JPH0743631B2 - ３次元情報入力装置 - Google Patents
３次元情報入力装置Info
- Publication number
- JPH0743631B2 JPH0743631B2 JP61059999A JP5999986A JPH0743631B2 JP H0743631 B2 JPH0743631 B2 JP H0743631B2 JP 61059999 A JP61059999 A JP 61059999A JP 5999986 A JP5999986 A JP 5999986A JP H0743631 B2 JPH0743631 B2 JP H0743631B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- axis
- dimensional information
- input
- input device
- elastic bodies
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は３次元情報入力に装置に係り、特に操作体を操
作することによって３次元の情報を入力するようにした
装置に関する。
作することによって３次元の情報を入力するようにした
装置に関する。
本発明は、操作体を支持する支持手段と、３軸にそれぞ
れ対応する３つの弾性体とを設け、対応する軸に対する
回転運動によって変形するように３つの弾性体を上記操
作体と支持手段との間に介装し、しかも３つの弾性体に
それぞれ電気−機械変換素子を設け、各軸の弾性体の変
形量に応じた電気的出力を上記機械−電気変換素子によ
って発生させて情報の入力を行なうようにしたものであ
る。
れ対応する３つの弾性体とを設け、対応する軸に対する
回転運動によって変形するように３つの弾性体を上記操
作体と支持手段との間に介装し、しかも３つの弾性体に
それぞれ電気−機械変換素子を設け、各軸の弾性体の変
形量に応じた電気的出力を上記機械−電気変換素子によ
って発生させて情報の入力を行なうようにしたものであ
る。
コンピュータに対して２次元の情報を入力するために、
従来よりマウスやトラックボールが用いられている。こ
のような装置を操作することによって、コンピュータに
対して容易に２次元の情報を入力することが可能にな
る。
従来よりマウスやトラックボールが用いられている。こ
のような装置を操作することによって、コンピュータに
対して容易に２次元の情報を入力することが可能にな
る。
ところが従来のこのようなマウスやトラックボールによ
れば、２次元の情報を入力することができても、３次元
の相対データを入力することができなかった。
れば、２次元の情報を入力することができても、３次元
の相対データを入力することができなかった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであっ
て、３次元の情報を人間の感覚に適合した形式で一括し
て入力することが可能にな装置を提供することを目的と
するものである。
て、３次元の情報を人間の感覚に適合した形式で一括し
て入力することが可能にな装置を提供することを目的と
するものである。
本発明は、球状の操作体と、 ３次元空間の３座標軸を中心としてそれぞれ回転可能に
前記操作体を内側から支持する支持体と、 前記３次元空間の３座標軸を中心とする前記操作体の回
転運動によって各軸に対応してそれぞれ独立に変形する
ように前記操作体と前記支持体との間に介装されている
３つの弾性体と、 前記３つの弾性体上にそれぞれ設けられ、対応する弾性
体の変形量に応じた電気的出力を生ずる機械−電気変換
素子と、 をそれぞれ具備する３次元情報入力装置に関するもので
ある。
前記操作体を内側から支持する支持体と、 前記３次元空間の３座標軸を中心とする前記操作体の回
転運動によって各軸に対応してそれぞれ独立に変形する
ように前記操作体と前記支持体との間に介装されている
３つの弾性体と、 前記３つの弾性体上にそれぞれ設けられ、対応する弾性
体の変形量に応じた電気的出力を生ずる機械−電気変換
素子と、 をそれぞれ具備する３次元情報入力装置に関するもので
ある。
従って操作体を手で操作して各軸に対応する回転運動を
与えることにより、対応する弾性体が変形するととも
に、これに応じてその弾性体に設けられている機械−電
気変換素子が電気的出力を生ずることになり、これによ
って３次元情報を人間の感覚に適合した状態で一括して
入力することが可能になる。
与えることにより、対応する弾性体が変形するととも
に、これに応じてその弾性体に設けられている機械−電
気変換素子が電気的出力を生ずることになり、これによ
って３次元情報を人間の感覚に適合した状態で一括して
入力することが可能になる。
以下本発明を図示の一実施例につき説明する。第１図〜
第３図は本発明の一実施例に係る３次元の入力装置を示
すものであって、この入力装置はベース10を備えてい
る。ベース10はほぼ正方形の板状体から構成されるとと
もに、その中央部には突部11が直立して形成されてお
り、突部11の上端には支持球12が連設されるようになっ
ている。そしてこの支持球12によって操作球13が支持さ
れるようになっている。操作球13は球殻から構成される
とともに、その中央部に球形の嵌合部14を備えており、
この嵌合部14が上記支持球12に嵌合されるようになって
おり、これによって操作球13は回転および首振り可能に
支持されるようになっている。
第３図は本発明の一実施例に係る３次元の入力装置を示
すものであって、この入力装置はベース10を備えてい
る。ベース10はほぼ正方形の板状体から構成されるとと
もに、その中央部には突部11が直立して形成されてお
り、突部11の上端には支持球12が連設されるようになっ
ている。そしてこの支持球12によって操作球13が支持さ
れるようになっている。操作球13は球殻から構成される
とともに、その中央部に球形の嵌合部14を備えており、
この嵌合部14が上記支持球12に嵌合されるようになって
おり、これによって操作球13は回転および首振り可能に
支持されるようになっている。
上記支持球12と操作球13との間には３枚の板ばね15、1
6、17がそれぞれ介装されている。これらの板ばね15〜1
7はＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸にそれぞれ対応しており、
それらの一端は球殻13の内側に形成された支持部18によ
って固定されている。これに対して板ばね15〜17の他端
にはピン19が形成されており、このピン19は第４図に示
すように、対応する軸のスリット21〜23に係合するよう
になっている。これらの板ばね15〜17の取付け姿勢と対
応するスリット21〜23との関係は第１図に示されてい
る。そして板ばね15〜17はそれぞれストレインゲージ24
〜26を備えるようになっている。また球殻13の内側には
マイク27が設けられている。
6、17がそれぞれ介装されている。これらの板ばね15〜1
7はＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸にそれぞれ対応しており、
それらの一端は球殻13の内側に形成された支持部18によ
って固定されている。これに対して板ばね15〜17の他端
にはピン19が形成されており、このピン19は第４図に示
すように、対応する軸のスリット21〜23に係合するよう
になっている。これらの板ばね15〜17の取付け姿勢と対
応するスリット21〜23との関係は第１図に示されてい
る。そして板ばね15〜17はそれぞれストレインゲージ24
〜26を備えるようになっている。また球殻13の内側には
マイク27が設けられている。
つぎに上記３つのストレインゲージ24〜26の出力を処理
するデータ処理回路について説明すると、第５図に示す
ように、３つのストレインゲージ24〜26はそれぞれロー
パスフィルタ31と接続されるとともに、ローパスフィル
タ31はマルチプレクサ32に接続されている。そしてこの
マルチプレクサ32がA/D変換器33を介してマイクコンピ
ュータ34に接続されている。マイクロコンピュータ34は
上記マルチプレクサ32を制御するようになっている。ま
たマイク27はローパスフィルタ35と接続されるととも
に、このローパスフィルタ35の出力は波形整形回路36で
波形整形されるようになっており、その出力がカウンタ
37に入力されるようになっている。またカウンタ37は発
振器38と接続されるようになる。
するデータ処理回路について説明すると、第５図に示す
ように、３つのストレインゲージ24〜26はそれぞれロー
パスフィルタ31と接続されるとともに、ローパスフィル
タ31はマルチプレクサ32に接続されている。そしてこの
マルチプレクサ32がA/D変換器33を介してマイクコンピ
ュータ34に接続されている。マイクロコンピュータ34は
上記マルチプレクサ32を制御するようになっている。ま
たマイク27はローパスフィルタ35と接続されるととも
に、このローパスフィルタ35の出力は波形整形回路36で
波形整形されるようになっており、その出力がカウンタ
37に入力されるようになっている。またカウンタ37は発
振器38と接続されるようになる。
以上のような構成において、回転および首振り可能に支
持された操作球13が擦られると、この音はマイク27によ
って拾われるようになっている。また球殻13のＸ軸、Ｙ
軸、およびＺ軸を中心とする回転運動によって、対応す
る板ばね15、16、17がそれぞれ独立に変形することにな
る。そしてこれらの板ばね15、16、17の変形は、ストレ
インゲージ24、25、26によって検出されることになる。
持された操作球13が擦られると、この音はマイク27によ
って拾われるようになっている。また球殻13のＸ軸、Ｙ
軸、およびＺ軸を中心とする回転運動によって、対応す
る板ばね15、16、17がそれぞれ独立に変形することにな
る。そしてこれらの板ばね15、16、17の変形は、ストレ
インゲージ24、25、26によって検出されることになる。
すなわち板ばね15〜17は第１図に示すように、支持球12
に形成されたスリット21〜23によって操作球13の各軸方
向の自由度を制限するように取付けられているために、
操作球13に加えられた各軸のモーメンがそれぞれ独立に
板ばね15〜17に作用するようになっており、このモーメ
ントがストレインケージ24、25、26で検出されるように
なっている。
に形成されたスリット21〜23によって操作球13の各軸方
向の自由度を制限するように取付けられているために、
操作球13に加えられた各軸のモーメンがそれぞれ独立に
板ばね15〜17に作用するようになっており、このモーメ
ントがストレインケージ24、25、26で検出されるように
なっている。
このようにしてモーメントに対応するストレインゲージ
24〜26の出力は第５図に示す処理回路のローパスフィル
タで高周波成分を除去するとともに、マルチプレクサ32
を通して順次A/D変換器33に供給され、このA/D変換器33
でデジタル信号に変換されてモーメントに関するデータ
としてマイクロコンピュータ34に供給される。一方表面
加工を施された操作球13の表面を擦るとその音はマイク
27によって拾われるようになっており、ローパスフィル
タ35を通して波形整形回路36によって波形整形され、カ
ウンタ37でカウントされることにより、モーメントベク
トルの大きさとしてマイクロコンピュータ34に入力され
る。マイクロコンピュータ34はこのような各軸のモーメ
ントおよびモーメントベクトルを計算し、それぞれの上
位のデータを各軸のデータとして出力することになる。
24〜26の出力は第５図に示す処理回路のローパスフィル
タで高周波成分を除去するとともに、マルチプレクサ32
を通して順次A/D変換器33に供給され、このA/D変換器33
でデジタル信号に変換されてモーメントに関するデータ
としてマイクロコンピュータ34に供給される。一方表面
加工を施された操作球13の表面を擦るとその音はマイク
27によって拾われるようになっており、ローパスフィル
タ35を通して波形整形回路36によって波形整形され、カ
ウンタ37でカウントされることにより、モーメントベク
トルの大きさとしてマイクロコンピュータ34に入力され
る。マイクロコンピュータ34はこのような各軸のモーメ
ントおよびモーメントベクトルを計算し、それぞれの上
位のデータを各軸のデータとして出力することになる。
従ってこのような入力装置によれば、３次元の情報を高
速にしかも精度良く、感覚に適合した形式で入力するこ
とが可能になる。またこのような装置は操作球13の動作
範囲が小さく、また操作球13を小さくすることが可能に
なるために、コンパクトに装置を構成することが可能に
なる。
速にしかも精度良く、感覚に適合した形式で入力するこ
とが可能になる。またこのような装置は操作球13の動作
範囲が小さく、また操作球13を小さくすることが可能に
なるために、コンパクトに装置を構成することが可能に
なる。
さらにこのような３次元の情報入力装置は、ストレイン
ゲージ24〜26で得られた値をカウンタ37の出力に乗算し
てデータを出力するようにしているために、操作球13を
擦る強さに応じてデータの入力精度を制御することがか
可能になり、高速な移動や回転、あるいは微妙で精密な
移動あるいは回転が自由にできるようになる。またテン
ション制御型のジョイスティックボールモードの入力を
も簡単に行なうことが可能になる。
ゲージ24〜26で得られた値をカウンタ37の出力に乗算し
てデータを出力するようにしているために、操作球13を
擦る強さに応じてデータの入力精度を制御することがか
可能になり、高速な移動や回転、あるいは微妙で精密な
移動あるいは回転が自由にできるようになる。またテン
ション制御型のジョイスティックボールモードの入力を
も簡単に行なうことが可能になる。
以上本発明を図示の一実施例につき述べたが、本発明は
上記実施例によって限定されることなく、本発明の技術
的思想に基いて各種の変更が可能である。例えば上記実
施例においては、板ばね15〜17の変形量をストレインゲ
ージ24〜26で検出するようにしているが、ストレインゲ
ージに変えて圧電体を用いるようにしてもよい。また操
作球13に加えられるモーメントベクトルをマイク27で検
出するようにしているが、マイク27を省略することも可
能であって、各軸の変形量に応じたデータを処理して３
次元情報の入力を行なうことも可能である。
上記実施例によって限定されることなく、本発明の技術
的思想に基いて各種の変更が可能である。例えば上記実
施例においては、板ばね15〜17の変形量をストレインゲ
ージ24〜26で検出するようにしているが、ストレインゲ
ージに変えて圧電体を用いるようにしてもよい。また操
作球13に加えられるモーメントベクトルをマイク27で検
出するようにしているが、マイク27を省略することも可
能であって、各軸の変形量に応じたデータを処理して３
次元情報の入力を行なうことも可能である。
以上のように本発明は、球状の操作体を支持体によって
３次元空間の３座標軸を中心としてそれぞれ回転可能に
操作体の内側から支持し、しかも操作体と支持体との間
には３次元空間の３座標軸を中心とする操作体の回転運
動によって各軸に対応してそれぞれ独立に変形するよう
に３つの弾性体を介装し、これら３つの弾性体上にそれ
ぞれ対応する弾性体の変形量に応じた電気的出力を生ず
る機械−電気変換素子を設けるようにしたものである。
３次元空間の３座標軸を中心としてそれぞれ回転可能に
操作体の内側から支持し、しかも操作体と支持体との間
には３次元空間の３座標軸を中心とする操作体の回転運
動によって各軸に対応してそれぞれ独立に変形するよう
に３つの弾性体を介装し、これら３つの弾性体上にそれ
ぞれ対応する弾性体の変形量に応じた電気的出力を生ず
る機械−電気変換素子を設けるようにしたものである。
従って球状の操作体を３次元空間の３座標軸の内の何れ
かを中心として回転操作することにより、対応する座標
軸に応じた情報を入力することが可能になる。また球体
を２軸あるいは３軸を中心として回転するように斜めに
回転させることにより、２次元あるいは３次元の情報の
入力を行なうことが可能になる。３つの弾性体にそれぞ
れ設けられている機械−電気変換素子は各座標軸に対応
した電気的出力を生ずるようになっているために、これ
らの電気的出力をそれぞれ独立に処理することができ、
これによって処理回路の構成が簡潔になる。
かを中心として回転操作することにより、対応する座標
軸に応じた情報を入力することが可能になる。また球体
を２軸あるいは３軸を中心として回転するように斜めに
回転させることにより、２次元あるいは３次元の情報の
入力を行なうことが可能になる。３つの弾性体にそれぞ
れ設けられている機械−電気変換素子は各座標軸に対応
した電気的出力を生ずるようになっているために、これ
らの電気的出力をそれぞれ独立に処理することができ、
これによって処理回路の構成が簡潔になる。
第１図は本発明の一実施例に係る入力装置の板ばねの取
付けを示す要部外観斜視図、第２図は装置の全体の縦断
面図、第３図は装置の全体の横断面図、第４図は板ばね
のスリットに対する係止を示すスリットの正面図、第５
図はデータの処理回路を示す回路図である。 なお図面に用いた符号において、 12……支持球 13……操作球 15……Ｘ軸用板ばね 16……Ｙ軸用板ばね 17……Ｚ軸用板ばね 21……Ｘ軸用スリット 22……Ｙ軸用スリット 23……Ｚ軸用スリット 24、25、26……ストレインゲージである。
付けを示す要部外観斜視図、第２図は装置の全体の縦断
面図、第３図は装置の全体の横断面図、第４図は板ばね
のスリットに対する係止を示すスリットの正面図、第５
図はデータの処理回路を示す回路図である。 なお図面に用いた符号において、 12……支持球 13……操作球 15……Ｘ軸用板ばね 16……Ｙ軸用板ばね 17……Ｚ軸用板ばね 21……Ｘ軸用スリット 22……Ｙ軸用スリット 23……Ｚ軸用スリット 24、25、26……ストレインゲージである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 倉内 喜孝 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (56)参考文献 実願 昭54−165639号（実開 昭56− 83839号）の願書に添付した明細書及び図 面の内容を撮影したマイクロフィルム（Ｊ Ｐ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】球状の操作体と、 ３次元空間の３座標軸を中心としてそれぞれ回転可能に
前記操作体を内側から支持する支持体と、 前記３次元空間の３座標軸を中心とする前記操作体の回
転運動によって各軸に対応してそれぞれ独立に変形する
ように前記操作体と前記支持体との間に介装されている
３つの弾性体と、 前記３つの弾性体上にそれぞれ設けられ、対応する弾性
体の変形量に応じた電気的出力を生ずる機械−電気変換
素子と、 をそれぞれ具備する３次元情報入力装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61059999A JPH0743631B2 (ja) | 1986-03-17 | 1986-03-17 | ３次元情報入力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61059999A JPH0743631B2 (ja) | 1986-03-17 | 1986-03-17 | ３次元情報入力装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62216025A JPS62216025A (ja) | 1987-09-22 |
| JPH0743631B2 true JPH0743631B2 (ja) | 1995-05-15 |
Family
ID=13129371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61059999A Expired - Fee Related JPH0743631B2 (ja) | 1986-03-17 | 1986-03-17 | ３次元情報入力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0743631B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05313817A (ja) * | 1992-05-11 | 1993-11-26 | Kodo Eizo Gijutsu Kenkyusho:Kk | ３次元入力装置 |
| CN100378452C (zh) * | 1994-08-05 | 2008-04-02 | 阿波罗-阿尔杰布拉(直布罗陀)有限公司 | 检测和/或测量现象或状态的方法 |
| GB9928682D0 (en) * | 1999-12-06 | 2000-02-02 | Electrotextiles Comp Ltd | Input apparatus and a method of generating control signals |
| JP3548139B2 (ja) * | 2001-08-24 | 2004-07-28 | 茨城県 | ３軸力センサシステムおよび動力操作装置 |
| JP2005275627A (ja) * | 2004-03-23 | 2005-10-06 | Rohm Co Ltd | 信号処理装置 |
| CN107621848A (zh) * | 2017-10-30 | 2018-01-23 | 桂林电子科技大学 | 机械手柄可全向操作机构及方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5683839U (ja) * | 1979-11-30 | 1981-07-06 |
-
1986
- 1986-03-17 JP JP61059999A patent/JPH0743631B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62216025A (ja) | 1987-09-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |