JPH1021003A - Coordinate input device - Google Patents

Coordinate input device

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Publication number
JPH1021003A
JPH1021003A JP8188517A JP18851796A JPH1021003A JP H1021003 A JPH1021003 A JP H1021003A JP 8188517 A JP8188517 A JP 8188517A JP 18851796 A JP18851796 A JP 18851796A JP H1021003 A JPH1021003 A JP H1021003A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotating body
detection
coordinate input
detection position
input device
Prior art date
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Pending
Application number
JP8188517A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuyuki Miyazawa
和幸 宮沢
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.)
Nippon Steel Texeng Co Ltd
Original Assignee
Nisshin Koki Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nisshin Koki Co Ltd filed Critical Nisshin Koki Co Ltd
Priority to JP8188517A priority Critical patent/JPH1021003A/en
Publication of JPH1021003A publication Critical patent/JPH1021003A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform accurate coordinate input over a wide range even when the rotational quantity is small as to a coordinate input device which does not require a large rotational quantity like a mouse and a track ball and is usable as a joy stick. SOLUTION: A detecting means arrayed on the peripheral surface of a rotary body or a ring surface facing it performs coordinate input corresponding to the rotational attitude or rotational quantity of the rotary body to actualize the new coordinate input device which is superior in operation feeling. A reflection body 10 is fitted onto the peripheral surface of the rotary body 2 to constitute a ring-shaped reflecting surface 10a. In its periphery, a circuit board 8 is arranged and many photointerrupters 9 are mounted on the inside end part of the circuit board 8. The photointerrupters 9 are provided with light emitting diodes which face the reflecting surface 10a and two upper and lower photodiodes.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は座標入力装置に係
り、特に、コンピュータのカーソル等の位置を指定する
ために好適な座標入力装置であって、内部に収容された
回転体の回転姿勢によって入力座標を決定するように構
成された装置の構造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a coordinate input device, and more particularly to a coordinate input device suitable for designating a position of a cursor or the like of a computer, wherein the input is based on a rotation posture of a rotating body housed therein. The present invention relates to a structure of a device configured to determine coordinates.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、外部からの操作によって回転動作
可能に収容された回転体の回転姿勢を検出して、コンピ
ュータのカーソル位置等を指定する種々の座標入力装
置、すなわち、一般的にマウスと呼ばれているもの、ト
ラックボールと呼ばれているもの、さらにはジョイステ
ィックと呼ばれているもの等が種々開発されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, various coordinate input devices for detecting a rotation posture of a rotating body housed so as to be rotatable by an external operation and designating a cursor position of a computer, that is, generally a mouse and a mouse. What is called a trackball, what is called a trackball, and what is called a joystick are variously developed.

【0003】マウスやトラックボールに使用される回転
体としては、一般的に樹脂製の球体が用いられ、この球
体の回転を、球面に接触するように配置されたローラの
回転によって検出するように構成されている。これらの
座標入力装置は回転体の回転量によって座標の移動量を
検出してコンピュータに入力するように構成されてい
る。
As a rotating body used for a mouse or a trackball, a resin sphere is generally used, and the rotation of this sphere is detected by the rotation of a roller arranged so as to be in contact with the spherical surface. It is configured. These coordinate input devices are configured to detect the amount of coordinate movement based on the amount of rotation of the rotating body and input the detected amount to a computer.

【0004】一方、ジョイスティックと呼ばれるもの
は、回転体に固定された操作杆を前後左右に倒すことに
よって回転体を回転させ、回転体の周囲に形成されたリ
ミットスイッチ等の検出手段によって操作杆の傾倒方向
を検出し、その傾倒時間に応じて所定方向への座標変化
をコンピュータに入力するように構成されている。
On the other hand, what is called a joystick rotates a rotating body by tilting an operating rod fixed to the rotating body back and forth and right and left, and detects the operating rod by detecting means such as a limit switch formed around the rotating body. The tilt direction is detected, and a coordinate change in a predetermined direction is input to the computer according to the tilt time.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の座標入力装
置においては、マウスやトラックボール等の入力機器で
は球体がある程度自由に回転するように構成されている
ために、正確な座標入力ができない反面、回転量に制限
はなく、広範囲の座標入力を行うことができるという利
点がある。
In the above-mentioned conventional coordinate input device, since input devices such as a mouse and a trackball are configured so that the sphere rotates freely to some extent, accurate coordinate input cannot be performed. There is an advantage that there is no limitation on the amount of rotation and a wide range of coordinate input can be performed.

【0006】一方、ジョイスティックでは、リミットス
イッチによって操作杆の傾倒方向を検出するとともに、
操作杆の傾倒に対して座標変化の有無をオン/オフ制御
し、座標変化量は操作杆の傾倒時間に応じて入力される
ため、傾倒角に応じた座標入力を行うことができず、操
作者の操作感覚と実際の座標入力とが対応しないという
問題点がある。
On the other hand, with a joystick, the limit switch detects the tilt direction of the operating rod,
The on / off control of the presence / absence of a coordinate change with respect to the tilt of the operating rod is performed, and the coordinate change amount is input according to the tilting time of the operating rod. Therefore, the coordinate input cannot be performed according to the tilt angle. There is a problem that the operation feeling of the user does not correspond to the actual coordinate input.

【0007】そこで本発明は上記問題点を解決するもの
であり、マウスやトラックボールのように大きな回転量
を必要とせず、ジョイスティックとしても使用すること
のできる座標入力装置において、回転量が少なくても広
範囲の座標入力を正確に行うことのできる入力精度を備
えているとともに、回転体の回転姿勢若しくは回転量に
応じた座標入力を行うことによって操作感覚に優れた新
規の座標入力装置を実現することにある。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problem. Therefore, a coordinate input device which does not require a large rotation amount like a mouse or a trackball and can be used as a joystick has a small rotation amount. Also realizes a novel coordinate input device that has an input accuracy capable of accurately inputting a wide range of coordinates and performs an input operation according to the rotation posture or the amount of rotation of the rotating body, thereby having an excellent operational feeling. It is in.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明が講じた手段は、外部操作によって回転動作可
能に収容された回転体と、該回転体の周面上にリング状
に設定された第1検出位置と、前記回転体の周面に対向
するリング状に設定された第2検出位置とを設け、前記
第1検出位置と前記第2検出位置のいずれか一方の検出
位置に、前記回転体の周面に沿って若しくは前記回転体
の周面に対向して配列された複数の検出手段を設けると
ともに、該検出手段を前記第1検出位置と前記第2検出
位置のいずれか他方の検出位置が対向位置に存在するか
否かを検出するように構成し、前記検出手段の複数の検
出出力によって前記回転体の回転姿勢若しくは回転量に
対応する座標を入力するように構成したことを特徴とす
る座標入力装置である。
Means taken by the present invention for solving the above problems are a rotating body housed so as to be rotatable by an external operation, and a ring-shaped member provided on a peripheral surface of the rotating body. A first detection position provided, and a second detection position set in a ring shape facing the peripheral surface of the rotating body, and provided at one of the first detection position and the second detection position. Providing a plurality of detecting means arranged along the peripheral surface of the rotating body or opposed to the peripheral surface of the rotating body, and setting the detecting means to one of the first detection position and the second detection position. It is configured to detect whether or not the other detection position exists at the opposing position, and to input coordinates corresponding to the rotation posture or the rotation amount of the rotating body by a plurality of detection outputs of the detection unit. A coordinate input device characterized in that That.

【0009】この手段によれば、それぞれリング状に設
定された第1検出位置と第2検出位置との相対的な位置
関係が回転体の回転によって変化するため、第1検出位
置と第2検出位置のいずれか一方の検出位置に設けられ
た検出手段により、他方の検出位置が対向位置に存在す
るか否かを検出することによって、回転体の回転姿勢若
しくは回転量を検出することができ、回転体の回転姿勢
若しくは回転量に応じた座標入力を行うことが可能にな
る。
According to this means, since the relative positional relationship between the first detection position and the second detection position, each of which is set in a ring shape, is changed by the rotation of the rotating body, the first detection position and the second detection position are changed. By detecting whether or not the other detection position exists at the opposing position, by the detection means provided at any one of the detection positions, the rotation posture or the rotation amount of the rotating body can be detected, It is possible to input coordinates according to the rotation posture or the rotation amount of the rotating body.

【0010】ここで、前記第1検出位置の配置平面と前
記第2検出位置の配置平面とは、前記回転体の基準姿勢
においてほぼ一致するように構成されていることが好ま
しい。
Here, it is preferable that the arrangement plane of the first detection position and the arrangement plane of the second detection position are configured to substantially coincide with each other in the reference posture of the rotating body.

【0011】この手段によれば、回転体の基準姿勢にお
いて第1検出位置と前記第2検出位置の配置平面が一致
しているため、基準姿勢において第1検出位置と前記第
2検出位置の一方に設けられた検出手段が全て他方に対
向していることとなり、回転体の回転姿勢や回転量を全
ての検出手段が同一状態にある基準姿勢を基準として検
出することができるので、座標入力の変換処理が容易に
なる。
According to this means, since the arrangement plane of the first detection position and the second detection position in the reference posture of the rotating body coincides with each other, one of the first detection position and the second detection position in the reference posture. Since all the detecting means provided on the other side are opposed to the other, and the rotation posture and the amount of rotation of the rotating body can be detected with reference to the reference posture in which all the detection means are in the same state, coordinate input can be performed. Conversion processing becomes easy.

【0012】また、前記検出手段としては、前記第1検
出位置と前記第2検出位置のいずれか一方の配置平面と
交差する方向に互いに位置をずらして配置された第1検
出手段と第2検出手段とが設けられていることが望まし
い。
The detecting means may include a first detecting means and a second detecting means which are arranged so as to be shifted from each other in a direction intersecting an arrangement plane of one of the first detecting position and the second detecting position. Preferably, means are provided.

【0013】この手段によれば、リング状に形成された
いずれかの検出位置の配置平面に交差する方向にずらし
て配置した第1検出手段と第2検出手段とを設けたの
で、第1検出位置と前記第2検出位置の配置平面が一致
していても、回転体の回転方向に対して正逆両側にある
2つの検出位置において2つの第1検出手段と第2検出
手段の検出状態が異なることとなるため、回転体の回転
方向を確実に判定することができる。
According to this means, the first detection means and the second detection means are provided so as to be displaced in a direction intersecting the arrangement plane of any of the detection positions formed in a ring shape. Even if the position and the arrangement plane of the second detection position coincide, the detection states of the two first detection means and the second detection means are changed at the two detection positions on both the forward and reverse sides with respect to the rotation direction of the rotating body. Since it is different, the rotation direction of the rotating body can be reliably determined.

【0014】さらに、前記第1検出位置の配置平面と、
前記第2検出位置の配置平面とは、前記回転体の基準姿
勢において互いに所定間隔を介して平行に配置されてい
ることが好ましい。
Further, an arrangement plane of the first detection position,
Preferably, the arrangement plane of the second detection position is arranged in parallel with each other at a predetermined interval in the reference posture of the rotating body.

【0015】この手段によれば、第1検出位置の配置平
面と、第2検出位置の配置平面とを平行にしても、両者
が所定間隔を持ってずれているため、ずらした位置に配
置した検出手段を設けることなく、回転体の回転方向の
正逆を確実に判定することができる。
According to this means, even if the arrangement plane of the first detection position and the arrangement plane of the second detection position are parallel to each other, they are displaced at a predetermined interval. It is possible to reliably determine the forward / reverse rotation direction of the rotating body without providing the detecting means.

【0016】また、前記回転体の下部に突出するように
取付けられた支持軸と、該支持軸の下端部を担持する凹
面部とを設け、前記回転体の自重により前記支持軸が前
記凹面部の最下部に唯一の安定接触位置を有するように
構成し、前記回転体に外部操作力が作用しない場合に
は、前記安定接触位置に対応する基準姿勢に前記回転体
が自然復帰するように構成されていることが好ましい。
[0016] Further, a supporting shaft is provided so as to protrude from a lower portion of the rotating body, and a concave portion for supporting a lower end portion of the supporting shaft is provided. Is configured to have only one stable contact position at the bottom of the rotating body, and when no external operating force acts on the rotating body, the rotating body naturally returns to a reference posture corresponding to the stable contact position. It is preferred that

【0017】この手段によれば、下方に突出した支持軸
と、その下端部を担持する凹面部との接触によって回転
体を支持するように構成し、回転体の自重により支持軸
が凹面部の最下部に唯一の安定接触位置を有するように
構成したので、操作しないと常に回転体の基準姿勢に復
帰するため、非操作時の座標変化をなくすことができる
ので、操作性をさらに向上することができる。
According to this means, the rotating body is supported by contact between the supporting shaft projecting downward and the concave portion supporting the lower end thereof. Since it is configured to have only one stable contact position at the bottom, it always returns to the reference posture of the rotating body if it is not operated, so it is possible to eliminate coordinate changes during non-operation, further improving operability. Can be.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】次に、添付図面を参照して本発明
に係る座標入力装置の実施形態について説明する。図1
はジョイスティックと呼ばれる範疇に属する本実施形態
の全体構成を示す縦断面図である。本実施形態は、ステ
ィック部1の下端に回転体2が固着され、この回転体2
を、ケーシング3の内部に収容された上部受枠4及び下
部受枠5が摺動自在に支持している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, an embodiment of a coordinate input device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the overall configuration of the present embodiment belonging to a category called a joystick. In the present embodiment, the rotating body 2 is fixed to the lower end of the stick 1, and the rotating body 2
Are slidably supported by an upper receiving frame 4 and a lower receiving frame 5 accommodated in the casing 3.

【0019】回転体2の下端には支持軸としてのボール
プランジャー6が下方に付勢された状態で突出してお
り、このボールプランジャー6の下端に形成されたボー
ル部6aは、ケーシング3の底面に取り付けられたプラ
ンジャー受け7の上面に凹部として形成された凹曲面7
aに担持されている。この凹曲面7aは、その中心部に
て最も深くなるように滑らかな曲面に形成されている。
A ball plunger 6 as a support shaft projects from the lower end of the rotating body 2 in a state where the ball plunger 6 is urged downward. A ball portion 6 a formed at the lower end of the ball plunger 6 Concave curved surface 7 formed as a concave portion on the upper surface of plunger receiver 7 attached to the bottom surface
a. The concave curved surface 7a is formed into a smooth curved surface so as to be deepest at the center.

【0020】上部受枠4及び下部受枠5の間には環状の
隙間が形成され、この隙間にリング状の回路基板8が配
置されている。回路基板8の内周端部には、図2に示す
ように、複数のフォトインタラプタ9が回路基板8の内
縁に沿って配列するように実装されている。
An annular gap is formed between the upper receiving frame 4 and the lower receiving frame 5, and a ring-shaped circuit board 8 is disposed in this gap. As shown in FIG. 2, a plurality of photo interrupters 9 are mounted on the inner peripheral end of the circuit board 8 so as to be arranged along the inner edge of the circuit board 8.

【0021】このフォトインタラプタ9は、図3に示す
ように、回転体2の周面に対向する姿勢で実装され、発
光ダイオード9aと、回路基板8の配置平面の上下に互
いにずらして配置された2つのフォトダイオード9b,
9cの組によって構成されている。
As shown in FIG. 3, the photo-interrupter 9 is mounted so as to face the peripheral surface of the rotator 2 and is displaced from the light emitting diode 9a above and below the plane on which the circuit board 8 is disposed. Two photodiodes 9b,
9c.

【0022】図1に示すように、反射体10はフォトイ
ンタラプタ9の配置平面上に沿って周回するように設置
された反射面10aを備えており、スティック部1が垂
直に立設する状態に対応する回転体の基準姿勢(図示の
姿勢)においては、フォトインタラプタ9の配置平面と
反射面10aの配置平面とがほぼ一致しているため、全
てのフォトインタラプタ9が反射面10aに対向した状
態となっている。
As shown in FIG. 1, the reflector 10 has a reflection surface 10a provided so as to circulate along a plane on which the photointerrupter 9 is disposed, so that the stick portion 1 can be set up vertically. In the reference posture (posture shown) of the corresponding rotator, the arrangement plane of the photointerrupter 9 and the arrangement plane of the reflection surface 10a substantially coincide with each other, so that all the photointerrupters 9 face the reflection surface 10a. It has become.

【0023】ボールプランジャー6のボール部6aは内
蔵された弾性部材によって常にプランジャー受け7の凹
曲面7aに押し付けられた状態となっており、スティッ
ク部1から掌を放すと、ボールプランジャー6が最も突
出できる凹曲面7aの中心部に接触する状態、すなわ
ち、図1に示すようにスティック部1が垂直に立設する
状態に自然に復帰するように構成されている。
The ball portion 6a of the ball plunger 6 is always pressed against the concave curved surface 7a of the plunger receiver 7 by a built-in elastic member. Is in contact with the center of the concave curved surface 7a which can protrude most, that is, naturally, returns to the state in which the stick portion 1 stands vertically as shown in FIG.

【0024】図1に示すようなスティック部1が垂直に
立設した状態では、回路基板8に実装された複数のフォ
トインタラプタ9は全て反射面10aに対向し、その発
光ダイオード9aから発する光は反射面10aにて反射
してフォトダイオード9b,9cにて受光され、全ての
フォトインタラプタ9においてフォトダイオード9b,
9cの両方がオン状態にある。
In a state where the stick portion 1 is erected vertically as shown in FIG. 1, all of the plurality of photo interrupters 9 mounted on the circuit board 8 face the reflecting surface 10a, and the light emitted from the light emitting diode 9a is The light is reflected by the reflecting surface 10a and is received by the photodiodes 9b and 9c.
9c are both on.

【0025】一方、スティック部1を把持していずれか
の方向に傾斜させると、回転体2が回転することによっ
て、まず、スティック部1の傾斜した方向にあるフォト
インタラプタ9の上側のフォトダイオード9bからオフ
状態となり、スティック部1の傾斜角が増大するに従っ
て、順次その両側に隣接するフォトインタラプタ9にお
けるフォトダイオード9bがオフ状態となっていくとと
もに、それらのフォトインタラプタ9の下側のフォトダ
イオード9cも少し遅れてオフ状態となっていく。
On the other hand, when the stick portion 1 is gripped and tilted in any direction, the rotating body 2 rotates, and first, the photodiode 9b above the photo interrupter 9 in the tilt direction of the stick portion 1 As the inclination angle of the stick portion 1 increases, the photodiodes 9b of the photointerrupters 9 adjacent to both sides thereof sequentially turn off, and the photodiodes 9c below the photointerrupters 9 become off. It also goes off with a slight delay.

【0026】上記のフォトダイオード9b,9cのオフ
状態への移行は、図2の矢印F1,F2,F3,F4の
ように順次両側に隣接するフォトインタラプタ9に移っ
ていき、スティック部1の傾斜角に応じてオフ状態にあ
るフォトダイオード9b,9cを備えたフォトインタラ
プタ9の数が増加していく。
The transition of the photodiodes 9b and 9c to the off state proceeds to the photointerrupters 9 adjacent on both sides sequentially as indicated by arrows F1, F2, F3 and F4 in FIG. The number of photointerrupters 9 having the photodiodes 9b and 9c in the off state increases according to the angle.

【0027】上述の場合、スティック部1の傾斜方向
は、オフ状態になったフォトダイオード9b,9cを備
えたフォトインタラプタ9のうち、中心位置にあるフォ
トインタラプタ9の位置として検出される。ここで、傾
斜方向と、この傾斜方向に対して180回転した位置
(反対側の位置)との判別は、オフ状態にある範囲(互
いに180度回転した位置に2つ形成される。)の周縁
部のフォトインタラプタにおいて、フォトダイオード9
bと9cのいずれがオフ状態になっており、いずれがオ
ン状態になっているかによって行われる。
In the case described above, the tilt direction of the stick 1 is detected as the position of the photointerrupter 9 at the center position among the photointerrupters 9 having the photodiodes 9b and 9c turned off. Here, the discrimination between the tilt direction and the position rotated 180 degrees with respect to the tilt direction (the position on the opposite side) determines the periphery of the range in the off state (two positions are formed at positions rotated 180 degrees from each other). In some photo interrupters, the photodiode 9
This is performed depending on which of b and 9c is in the off state and which is in the on state.

【0028】すなわち、一方の上記範囲における周縁部
に配置されたフォトインタラプタ9のフォトダイオード
9bがオフ状態で、同じフォトインタラプタ9のフォト
ダイオード9cがオン状態であれば、その範囲の側にお
いて反射面10aがフォトインタラプタ9よりも下に移
動していることになるため、その範囲の中心にあるフォ
トインタラプタ9の方角にスティック部1が傾斜してい
ると判定される。
That is, if the photodiode 9b of the photo-interrupter 9 disposed at the peripheral portion in one of the above-mentioned ranges is in the off state and the photodiode 9c of the same photo-interrupter 9 is in the on state, the reflection surface on the side of the range Since 10a has moved below the photointerrupter 9, it is determined that the stick unit 1 is inclined in the direction of the photointerrupter 9 at the center of the range.

【0029】また、スティック部1の傾斜角度は、オフ
状態にあるフォトインタラプタ9、或いはフォトダイオ
ード9b,9cの数若しくは範囲によって検出される。
スティック部1の傾斜角度が大きければオフ状態にある
フォトダイオードの数及び範囲は大きくなり、傾斜角度
が小さければオフ状態にあるフォトダイオードの数及び
範囲は小さくなるからである。
The inclination angle of the stick 1 is detected by the number or range of the photointerrupter 9 or the photodiodes 9b and 9c in the off state.
This is because if the inclination angle of the stick portion 1 is large, the number and range of the photodiodes in the off state increase, and if the inclination angle is small, the number and range of the photodiodes in the off state decrease.

【0030】なお、スティック部1を傾斜させたまま、
歳差運動、すなわち、首降り運動をさせても、スティッ
ク部1の傾斜方向が回転するに従って検出される傾斜の
方角も回転するので、スティック部1の傾斜方向(方
角)及び傾斜角度は支障なく検出される。
It should be noted that while the stick 1 is tilted,
Even if the precession movement, that is, the head dropping movement, is performed, the direction of the tilt detected as the tilt direction of the stick portion 1 rotates also rotates, so that the tilt direction (direction) and the tilt angle of the stick portion 1 do not hinder. Is detected.

【0031】フォトダイオード9b,9cのオン/オフ
状態からスティック部1の傾斜方向(方角)を検出する
ためには、上述のようにオフ状態となったフォトダイオ
ード9b,9cの範囲の中心位置を、方角を示す信号に
変換する必要がある。ここで方角を、オフ状態にある上
記2つの範囲について、それぞれ範囲の周縁部に配置さ
れたフォトインタラプタ9のフォトダイオード9bと9
cのオン/オフ状態によって方角を判断することによっ
て方角検出の信頼性を向上させることができる。即ち、
一方の範囲では周縁部のフォトダイオード9bがオン、
9cがオフであれば、他方の範囲では周縁部のフォトダ
イオード9bがオフ、9cがオンでなくてはならず、こ
の点を確認して方角を決定することによって方角判定の
確実性を高めることができる。
In order to detect the tilt direction (direction) of the stick unit 1 from the on / off state of the photodiodes 9b and 9c, the center position of the range of the photodiodes 9b and 9c that have been turned off as described above is determined. , The signal indicating the direction. Here, with respect to the above-mentioned two ranges in the off state, the photodiodes 9b and 9b of the photointerrupter 9 arranged at the periphery of the ranges are respectively set.
By determining the direction based on the ON / OFF state of c, the reliability of the direction detection can be improved. That is,
In one range, the peripheral photodiode 9b is turned on,
If 9c is off, the photodiode 9b at the periphery must be off and 9c must be on in the other range. By confirming this point and determining the direction, the certainty of the direction determination can be improved. Can be.

【0032】一方、スティック部1の傾斜角度を検出す
るためには、上述のようにオフ状態となったフォトダイ
オード9b,9cの数若しくは範囲を、傾斜角を示す信
号に変換する必要がある。ここで、2つのフォトダイオ
ード9b,9cはそれぞれのフォトインタラプタ9にお
いて上下に配置されているので、これらの上下のフォト
ダイオードのオンオフ状態を別々に計数することによっ
て、フォトダイオードの数に応じた検出精度を得ること
ができる。すなわち、傾斜角の検出精度は、フォトイン
タラプタ9毎にオンオフ状態を計数した場合に較べて2
倍となり、フォトインタラプタ9の水平面上の設置間隔
を半分にした場合と同様の検出精度が得られることとな
る。
On the other hand, in order to detect the tilt angle of the stick 1, it is necessary to convert the number or range of the photodiodes 9b and 9c which are turned off as described above into a signal indicating the tilt angle. Here, since the two photodiodes 9b and 9c are vertically arranged in the respective photointerrupters 9, the on / off states of these upper and lower photodiodes are separately counted to detect the number of photodiodes according to the number of photodiodes. Accuracy can be obtained. That is, the detection accuracy of the tilt angle is two times smaller than the case where the on / off state is counted for each photo interrupter 9.
As a result, the same detection accuracy can be obtained as when the installation interval of the photointerrupter 9 on the horizontal plane is halved.

【0033】上記の方角検出及び傾斜角検出において行
われる信号変換は、リング状に形成された回路基板8に
実装された図示しない回路によって実施される。この変
換機能は、通常のワイヤードロジック回路でも、又は所
定の変換テーブル等のデータが書き込まれた集積回路で
も実現することができ、或いは、マイクロプロセッサユ
ニットによって実行されるソフトウエアにより変換処理
を行うことも可能である。なお、フォトインタラプタ9
のフォトダイオード9b,9cから出力されるオン/オ
フ信号をそのままパラレル或いはシリアルにコンピュー
タ等の出力側機器に送出し、出力側機器によって処理を
行うこともできる。
The signal conversion performed in the above-described direction detection and tilt angle detection is performed by a circuit (not shown) mounted on a circuit board 8 formed in a ring shape. This conversion function can be realized by a normal wired logic circuit or an integrated circuit in which data such as a predetermined conversion table is written, or by performing conversion processing by software executed by a microprocessor unit. Is also possible. In addition, the photo interrupter 9
The on / off signals output from the photodiodes 9b and 9c can be directly transmitted in parallel or serially to an output device such as a computer, and can be processed by the output device.

【0034】本実施形態では、スティック部1の傾斜し
た方角と傾斜角度とを確実かつ高精度に検出できるた
め、従来のジョイスティックのように傾斜角度に依らず
傾斜時間によってのみ座標の移動量を制御するものに比
べて、例えば傾斜角度によって座標変化速度を可変に構
成できるので、操作感覚に違和感のない座標入力装置を
構成することができる。また、センサを基板上に実装す
ることによって配列することができるとともに、ジョイ
スティックのジョイントを構成する回転体に反射板を一
体化してなるため、安価に構成でき、しかも小型化が容
易である。
In this embodiment, since the direction and angle of inclination of the stick portion 1 can be reliably and accurately detected, the amount of coordinate movement is controlled only by the inclination time without depending on the inclination angle as in a conventional joystick. Since the coordinate change speed can be made variable according to the inclination angle, for example, as compared with a device that performs the operation, it is possible to configure a coordinate input device that does not make the operation feeling strange. In addition, the sensors can be arranged by mounting them on a substrate, and since the reflecting plate is integrated with the rotating body that forms the joint of the joystick, the configuration can be made at low cost and the size can be easily reduced.

【0035】図4には、上記回路基板8上に、発光ダイ
オード11aとフォトダイオード11bとを構成した半
導体チップ11を直接表面実装した場合を示す。この場
合、半導体チップ11は、回路基板8の内側端部の表面
上と裏面上とにそれぞれ実装することによって、上記実
施形態と同様の機能を得ることができる。なお、それぞ
れ単体で構成された発光ダイオードチップとフォトダイ
オードチップとを別々に実装しても良い。
FIG. 4 shows a case where the semiconductor chip 11 comprising the light emitting diode 11a and the photodiode 11b is directly surface-mounted on the circuit board 8. In this case, by mounting the semiconductor chip 11 on the front surface and the back surface of the inner end of the circuit board 8, the same function as in the above embodiment can be obtained. In addition, the light emitting diode chip and the photodiode chip, each configured as a single unit, may be separately mounted.

【0036】この構造では、回路基板8に表面実装によ
りチップ部品を直接搭載することによって実装部品を含
めた回路基板8の厚さをより薄く形成できるとともに、
回路基板8の表裏にセンサを分離して取り付けたので、
迷光を低減でき、上下の検出位置における検出精度を高
めることができる。
In this structure, the thickness of the circuit board 8 including the mounted components can be made thinner by directly mounting the chip components on the circuit board 8 by surface mounting.
Since the sensors were separately mounted on the front and back of the circuit board 8,
Stray light can be reduced, and detection accuracy at the upper and lower detection positions can be increased.

【0037】図5は、上記実施形態とは多少異なる構成
を有する別の実施形態を示す、回転体2の周囲構造を示
す縦断面図(a)及び横断面図(b)である。この実施
形態においては、回路基板8の内側端部に実装されたフ
ォトインタラプタ12は、発光ダイオードとフォトダイ
オードが一つずつ設けられたものである。また、回転体
2の中央部を周回する反射体10の配置平面は、フォト
インタラプタ12の設置された回路基板8の配置平面よ
りも距離dだけ下方にずらした位置に設定されている。
FIG. 5 is a longitudinal sectional view (a) and a transverse sectional view (b) showing the surrounding structure of the rotating body 2, showing another embodiment having a configuration slightly different from the above embodiment. In this embodiment, the photo interrupter 12 mounted on the inner end of the circuit board 8 is provided with one light emitting diode and one photodiode. The arrangement plane of the reflector 10 circling the central part of the rotating body 2 is set at a position shifted downward by the distance d from the arrangement plane of the circuit board 8 on which the photo interrupter 12 is installed.

【0038】この実施形態においては、図示しないステ
ィック部1が垂直に立設した、回転体2の基準姿勢にお
いて、フォトインタラプタ12が反射面10aの上部に
対向するように、距離dが調整されている。したがっ
て、回転体2の基準姿勢においては、フォトインタラプ
タ12の全てがオン状態にある。
In this embodiment, the distance d is adjusted so that the photointerrupter 12 faces the upper part of the reflection surface 10a in the reference posture of the rotating body 2 in which the stick unit 1 (not shown) stands vertically. I have. Therefore, in the reference posture of the rotating body 2, all of the photo interrupters 12 are in the ON state.

【0039】図5に点線で示すように、図示しないステ
ィック部1を図示左側に傾斜させると回転体2が反時計
方向に回転し、反射面10aにおける回転体2の左側に
位置する部分は、回転体2が僅かに回転するだけで、そ
れまで対向していたフォトインタラプタ12の対向位置
から外れる。
As shown by the dotted line in FIG. 5, when the stick unit 1 (not shown) is tilted to the left in the figure, the rotating body 2 rotates counterclockwise, and the portion of the reflecting surface 10a located on the left side of the rotating body 2 is: When the rotator 2 is slightly rotated, the rotator 2 is separated from the opposing position of the photointerrupter 12, which has been opposing so far.

【0040】これに対し、反射面10aにおける回転体
2の右側に位置する部分は、回転体2が僅かに回転した
状態ではフォトインタラプタ12との対向位置から外れ
ることがないため、そのままフォトインタラプタ12は
オン状態を持続する。
On the other hand, the portion of the reflection surface 10a located on the right side of the rotator 2 does not deviate from the position facing the photo interrupter 12 when the rotator 2 is slightly rotated. Remains on.

【0041】このような状態を示すものが図5(b)で
ある。回転体2が傾斜した方角に配置された図示左側の
フォトインタラプタ12はオフ状態に移行し、傾斜角度
が増加するに従って図示矢印F5,F6に示す如く、隣
接するフォトインタラプタ12が順次オフ状態に移行し
ていく。一方、最初にオフ状態に移行したフォトインタ
ラプタ12に対して180度回転した位置にあるフォト
インタラプタ12はそのままオン状態にあり、回転体2
の傾斜角度がさらに増大してからオフ状態に移行する。
FIG. 5B shows such a state. The photointerrupter 12 on the left side in the drawing, in which the rotator 2 is arranged in an inclined direction, shifts to the off state, and as the inclination angle increases, the adjacent photointerrupters 12 sequentially shift to the off state as shown by arrows F5, F6 in the figure. I will do it. On the other hand, the photo-interrupter 12 at a position rotated by 180 degrees with respect to the photo-interrupter 12 which has first shifted to the off state is in the on state as it is, and the rotator 2
After the tilt angle further increases, the state shifts to the off state.

【0042】このように、この実施形態では、フォトイ
ンタラプタ12のオン/オフ状態が傾斜側と、この傾斜
側に対して180度回転した側(反対側)とで対称的に
表れないため、スティック部1の傾斜方向を検出する場
合に、先の実施形態のように2つのフォトダイオードを
備えたフォトインタラプタを設ける必要がない。
As described above, in this embodiment, the on / off state of the photointerrupter 12 does not appear symmetrically on the inclined side and on the side (opposite side) rotated by 180 degrees with respect to the inclined side. When detecting the inclination direction of the section 1, there is no need to provide a photointerrupter having two photodiodes as in the previous embodiment.

【0043】上記の構造では、反射面10aの配置平面
とフォトインタラプタ12の配置平面との距離dをさら
に大きくして、回転体2の基準姿勢において反射面10
aとフォトインタラプタ12とが対向せず、フォトイン
タラプタ12の全てがオフ状態となるように構成しても
よい。この場合には、回転体が回転すると、スティック
部1の傾斜方向とは反対側のフォトインタラプタが最初
にオン状態となることによって傾斜方向を検出すること
ができる。ただし、配置平面間の距離dは、傾斜角度の
初期感度を落とさない程度に抑える必要がある。
In the above structure, the distance d between the plane where the reflecting surface 10a is arranged and the plane where the photointerrupter 12 is arranged is further increased so that the reflecting surface 10
a and the photo interrupter 12 may not be opposed to each other, and all of the photo interrupters 12 may be turned off. In this case, when the rotating body rotates, the tilt direction can be detected by first turning on the photointerrupter on the side opposite to the tilt direction of the stick 1. However, the distance d between the arrangement planes needs to be suppressed to such an extent that the initial sensitivity of the inclination angle is not reduced.

【0044】上記反射面の配置平面とフォトインタラプ
タの配置平面との関係を逆にして、反射面の配置平面を
フォトインタラプタの配置平面よりも上に設定してもよ
い。この場合には回転体2の傾斜方向とは反対側のフォ
トインタラプタ12が最初にオフ状態となる。なお、こ
の場合においても、上述と同様に距離dを少し大きく設
定して、基準姿勢において全てのフォトインタラプタ1
2がオフ状態になるように構成しても良い。
The arrangement plane of the reflection surface and the arrangement plane of the photo-interrupter may be reversed, and the arrangement plane of the reflection surface may be set higher than the arrangement plane of the photo-interrupter. In this case, the photo-interrupter 12 on the opposite side of the tilt direction of the rotating body 2 is first turned off. In this case as well, the distance d is set slightly larger as described above, and all the photointerrupters 1 in the reference posture are set.
2 may be turned off.

【0045】上記各実施形態において光センサを用いた
検出手段としては、磁気センサやその他の各種センサや
スイッチ類を用いてもよい。また、回転体にセンサを取
り付け、周囲に反射板を設けてもよいことは勿論であ
る。さらに、回転体と、対向するその周囲の双方に複数
の検出用の区画を設けてもよい。例えば、回転体に複数
の受光素子を設け、その周囲に複数の発光素子を配列さ
せてもよい。回転体としては、上記のように球面を備え
たものでなくとも、結果としてその回転姿勢を検出可能
な形状であればよい。
In each of the above embodiments, a magnetic sensor or other various sensors or switches may be used as the detecting means using an optical sensor. Further, it is a matter of course that a sensor may be attached to the rotating body and a reflection plate may be provided around the sensor. Furthermore, a plurality of detection sections may be provided both on the rotating body and on the periphery thereof. For example, a plurality of light receiving elements may be provided on the rotating body, and a plurality of light emitting elements may be arranged around the plurality of light receiving elements. The rotating body does not have to have a spherical surface as described above, but may have any shape as a result of which the rotation attitude can be detected.

【0046】上記実施形態では傾斜方向が特に制限され
ておらず、無限の回転軸線の周りに回転可能な回転体を
用いているが、回転軸線が有限個に限定されたものであ
っても構わない。さらに、上記において所謂ジョイステ
ィック型の装置について説明を行ったが、上記実施形態
においては、回転範囲は限定されるものの、操作杆を介
することなく、マウスやトラックボールのように直接回
転体を操作するように構成したものにも使用できる。
In the above embodiment, the direction of inclination is not particularly limited, and a rotating body that is rotatable around an infinite rotation axis is used. However, the number of rotation axes may be limited to a finite number. Absent. Furthermore, a so-called joystick-type device has been described above, but in the above embodiment, although the rotation range is limited, the rotating body is directly operated like a mouse or a trackball without using an operation rod. It can also be used for those configured as above.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、そ
れぞれリング状に設定された第1検出位置と第2検出位
置との相対的な位置関係が回転体の回転によって変化す
るため、第1検出位置と第2検出位置のいずれか一方の
検出位置に設けられた検出手段により、他方の検出位置
が対向位置に存在するか否かを検出することにより、回
転体の回転姿勢若しくは回転量を検出することができ、
回転体の回転姿勢若しくは回転量に応じた座標入力を行
うことが可能になる。したがって、検出手段の数をある
程度確保することによって座標の入力精度を高めること
が可能であり、また、オン/オフ制御ではなく、回転体
の回転姿勢若しくは回転量に応じて座標入力を行うこと
ができるので、操作感覚の違和感をなくすことができ
る。
As described above, according to the present invention, the relative positional relationship between the first detection position and the second detection position, each of which is set in a ring shape, changes with the rotation of the rotating body. By detecting whether or not the other detection position is located at the opposing position by detecting means provided at one of the first detection position and the second detection position, the rotation posture or the rotation amount of the rotating body is detected. Can be detected,
It is possible to input coordinates according to the rotation posture or the rotation amount of the rotating body. Therefore, it is possible to increase the accuracy of inputting coordinates by securing a certain number of detection means. In addition, it is possible to input coordinates not according to on / off control but according to the rotation posture or the amount of rotation of the rotating body. Since it is possible, the sense of incongruity in the operation feeling can be eliminated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る座標入力装置の実施形態を示す縦
断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a coordinate input device according to the present invention.

【図2】同実施形態における回転体近傍の横断面図であ
る。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the vicinity of a rotating body in the embodiment.

【図3】同実施形態におけるフォトインタラプタの構成
を示す拡大斜視図である。
FIG. 3 is an enlarged perspective view illustrating a configuration of a photo interrupter according to the first embodiment.

【図4】異なるフォトインタラプタを実装した状態を示
す拡大斜視図である。
FIG. 4 is an enlarged perspective view showing a state where different photointerrupters are mounted.

【図5】異なる実施形態における回転体近傍の縦断面図
(a)及び横断面図(b)である。
5A and 5B are a vertical sectional view and a horizontal sectional view near a rotating body in different embodiments.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 スティック部 2 回転体 6 ボールプランジャー 7 プランジャー受け 7a 凹曲面 8 回路基板 9 フォトインタラプタ 9a 発光ダイオード 9b,9c フォトダイオード 10 反射体 10a 反射面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stick part 2 Rotating body 6 Ball plunger 7 Plunger receiver 7a Concave curved surface 8 Circuit board 9 Photointerrupter 9a Light emitting diode 9b, 9c Photodiode 10 Reflector 10a Reflecting surface

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 外部操作によって回転動作可能に収容さ
れた回転体と、該回転体の周面上にリング状に設定され
た第1検出位置と、前記回転体の周面に対向するリング
状に設定された第2検出位置とを設け、 前記第1検出位置と前記第2検出位置のいずれか一方の
検出位置に、前記回転体の周面に沿って若しくは前記回
転体の周面に対向して配列された複数の検出手段を設け
るとともに、該検出手段を前記第1検出位置と前記第2
検出位置のいずれか他方の検出位置が対向位置に存在す
るか否かを検出するように構成し、前記検出手段の複数
の検出出力によって前記回転体の回転姿勢若しくは回転
量に対応する座標を入力するように構成したことを特徴
とする座標入力装置。
1. A rotating body accommodated rotatably by an external operation, a first detection position set in a ring shape on a peripheral surface of the rotating body, and a ring shape opposed to the peripheral surface of the rotating body. A second detection position set at the first detection position and the second detection position, at one of the detection positions along the peripheral surface of the rotating body or facing the peripheral surface of the rotating body. A plurality of detection means arranged in a line, and the detection means is connected to the first detection position and the second detection position.
It is configured to detect whether one of the other detection positions is at the opposite position, and input coordinates corresponding to the rotation posture or the rotation amount of the rotating body by a plurality of detection outputs of the detection means. A coordinate input device characterized in that it is configured to perform
【請求項2】 請求項1において、前記第1検出位置の
配置平面と、前記第2検出位置の配置平面とは、前記回
転体の基準姿勢においてほぼ一致するように構成されて
いることを特徴とする座標入力装置。
2. The apparatus according to claim 1, wherein an arrangement plane of the first detection position and an arrangement plane of the second detection position are configured to substantially coincide with each other in a reference posture of the rotating body. Coordinate input device.
【請求項3】 請求項2において、前記検出手段として
は、前記第1検出位置と前記第2検出位置のいずれか一
方の配置平面と交差する方向に互いに位置をずらして配
置された第1検出手段と第2検出手段とが設けられてい
ることを特徴とする座標入力装置。
3. The first detecting means according to claim 2, wherein said detecting means is arranged so as to be displaced from each other in a direction intersecting an arrangement plane of one of said first detecting position and said second detecting position. A coordinate input device, comprising: means and a second detecting means.
【請求項4】 請求項1において、前記第1検出位置の
配置平面と、前記第2検出位置の配置平面とは、前記回
転体の基準姿勢において互いに所定間隔を介して平行に
配置されていることを特徴とする座標入力装置。
4. The apparatus according to claim 1, wherein the arrangement plane of the first detection position and the arrangement plane of the second detection position are arranged in parallel with each other at a predetermined interval in a reference posture of the rotating body. A coordinate input device, characterized in that:
【請求項5】 請求項1において、前記回転体の下部に
突出するように取付けられた支持軸と、該支持軸の下端
部を担持する凹面部とを設け、前記回転体の自重により
前記支持軸が前記凹面部の最下部に唯一の安定接触位置
を有するように構成し、前記回転体に外部操作力が作用
しない場合には、前記安定接触位置に対応する基準姿勢
に前記回転体が自然復帰するように構成されていること
を特徴とする座標入力装置。
5. A supporting shaft according to claim 1, further comprising a support shaft attached to a lower portion of said rotating body so as to protrude therefrom, and a concave portion for supporting a lower end of said supporting shaft, said supporting body being supported by its own weight. The shaft is configured to have only one stable contact position at the lowermost part of the concave portion, and when no external operation force acts on the rotating body, the rotating body naturally assumes a reference posture corresponding to the stable contact position. A coordinate input device configured to return.
JP8188517A 1996-06-28 1996-06-28 Coordinate input device Pending JPH1021003A (en)

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JP (1) JPH1021003A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6246047B1 (en) * 1999-02-17 2001-06-12 Peter J. Mikan Fiber optic control with joy stick
WO2005120929A1 (en) * 2004-06-14 2005-12-22 Chang-Hag Lee Joystick devices
CN100447031C (en) * 2004-06-14 2008-12-31 李昌学 Joystick devices
KR100898427B1 (en) 2008-11-18 2009-05-21 주식회사 아이엠스토리지 Mouse device
KR100911802B1 (en) * 2008-11-18 2009-08-12 주식회사 아이엠스토리지 Mouse device

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