JPH0743632B2 - ３次元トラツクボ−ル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はコンピュータ等の機器に対する情報の入力に用
いられるトラックボールに係り、とくに３次元の情報を
入力することができるようにした３次元トラックボール
に関する。

〔発明の概要〕 本発明は、操作球を少なくとも２つの支持球によって回
転可能に支持するとともに、操作球の所定の軸に対する
回転をそれぞれ検出する３つのセンサを設け、支持球の
１つに１つのセンサが接するとともに別の支持球に２つ
のセンサが接するようにし、これら３つのセンサによっ
て操作球の３軸に対する回転をそれぞれ独立に検出する
ようにしたものであって、これによって３次元の情報の
入力を可能にしたものである。

〔従来の技術〕

コンピュータに対する入力装置を構成する従来のトラッ
クボールは、操作球をこすることによって２次元の情報
の入力を行なうようになっている。しかし従来のトラッ
クボールは３次元の情報の入力を行なうことができなか
った。３次元の情報の入力を行なうためには、トラック
ボールを複数個用いるか、あるいはモードの切換えを行
なう必要があり、１個のトラックボールを複数回操作し
て３次元の情報の入力を行なうようにしていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

複数のトラックボールを用いて３次元の情報の入力を行
なうようにすると、直観的な入力が難しくなる。また１
個のトラックボールを複数回繰返して用いるようにする
と、操作が繁雑になり、また直観的な３次元情報の入力
が難しいという問題がある。このような欠点に鑑みて、
３次元入力装置として、３次元ジョイスティックが存在
する。このジョイスティックにおいては、３次元中２次
元の情報の入力を行なう場合にスティックを傾けるよう
にしており、これに対して残りの１次元の入力は、ステ
ィックの先端に設けたノブを回すことによって行なうよ
うになっている。従って３次元の情報を同一感覚で入力
することができなかった。

特開昭61−39120号公報には、任意の方向に回動可能な
球部から成る３次元トラックボールが開示されており、
空間におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸なる直交３軸の各軸をそ
れぞれ回動の中心として回動するとともに、それぞれの
回動量を検出する第１、第２、および第３の回動検出手
段を備えるようにした３次元トラックボールが開示され
ている。ところがこの装置は、球部を介してＸ軸、Ｙ
軸、およびＺ軸を中心とする回動を検出円板を有するセ
ンサに入力するようにしているため、Ｘ軸、Ｙ軸、およ
びＺ軸の３軸をそれぞれ中心として回動するときの回動
量を検出するための３つの検出円板を必要とする欠点が
ある。

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次元情報の入力を行なうことが可能になるととと
もに、よりシンプルな構造を有する３次元のトラックボ
ールを提供することを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、操作球と、この操作球を回転可能に支持する
少なくとも２つの支持球と、前記操作球の所定の軸に対
する回転をそれぞれ検出する３つのセンサとを具備し、
前記支持球の１つに２つの前記センサが接し、前記３つ
のセンサは前記操作球の３軸に対する回転を独立にそれ
ぞれ検出するように配されていることを特徴とする３次
元トラックボールに関するものである。

〔作用〕

従って操作球を回転操作すると、３軸に対する回転成分
をそれぞれ３つのセンサから取出すことが可能になり、
これらセンサを介して３次元情報の入力が行なわれる。

〔実施例〕

以下本発明を図示の一実施例につき説明する。第１図お
よび第２図は本発明の一実施例に係る３次元トラックボ
ールを示すものであって、この３次元トラックボールは
ほぼ直方体状のケーシング10を備えており、このケーシ
ング10内に操作球11が回転自在に収納されている。そし
てケーシング10にはその上面および前面にそれぞれ円形
の開口12、13が形成されており、これらの開口12、13に
よって操作球11の一部が突出するようになっている。従
ってこれらの開口12、13によって突出された部分を操作
することにより、操作球11に対して回転運動を与えるこ
とが可能になる。

なお第３図に示すように、ケーシング10のさらに別の側
面にも円形の開口14を形成することによって、ケーシン
グ10の３面に操作球11を突出させるようにしてもよい。

次にこのケーシング10の内部の構造について説明する
と、第４図および第５図に示すように、ケーシング10内
において操作球11は３つの支持球16、17、18によって支
持されている。支持球16は操作球11の下側に配されてお
り、これに対して他の２つの支持球17、18は操作球11の
側面側において円周方向に90゜ずれた位置に配されてい
る。

そして支持球17、18と接するようにコロ19〜21が配され
ている。これらのコロ19〜21は操作球11のＸ軸、Ｙ軸、
およびＺ軸の回転に対応してそれぞれ回転を行なうよう
に配されている。すなわちコロ19は水平な軸線を有し、
支持球18の上面に接している。またコロ20は水平な軸線
を有し、支持球17の上面に接している。これに対してコ
ロ21は垂直な軸線を有し、支持球18の側面に接してい
る。そしてこれら３つのコロ19〜21には、それぞれセン
サ22〜24が設けられており、各軸の回転に応じた出力を
生ずるようになっている。

以上のような構成において、このトラックボールを用い
て３次元の情報の入力を行なう場合には、第１図に示す
ケーシング10の開口12、13から突出している操作球11を
こすって回転させる。いま操作球11がＸ軸を中心として
回転した場合には、第４図および第５図において支持球
18が回転することになり、この支持球18の回転がコロ19
を介してセンサ22に伝達される。従ってセンサ22が操作
球11のＸ軸を中心とする回転運動に応じた信号を発生す
ることになる。なおこのときにはＹ軸に対応する支持球
17は回転されず、従ってセンサ23は出力を発生しない。
また支持球18の回転はコロ21には伝達されないために、
センサ24も出力を発生しない。

次に操作球18がＹ軸を中心として回転した場合には、こ
の回転運動が支持球17に伝達され、さらにコロ20に伝達
されて回転する。従って操作球11のＹ軸を中心とする回
転に応じた出力がセンサ23から得られることになる。そ
してこの場合には支持球18は回転されないためにセンサ
22、24は出力を生じない。

次に操作球11をＺ軸を中心として回転させると、この回
転運動が支持球18を介してコロ21に伝達され、Ｚ軸のセ
ンサ24が出力を発生する。しかしこの場合には支持球18
の運動がコロ19に伝達されないので、センサ22は出力を
発生しない。またこの場合には操作球11の回転が支持球
17に伝達されるが、この支持球17の回転はコロ20に伝達
されないために、センサ23は出力を発生することがな
い。

このように本実施例に係るトラックボールは、３つの支
持球16〜18が操作球11のスムーズな回転を可能にすると
ともに、操作球11が所定の位置から外れないように支持
することになる。そして操作球11が回転されると、対応
する３つの支持球16〜18が自から回転することによって
コロ19〜21を介してセンサ22〜24に回転を伝達するよう
になっている。従ってセンサ22〜24によって各軸を中心
とする回転量に比例したパルス等の信号が得られること
になり、これらのセンサ22〜24の出力信号を３次元の情
報として利用することが可能になる。

とくに本実施例に係る３次元トラックボールは上述の如
く、支持球16が操作球11を単に支持するとともに、支持
球17にＹ軸のコロ20を接触させ、支持球18にＸ軸のコロ
19とＺ軸のコロ21とをそれぞれ接触させるよう配したも
のである。このような構成によれば、Ｘ軸およびＺ軸を
中心とする操作球11の回転を、支持球18を介して２つの
センサ22、24によってそれぞれ検出することが可能にな
る。この場合に支持球16は単に操作球11を下側で支持し
ながら回転させる機能を有することになる。このような
構成によって、ケーシング10内における配置の自由度を
高めることが可能になり、設計上のスペースの問題を解
決することが可能になる。

また支持球16〜18の配置によっては、各センサ22〜24か
らの情報が、操作者が考えている直観的な３次元情報と
一致しない場合が考えられる。このような場合には、３
つのセンサ22〜24からの情報を処理回路によって処理
し、これによって直観的な入力に一致させるようにすれ
ばよい。

〔発明の効果〕

以上のように本発明は、操作球を回転可能に少なくとも
２つの支持球によって支持するとともに、操作球の所定
の軸に対する回転をそれぞれ検出する３つのセンサを設
け、支持球の１つに２つのセンサを接し、３つのセンサ
が上記操作球の３軸に対する回転をそれぞれ独立に検出
するようにしたものである。

従ってこのような構成によれば、操作球の３軸を中心と
する回転に応じた出力が３つのセンサからそれぞれ得ら
れることになり、これによって３次元情報の入力が可能
なトラックボールを提供できるようになる。

しかも支持球の１つに２つのセンサを接するように配す
ることによって、操作球の周囲におけるセンサの配置の
自由度を高めることが可能になり、これによって設計上
のスペースの問題を解決できるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る３次元トラックボール
の全体の外観を示す斜視図、第２図は同正面図、第３図
は変形例に係るトラックボールの正面図、第４図は内部
の構造を示す平面図、第５図は同正面図である。 また図面中の主要な部分の名称は次の通りである。 10……ケーシング 11……操作球 12、13、14……開口 16……支持球（Ｘ軸） 17……支持球（Ｙ軸） 18……支持球（Ｚ軸） 19……コロ（Ｘ軸） 20……コロ（Ｙ軸） 21……コロＺ軸 22……センサ（Ｘ軸） 23……センサ（Ｙ軸） 24……センサ（Ｚ軸）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大場 章男 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 特開 昭61−39120（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】操作球と、この操作球を回転可能に支持す
   る少なくとも２つの支持球と、前記操作球の所定の軸に
   対する回転をそれぞれ検出する３つのセンサとを具備
   し、前記支持球の１つに２つの前記センサが接し、前記
   ３つのセンサは前記操作球の３軸に対する回転を独立に
   それぞれ検出するように配されていることを特徴とする
   ３次元トラックボール。