係る各方向成分が検出さ
れ、演算部によって、スイッチの作動信号に基づく、本
体移動の開始,終了の各時点間を演算領域として、検出
された慣性力のX,Yの各軸に係る各方向成分に応じた
値が時間について二回、定積分され、本体のX,Yの各
軸方向の変位量に応じた値が求められ、この各変位量に
応じた値が対象物に対する位置指令とされる。また、請
求項2に係る座標入力装置では、X,Yの各力センサに
よって、本体移動時に質量体に作用する慣性力の、X,
Yの各軸に係る各方向成分が検出され、演算部によっ
て、Z力センサの出力が質量体に作用する重力に応じた
所定値をとる時間領域を演算領域として、検出された慣
性力のX,Yの各軸に係る各方向成分に応じた値が時間
について二回、定積分され、本体のX,Yの各軸方向の
変位量に応じた値が求められ、この各変位量に応じた値
が対象物に対する位置指令とされる。
【0020】したがって、請求項1,2の各座標入力装
置に共通に、可動部を全く含まない静止形であるから、
塵埃の侵入や摩耗,摩擦などがなく、結果として長期間
にわたって保守,点検を要しない信頼性の高い動作が保
証される。とくに請求項2に係る座標入力装置では、演
算領域の指定がZ力センサによって自動的におこなわれ
る点で請求項1に係るものよりすぐれる。
【0021】とくに請求項3に係る座標入力装置では、
基面が、これに載置された本体のX,Yの各軸のなす面
と平行で、かつ水平面であるから、X,Yの各軸に係る
重力の方向成分が零になって、慣性力に基づいて変位量
を求めるときの演算が簡単になり、その分だけ演算手段
が簡素化されるとともに、演算ひいては位置指令が迅速
におこなわれる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る第1実施例の側面図
【図2】第1実施例の下面図
【図3】第2実施例の側面図
【図4】第2実施例の下面図
【図5】従来例の側面図
【符号の説明】
1 本体 2 中空部 3 質量体 4 スイッチ 5 演算部 6 中空部 8 演算部 9 基面 11,12 X力センサ 21,22 Y力センサ 31 Z力センサ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】中空部を内蔵し基面上を移動可能な本体
    と;この本体の中空部に位置する質量体と;本体側に取
    り付けられて質量体外周面と接触し、本体移動時にその
    質量体に作用する慣性力の、本体に設定される互いに直
    角なX,Yの各軸に係る各方向成分を検出するX,Yの
    各力センサと;本体移動の開始,終了の各時点に作動さ
    れるスイッチと;このスイッチの作動信号の開始,終了
    の各時点間を演算領域として、X,Yの各力センサの出
    力に応じた値を時間について二回、定積分することによ
    って、本体のX,Yの各軸方向の変位量に応じた値を求
    める演算部と;を備え、 この演算部の出力に基づいて対象物に対する位置指令が
    なされる構成にしたことを特徴とする座標入力装置。
  2. 【請求項2】中空部を内蔵し基面上を移動可能な本体
    と;この本体の中空部に位置する質量体と;本体側に取
    り付けられて質量体外周面と接触し、本体移動時にその
    質量体に作用する慣性力の、本体に設定される互いに直
    角なX,Yの各軸に係る各方向成分を検出するX,Yの
    各力センサと;本体側に取り付けられて質量体外周面と
    接触し、質量体に作用する重力の、X,Yの各軸のなす
    面に直角な成分を検出するZ力センサと;Z力センサの
    出力が質量体に作用する重力に応じた所定値をとる時間
    領域を演算領域として、X,Yの各力センサの出力に応
    じた値を時間について二回、定積分することによって、
    本体のX,Yの各軸方向の変位量に応じた値を求める演
    算部と;を備え、 この演算部の出力に基づいて対象物に対する位置指令が
    なされる構成にしたことを特徴とする座標入力装置。
  3. 【請求項3】請求項1または2に記載の装置において、
    基面は、これに載置された本体のX,Yの各軸のなす面
    と平行で、かつ水平面であることを特徴とする座標入力
    装置。
JP4297503A 1992-11-09 1992-11-09 座標入力装置 Pending JPH06149472A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111124156A (zh) * 2018-11-01 2020-05-08 中兴通讯股份有限公司 移动终端的交互控制方法和移动终端

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111124156A (zh) * 2018-11-01 2020-05-08 中兴通讯股份有限公司 移动终端的交互控制方法和移动终端
CN111124156B (zh) * 2018-11-01 2023-07-18 中兴通讯股份有限公司 移动终端的交互控制方法和移动终端

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