JPH07120247B2 - 簡易入力装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、マウスやカーソルキーのような座標入力を目
的とした簡易入力装置に関する。

従来の技術 近年、第５図で示されるような簡易な入力端末が、その
平易な操作性を買われ広く受けいられている。同図はマ
ウスによる入力機能を持つ入力装置を示している。１は
入力手段で、マウスを例にとると第６図で表わされるよ
うな構造をしている。即ち、ころがり球10はローラー1
1,12,13,14で支持されていて、直交する２つのローラー
にそれぞれ回転角検出器15,16が設けられている。任意
の（Ｘ、Ｙ）座標系が定義される机上でマウスをすべら
せるところがり球が回転し、その回転は直交２方向
（Ｘ、Ｙ方向）に分かれてローラー11,12に伝わり、そ
れぞれの方向すなわちＸ、Ｙ方向に対する動きが、ロー
ラーの回転角度として検出される。位置検出手段３はロ
ーラーの回転から、入力手段１の移動した距離を上記
（Ｘ、Ｙ）座標上で求める機能を有す。表示装置２は位
置検出手段から得られる情報より、入力手段１の現在存
在する位置を画面上の座標系（ｘ、ｙ）の位置に表示す
るものである。

マウスによる入力の例を２つ挙げる。１つは第７図に示
されるようなメニューを選択するための用途である。入
力手段１を動かすとそれに連動してカーソルが移動す
る。カーソルを希望する入力ポイントまで移動し終えた
ら、（入力手段１に設けてある）入力キイを押して選択
枝を入力する。

今１つは、いわゆる“ゲームマシン”に用いる場合であ
る。第７図にその一例を示す。このときカーソルは“ボ
ール”を打ち返す“ラケット”として用いられている。

発明が解決しようとする問題点 しかし、こういった簡易入力装置は意外と操作性が悪
く、しかも道具としての使用感が少ない、といった問題
点を有している。例えば第７図の場合ではカーソルを入
力ポイントまで正確に持って来るのに多少労力を要す
る。なぜならカーソルは手の動きに対して敏感に動くの
で、す早く動かしたのではカーソルが入力ポイントを通
り越してしまい、結局入力ポイントの中へカーソルを入
れるには何回かの試行錯誤が必要となるからである。そ
の間、目は表示装置を凝視し、手は入力手段１をコント
ロールしているので神経が疲労する。

第８図の場合も同様のことが問題となるが、この場合は
むしろ、ゲーム自体に実在感が無いといったことが問題
になる。すなわち、パソコンゲームの中にはピンポンや
野球といった実在するスポーツをモデルにしたものが多
いが、結局表示手段の中でのみゲームが展開され、ボー
ルを打ったときの衝激力や反動が伝わって来ないので人
体に不自然な感覚を与えるのである。ボールを打った瞬
間はそのことがわからず、その後のボールの動きを見て
打ったことを判断せざるを得ないのである。電子音を発
生さることによりこのことをいくらか解消できるように
も思えるが実際は逆であり、実感が無いのに映像と音だ
けが変化するのはかえって不自然さを助長させるのであ
る。

以上より言えることは、簡易入力装置の役割は人間とコ
ンピューターとが自然な形で対話できるようにすること
であるにもかかわらず、従来の簡易入力装置は、使い方
が平易ではあるが、人間が物を操作するときに必要な触
覚というものが無く、その代わりを視覚や聴覚に負担さ
せていたため、使用時の疲労も大きく、操作性の無いも
のであった。

問題点を解決するための手段 そして上記問題点を解決する本発明の技術的な手段は、
上記入力手段に駆動手段を設け、上記位置検出手段から
の情報でもって駆動手段をコントロールすることにあ
る。

作用 この技術的手段によれば位置検出手段から得られた位置
検出信号に応じて適当に駆動手段を起動させることによ
って、従来なら視覚，聴覚のみから得ていた操作感を触
覚によっても得ることができるようになる。

実施例 以下実施例を示す。第１図は本発明の特徴を表わすブロ
ック図である。

１は入力手段であり、ユーザー（操作者）の操作によっ
てそれ自身が動いた移動量を検出する。３は位置検出手
段であり、上記移動量から入力手段１の位置座標を求め
る。２は表示手段であり、上記位置座標を表示するもの
である。４は駆動手段であり、表示された位置座標に応
じた力を入力手段１を介してユーザーに与えるものであ
る。

第２図、第４図は本発明をマウスに応用した場合のブロ
ック図および要部構成図である。第２図において入力手
段１、位置検出手段３、表示手段２は従来例と同等の機
能を有し、入力手段１の机上における位置（Ｘ、Ｙ）を
検出し、表示画面における（ｘ、ｙ）座標上にカーソル
としてで表示する。第４図に示されるように、入力手段
１において、ころがり球10はローラー11、12、13、14で
支持され、ローラー11、12にはそれぞれ回転角検出器1
6、15が設けられている。さらに第２図において、４は
駆動手段であり、駆動信号生成部41、駆動部42（モータ
ー42a、42b）によって構成されている。モーター42a、4
2bは、第４図に示されるように、それぞれローラー12、
11を介してころがり球10に回転力を与えるように設けら
れている。

以上のように構成された簡易入力装置について以下その
動作を説明する。まず、ユーザーが入力手段１を机上で
すべらせるところがり球10が回転し、直交２方向（Ｘ方
向、Ｙ方向）の動きがローラー11、12を介して回転角検
出器16、15に伝わる。回転角検出器15、16はそれぞれこ
ろがり球10のＹおよびＸ方向の回転を検出し、位置検出
手段３はこれらＸ、Ｙ方向の回転をそれぞれ積分して、
机上座標系における位置検出手段１の移動後の位置
（Ｘ、Ｙ）を算出する。表示手段３はこの位置情報を変
換し、表示画面上表示座標系（ｘ、ｙ）の位置にカーソ
ルで表示する。さらに、駆動信号生成部41からは位置情
報（Ｘ、Ｙ）に応じた駆動信号Ｕ（Ｖ）、Ｖ（Ｙ）が生
成される。

これを第７図で示したメニュー選択を例にとって説明す
ると第３図のようになる。今、ユーザーは入力手段１を
Ｘ正方向（図中矢印方向）に机上をこすりながら移動さ
せているとする。このとき表示手段の画面上では、第３
図（Ａ）に示されているように、位置ｘに表示されたカ
ーソルは徐々に入力ポイントに近づく。ここで、駆動信
号生成部41はカーソルの表示位置ｘに応じて、第３図
（Ｃ）に示すようなたとえば次式で示される駆動信号Ｕ
（Ｘ）を生成する。

なお、カーソルの表示位置ｘと入力手段１の机上位置Ｘ
とは１対１に対応していることから、ここではｘ＝Ｘと
して扱っている。

ｘ＜x1 :U（Ｘ）＝ ０ x1≦ｘ≦x2 :U（Ｘ）＝＋１ x2＜ｘ＜x3 :U（Ｘ）＝ ０ x3≦ｘ≦x4 :U（Ｘ）＝−１ ｘ＞x4 :U（Ｘ）＝ ０ 駆動信号生成部41の構成は、具体例には特に図示してい
ないが、たとえば、Ｘ（＝ｘ）に対応したアドレスにＵ
（Ｘ）の値を予め記録しておいたROM（リード オンリ
イ メモリイ）のようなものであればよい。

モーター42bは駆動信号Ｕ（Ｘ）に応じた力でころがり
球10に回転力を与える。すなわち、カーソルが入力ポイ
ントの左エッジにさしかかったとき（x1≦ｘ≦x2の範囲
に入ったとき）、Ｕ（Ｘ）＝＋１となり、これによって
モーター42bが回転力を発し、この回転力はころがり球1
0に伝わる。ころがり球10は机上面と接しているので結
局Ｘの正方向に推進力が働くことになる。このとき、こ
のころがり球10が設けられた入力手段１をＸ正方向に動
かしているユーザーはこれと同方向に推進力を得、あた
かも入力ポイントに引き込まれるかのような感触を受け
る。これとは逆にカーソルが入力ポイントの右エッジに
さしかかったとき（x3≦ｘ≦x4）、Ｕ（Ｘ）＝−１とな
ってころがり球10はモーター42bからＸの負方向に回転
力を受け、ユーザーはあたかも入力ポイントへ引き戻さ
れるかのような感触を受ける。以上の動作によって、同
図（Ｂ）に示すように、入力ポイント付近にあたかもポ
テンシャルの穴が存在するかのような実感をユーザーに
与えることができる。

実際は入力手段１およびこれと連動したカーソルは２次
元上を移動するためにＸ方向のみならず、それと直交し
たＹ方向についても駆動信号Ｖ（Ｙ）を発生させる。こ
のときモーター42aはころがり球10に対してＹ方向に回
転力を与えれば、Ｙ方向にも実感を与えることは言うま
でもない。

次に、本発明を第８図で示されるようなパソコンゲーム
に応用した場合を簡単に述べる。このときはカーソルと
ボールとの相対的な位置関係を常に求めておかなければ
ならないが、カーソルとボールが接触したときに鋭い駆
動パルスを駆動部42に与えるように駆動信号生成部41を
設計しておけば、ユーザーはあたかも手でポールを打ち
返しているような感触を覚える。カーソルとボールの間
の相対速度を検出し、それに応じた力を発生するように
しておけば、実在感はさらに増すであろう。

発明の効果 本発明は、入力手段，位置検出手段、表示手段より構成
される簡易入力装置に新たに駆動手段を設け、上記位置
検出手段より得られる入力手段の位置情報に応じた力を
上記駆動手段より上記入力手段に加えることにより、コ
ンピューターに情報を入力するときの感触を手の感触と
して得ることができ、その結果コンピューターを操作す
るときの使用感が大幅に増す。

このことは現在問題視されているコンピューター使用時
におる疲労感を軽減できることを意味する。問題点の項
目でも述べたが、コンピューター使用時には視神経をよ
く使う。簡易入力装置を使って入力するときも常に表示
装置を凝視していなければならかなかった。ところが本
発明の簡易入力装置では、手の感触でもって入力手段を
コントロールできるから、視神経に対する負担をそれだ
け減らすことができ、その結果疲労を軽減することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による簡易入力装置のブロッ
ク図、第２図はその実施例の詳細な構成図、第３図はそ
の動作説明図、第４図は上記実施例の部分構成図、第５
図は従来の装置の構成図、第６図はその部分構成図、第
７図，第８図は簡易入出力装置を応用した装置の正面図
である。 １……入力手段、２……表示手段、３……位置検出手
段、４……駆動手段、41……駆動信号成生部、42……駆
動部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−211475（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−139379（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−127663（ＪＰ，Ｕ)

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】操作者が直接操作する入力手段と、その入
   力手段の位置を検出する位置検出手段と、画面上の任意
   の位置に入力ポイントを表示し、かつ位置検出手段から
   得られた位置情報に応じた上記画面上の位置にカーソル
   を表示する表示手段とを具備する簡易入力装置であっ
   て、 上記画面上におけるカーソルと入力ポイントとが所定の
   位置関係になったとき上記入力手段を介して上記操作者
   に所定の駆動力を与える駆動手段を有し、該駆動手段
   は、上記操作者による上記画面上における上記カーソル
   の移動操作の結果該カーソルが上記入力ポイントに対し
   て上記所定の位置関係になったとき、上記入力手段を該
   入力ポイントに引き込む方向の駆動力を発生することを
   特徴とする簡易入力装置。
2. 【請求項２】駆動手段は、駆動信号生成部と駆動部とに
   よって構成され、上記駆動信号生成部は、上記カーソル
   が上記入力ポイントに対して所定の位置関係になったと
   きに駆動信号を発生し、上記駆動部は、上記駆動信号に
   より入力手段に駆動力を与えることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の簡易入力装置。
3. 【請求項３】駆動信号生成部は、変換表を有し、該変換
   表により上記カーソルが上記入力ポイントに対して所定
   の位置関係になったことを判定して駆動信号を発生する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の簡易入力
   装置。
4. 【請求項４】入力手段は、外部との接触が可能なころが
   り球と、そのころがり球の回転を保持する複数のローラ
   ーと、上記ころがり球の２次元運動を検出するために少
   なくとも２つのローラーに設けられた回転角検出手段を
   有することを特徴とし、さらに上記ローラーの少なくと
   も２つは駆動部によって駆動力が与えられることを特徴
   とする特許請求の範囲第２項記載の簡易入力装置。
5. 【請求項５】入力手段は平板上を摺動したときの相対的
   ２次元座標変位を検出するものであり、駆動手段は上記
   平板と平行な面内に駆動力を発生することを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の簡易入力装置。
6. 【請求項６】入力手段は、平板と接触するころがり球
   と、上記ころがり球の回転を検出する回転角検出手段と
   を具備することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の簡易入力装置。