JPH11259230A - 入力装置及びこれを有する電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型でかつ円滑に電子機器に入力できる入力
装置を提供すること。 【解決手段】 使用者が操作することにより電子機器２
０に対して入力を行う入力装置３０において、表面に複
数の穴３１ａを有している球体３１が回転及び移動する
と、球体３１の穴３１ａに回転時に出入り可能に設けら
れている突起部４１を有している入力部４０がその回転
もしくは移動に従って移動する。この移動を方向センサ
及び圧力センサ５０が検出し、入力する情報の選択、確
定を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、入力装置の改良、
特に電子機器に対する入力操作を容易に行うことができ
る入力装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年普及している携帯電話、小型携帯端
末（ＰＤＡ）において、文字書き込みもしくは機能選択
のための入力装置は小型で軽量であることが望まれてい
る。しかし、これらの入力装置は小型化を追求しすぎた
ため、使いづらいという新たな問題が発生している。さ
らに、電子メールが送受信できる小型携帯端末のよう
に、高性能化した携帯機器の登場に伴い、既存の入力装
置ではさらに操作が煩雑になることが予想される。

【０００３】ここで、図７には従来の入力装置を用いた
携帯機器の一例として携帯電話の正面図を示しており、
図６を参照して携帯電話１について説明する。図７の携
帯電話１は本体２、アンテナ３、マイク４、スピーカ
５、液晶表示装置６、テンキー７等からなっている。こ
こで、この携帯電話１が電話番号と名前を入力してアド
レス帳を作成する機能を有している場合、使用者は携帯
電話１に電話番号と名前等を入力して、図示しない記憶
部に記憶させなければならない。

【０００４】この名前等を入力する際にはテンキー７を
使用して入力が行われる。具体的には、図７（Ｂ）のよ
うにテンキー７には電話番号を入力するための数字７ａ
と文字入力をするためのカナ文字７ｂとが割り当てられ
ている。このうちカナ文字７ｂについては、１つのテン
キー７に対して例えばア行の５つの文字が割り当てられ
ており、そのテンキー７を１回〜５回まで押すことによ
りいずれかの文字を選択して、文字入力を行う。

【０００５】図８には別の従来の携帯電話の一例の正面
図を示しており、図８を参照して携帯電話１ａについて
説明する。なお、図８の携帯電話１ａが図７の携帯電話
１と同一の構成である場合には、同じ符号を付してその
説明を省略する。図８の携帯電話１ａが図７の携帯電話
１と異なる点は、本体２の側面にロータリスイッチ８を
有している点である。ここで、図８（Ｂ）にはロータリ
スイッチ８の模式図を示しており、図８（Ｂ）のロータ
リスイッチ８は回転部材８ａとパルス発生部８ｂからな
っている。パルス発生部８ｂは制御部９と接続されてお
り、制御部９は液晶表示装置６と接続されている。

【０００６】回転部材８ａが回転するとパルス発生部８
ｂがパルスを発生し、パルス信号が制御部９に送られ
る。制御部９には文字情報の一覧表が「ア」から「ン」
まで順に作成されており、送られてきたパルス信号に基
づいて、「ア」から順に液晶表示装置６に文字を表示さ
せる。使用者は液晶表示装置６に表示される文字を見な
がら、入力したい文字が表示されるまで回転部材８ａを
回転させて、電子機器に対して文字入力を行う。

【０００７】また、一般的な入力装置としては、キーボ
ードが最も有名なものであり、図９にはキーボードの一
例を示す正面図を示している。図９のキーボード１０は
複数のスイッチ１０ａが設けられており、スイッチ１０
ａにはアルファベットおよび数字等が割り当てられてい
る。使用者は文字の割り当てられているスイッチ１０ａ
の中から入力したい文字を選択して、スイッチ１０ａを
押すことで文字入力を行う。

【０００８】また、図１０にはパーソナルコンピュータ
等で使用されるトラックボール１１のシステム図を示し
ており、図１０を参照してトラックボール１１について
説明する。トラックボール１１は球体１２、Ｘ軸センサ
１３、Ｙ軸センサ１４等からなっている。球体１２は図
１０（Ａ）に示すように、パーソナルコンピュータ等の
筐体に埋め込まれており、Ｘ軸及びＹ軸方向に回転可能
に設けられている。図１０（Ｂ）の球体１２はローラ１
３ａ、１４ａと接続されており、ローラ１３ａ、１４ａ
はＸ軸センサ１３、Ｙ軸センサ１４と接続されている。

【０００９】Ｘ軸センサ１３はローラ１３ａの回転数を
検出することで、球体１２のＸ軸方向の運動量を検出す
る。Ｙ軸センサ１４はローラ１４ａの回転数を検出し
て、球体１２のＹ方向の運動量を検出する。Ｘ軸センサ
１３、Ｙ軸センサ１４は制御部９にそれぞれ接続されて
おり、検出した運動量を制御部９に送る。制御部９は液
晶表示装置６に接続されており、球体１２の運動量に沿
って液晶表示装置６に表示されているカーソルを移動さ
せる。使用者は液晶表示装置６に表示されている文字の
一覧表の中から入力する文字を選択し、スイッチ１５を
押して文字を入力することができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の入力装置においてはそれぞれ以下のような問題を有し
ている。まず、図７に示す入力装置では多くの文字を入
力する場合その操作が煩雑かつ多くなってしまうという
問題がある。すなわち、入力したい文字を選択するため
に、テンキー７のボタンを最大で５回押さなければ選択
したい文字を入力できないとともに、入力したい文字７
ｂが割り当てられているテンキー７に、１文字ごとに指
を移動させて入力を行わなければならないという問題が
ある。

【００１１】また、図８のようなロータリスイッチ８で
は、入力するための動きが１次元であるため、例えば平
仮名の場合、文字を選択する際にはア行から順次入力す
る文字を検索していくため、最大５０文字分を回転、選
択する必要がある。このため、文字を入力する際には多
くの時間と労力を必要とし、日本語の文字入力には適し
ていないという問題がある。そして、図９に示すキーボ
ード１０はそれぞれの文字に対してスイッチ１０ａが割
り当てられているため、文字の選択、入力を容易に行う
ことができるが、キーボード１０を小型化するのは限界
がある。すなわち、キーボード１０を小型化すると、ス
イッチ１０ａが小さくなり、入力するのが困難になると
いう問題があり、小型化、軽量化が求められる携帯機器
には適応しない。

【００１２】さらに、図１０に示すトラックボール１２
においては選択された文字等を確定する場合には、別途
用意されているスイッチ１５を押さなければならず、小
型化を実現することができない。また、トラックボール
１２が携帯機器に搭載された場合、携帯中に振動もしく
は接触することで、トラックボール１２が回転して、誤
動作を起こしてしまうという問題があるので、携帯機器
に使用することができない問題がある。したがって、携
帯機器に搭載される入力装置として、小型で携帯性がよ
く、誤動作を生じないものが求められている。

【００１３】そこで本発明は上記課題を解消し、小型で
かつ円滑に電子機器に入力できる入力装置を提供するこ
とを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明にあ
っては、使用者が操作することにより電子機器に対して
入力を行う入力装置において、表面に複数の穴を有して
おり、使用者の操作により１軸方向に移動可能であっ
て、回転可能に設けられている球体と、球体の穴に回転
時に出入り可能に設けられている突起部を有しており、
球体の移動方向及び回転方向に対して移動可能に設けら
れている入力部と、球体の回転方向に設けられて、入力
する情報を選択するために、球体の回転に伴う入力部の
回転方向の移動により球体の回転を検出する方向センサ
と、入力部と接続されていて、球体の移動方向であって
入力部と接続可能に設けられており、入力する情報を確
定するために、球体の移動に伴う入力部の移動方向の移
動により球体の移動を検出する圧力センサとを備える入
力装置により、達成される。

【００１５】本発明では、球体が回転すると入力部が入
力状態であることを判別する。それと同時に、入力部は
球体の回転方向の反対方向に移動して、その移動量は方
向センサにより検出される。また、球体が押されたこと
は圧力センサが検出して、使用者が入力する文字等を選
択する際に、球体を回転させることで文字を選択して、
球体を押すことで文字を確定する。これにより、使用者
は指で文字入力を容易に行うことができ、入力装置の小
型化軽量化を実現することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述
べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、
技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明
の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨
の記載がない限り、これらの形態に限られるものではな
い。

【００１７】図１には本発明の入力装置を用いた移動体
通信機器である携帯電話の好ましい実施の形態を示す正
面図であり、図１を参照して携帯電話２０について詳し
く説明する。図１の携帯電話２０は本体部２１、アンテ
ナ部２２、マイク部２３、スピーカ部２４、表示部２
５、テンキー２６、入力装置３０等からなっている。本
体部２１にはアンテナ部２２が接続されていて、アンテ
ナ部２２は音声情報等による変調信号の送信もしくは受
信を行う。本体部２１にはマイク部２３が設けられてお
り、マイク部２３は使用者が発した音声を入力する。ま
た、本体部２１にはスピーカ部２４が設けられており、
スピーカ部２４は音声を出力するものである。

【００１８】本体部２１には表示部２５が設けられてお
り、表示部２５は例えば液晶表示装置からなっている。
表示部２５はアンテナ部２２が受信した情報を表示する
とともに、携帯電話２０に記憶されている電話番号や名
前もしくはテンキー２６と入力装置３０から入力された
数字や文字を表示するものである。本体部２１には電話
番号等の数字を入力するためのテンキー２６と、文字を
入力するための入力装置３０とが設けられている。使用
者がテンキー２６を操作すると、電話番号等の数字が入
力され、入力装置３０が操作すると文字が入力される。

【００１９】図２には図１の入力装置３０の周辺部位の
拡大正面図、図３には入力装置３０の断面図を示してお
り、図１乃至図３を参照して入力装置３０について詳し
く説明する。図３の入力装置３０は球体３１、支持体３
２、入力部４０、圧力センサ５０、方向センサ６０等か
らなっている。球体３１は本体部２１に埋め込まれてお
り、支持体３２によって支持されている。球体３１は一
部が本体部２１から突出しており、突出している部位が
使用者の指により操作されると、球体３１はＸ軸方向お
よびＹ軸方向に回転する。球体３１には複数の穴３１ａ
が球面上に規則的に形成されており、複数の穴３１ａに
は突起３３ａが挿入される。また、複数の穴３１ａは使
用者が球体３１を回転させる際の滑り止めとしての役割
も果たす。

【００２０】制御部７０は後述する入力部４０と接続さ
れており、制御部７０は表示部２５と接続されている。
制御部７０には例えばひらがな入力される場合には、ア
行〜ワ行までのテーブルが作成されている。テーブルは
球体３１がＸ軸方向に回転したという信号を入力部４０
から受け取ったときはア行〜ワ行の間を移動し、球体３
１がＹ方向に回転したという信号を入力部４０から受け
取ったとき、ア列〜オ列の間を移動するように設定す
る。そして、制御部７０は選択した文字データを表示部
２５に送り、表示部２５はその文字を表示する。

【００２１】図４には入力部４０の周辺部位の拡大側面
図、図５には入力部４０の周辺部位の拡大上面図をそれ
ぞれ示しており、図４および図５を参照して入力部４０
について詳しく説明する。図４の入力部４０は球体３１
の下側であって第１マウント５１の上に配置されてお
り、突起部４１、保持部４２、接点４３等からなってい
る。突起部４１は球体３１の穴３１ａに挿入される大き
さに形成されており、突起部４１は保持部４２に支持さ
れている。保持部４２はバネ４４を有しており、突起部
４１を矢印Ｚ１、Ｚ２方向に移動できるように保持して
いる。

【００２２】図５に示すように入力部４０は４つのバネ
４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄに接続されており、Ｘ
軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ移動可能に保持されてい
る。入力部４０には接点６１ａ、６２ａ、６３ａ、６４
ａがそれぞれ設けられており、接点６１ａ、６２ａ、６
３ａ、６４ａは後述する接点６１ｂ、６２ｂ、６３ｂ、
６４ｂと対向するように設けられている。図３の球体３
１が回転すると、突起部４１が穴３１ａからはずれて、
球体３１の表面３１ｂに押される。すると、図４のバネ
４４により、突起部４１が矢印Ｚ１方向に移動して、突
起部４１と接点４３とが接触する。これにより、入力部
４０は球体３１が回転したことを判別できる。

【００２３】また、図３の球体３１が例えば矢印Ｒ１方
向に回転して穴３１ａから突起部４１がはずれるとき、
入力部４０が回転方向の反対方向である矢印Ｘ１方向に
移動して、接点６１ａと６１ｂとが接触する。これによ
り、方向センサ６０は球体３１の回転方向を検出するこ
とができる。その後、入力部４０は４つのバネ４４ａ、
４４ｂ、４４ｃ、４４ｄにより矢印Ｘ２方向に移動し
て、もとの場所に戻る。

【００２４】次に、図３乃至図５を参照して圧力センサ
５０について詳しく説明する。圧力センサ５０は、第１
マウント５１、第２マウント５２、バネ５３、接点５
４、５５等からなっている。接点５４は第１マウント５
１に設けられており、接点５５は第２マウント５２に設
けられている。接点５４と接点５５とは互いに対向して
配置されており、第１マウント５１と第２マウント５２
はバネ５３により一定の間隔が保たれている。図３の球
体３１が矢印Ｚ方向に押されると、バネ５３により第１
マウント５１が矢印Ｚ１方向に移動し、接点５４、５５
が接触する。

【００２５】次に、図４乃至図６を参照して方向センサ
６０について詳しく説明する。方向センサ６０は第１Ｘ
軸センサ６１、第２Ｘ軸センサ６２、第１Ｙ軸センサ６
３、第２Ｙ軸センサ６４とからなっており、それぞれ同
一の構造を有している。例えば第１Ｘ軸センサ６１は接
点６１ａ、６１ｂ、支持部材６１ｃからなっていて、接
点６１ａは入力部４０に設けられている。接点６１ｂは
支持部材６１ｃに設けられており、接点６１ａと対向す
るように配置されている。接点６１ａと接点６１ｂとが
接触すると、入力部４０がその接触を検出して制御部７
０に球体３１が矢印Ｘ１方向に移動したことを示す検出
信号を送る。同様に第２Ｘ軸センサ６２、第１Ｙ軸セン
サ６３、第２Ｙ軸センサ６４センサにおいてもそれぞれ
の方向の検出信号を制御部７０に送信する。

【００２６】次に、図１乃至図５を参照して入力装置３
０の動作について詳しく説明する。まず、使用者が文字
等を入力する場合、図１の携帯電話２０の入力装置３０
に指を当てる。そして使用者は図３に示すように、入力
装置３０の球体３１を例えば矢印Ｒ１方向に回転させ
る。すると、球体３１の穴３１ａが突起４１から外れ
て、球体３１の表面３１ｂに押されて矢印Ｚ１方向に移
動する。これにより突起部４１と接点４３とが接触し
て、入力部４０は入力されていることを判別する。

【００２７】これと同時に、球体３１の穴３１ａから突
起４１が外れるとき、突起部４１は穴３１ａに押されて
矢印Ｘ１方向に移動し、それに伴い入力部４０も矢印Ｘ
１方向に移動する。これにより、図６に示すように、接
点６１ａと接点６１ｂとが接触し、支持部材６１ｃは球
体３１が矢印Ｒ１方向に回転したことを検出して制御部
７０に送信する。その後、バネ４４ａ〜４４ｄにより入
力部４０は元の場所に戻る。そして、図２の制御部７０
は送られてきた球体３１の回転量から作成されているテ
ーブルから選択される文字を移動させて、その文字デー
タを表示部２５に送信し、表示部２５に選択された文字
が表示される。

【００２８】球体３１が矢印Ｒ１方向に回転しつづける
と、突起４２が別の穴３１ａに挿入される。このとき、
図４の突起部４１が矢印Ｚ２方向に移動して突起部４１
と接点４３とが離れ、入力状態が解除される。同様にし
て、矢印Ｘ２方向、矢印Ｙ１方向、矢印Ｙ２方向に球体
３１が回転すると、方向センサ６０がその回転方向を検
出して制御部７０に送る。制御部７０はその回転方向に
基づいて文字を選択していき、表示部２５にその文字を
表示させる。

【００２９】使用者は表示部２５に入力したい文字が現
れたら、球体３１を矢印Ｚ１方向に押す。すると、図４
に示す突起部４１と接点４３が接触して、入力状態にな
るとともに、第１マウント５１も押されて接点５３と接
点５４とが接触して、その信号を制御部７０に送る。そ
の後、制御部７０は選択されている文字を確定させて、
次の文字を入力することができるようにする。

【００３０】上記実施の形態によると、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ
軸のそれぞれの動きが片手のいづれの指でも操作するこ
とができる。このため、文字や機能選択を２次元にマッ
ピングすることができるので、入力操作を迅速に行うこ
とができる。また、入力装置はキーボード等と異なり多
くの面積を必要としないため、小型化、軽量化を図るこ
とができる。したがって小型化、軽量化が求められてい
る携帯電話、携帯情報端末に搭載することができる。

【００３１】そして本発明の入力装置は片手で操作を行
うことができるので、携帯電話等を野外で使用する場
合、利便性を向上させることができる。さらに、上述し
た入力装置には球体に穴を設けることで持ち運び時に球
体が回転しにくいため、振動等による誤動作がおきづら
い。そしてＸ軸、Ｙ軸の動きが球体の回転量に比例する
ため、操作が感覚的に分かりやすくなり、さらに球体３
１の穴３１ａを捕らえる最の振動を指先で感じること
で、どの程度回転させたかを知ることができる。

【００３２】ところで、本発明は、上記実施の形態に限
定されない。上記実施の形態において、入力装置３０は
携帯電話に用いられているが、もちろんこれ以外の電子
機器、例えばノート型パーソナルコンピュータ、小型携
帯端末、パーソナルコンピュータに内蔵するようにして
もよいし、あるいは入力装置３０のみで構成されてい
て、この入力装置３０をケーブルにより電子機器に接続
するようにしてもよい。

【００３３】また、数字を入力するのはテンキー２６で
行い、文字入力は入力装置３０で行うようにしている
が、数字の入力も入力装置３０で行うようにしてもよ
い。これにより、テンキー２６が携帯電話２０から排除
されることで、携帯電話のさらなる小型化、軽量化を実
現することができる。さらに、上記実施の形態におい
て、バネ４４、４４ａ〜４４ｄ、５３はゴム又は従来公
知の弾性部材を用いてももちろんかまわない。さらに、
上記実施の形態において、日本語カナ入力を例示して説
明したが、それ以外の言語、例えば英語、フランス語、
ドイツ語等を入力する装置として用いてもよいし、また
従来のマウスと同様にカーソルの選択として用いてもよ
い。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
小型でかつ円滑に電子機器に入力できる入力装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の入力装置を用いた電子機器の好ましい
実施の形態を示す正面図。

【図２】本発明の入力装置の外形を示す拡大正面図。

【図３】本発明の入力装置を示す拡大断面図。

【図４】本発明の入力装置における入力部の周辺部位を
示す側面模式図。

【図５】本発明の入力装置における入力部の周辺部位を
示す上面模式図。

【図６】本発明の入力装置における入力部が移動した様
子を示す上面模式図。

【図７】従来の携帯電話における入力装置を示す正面
図。

【図８】従来の別の携帯電話における入力装置を示す正
面図。

【図９】従来の入力装置の一例であるキーボードを示す
正面図。

【図１０】従来の入力装置の一例であるトラックボール
を示す正面図。

【符号の説明】

２０・・・携帯電話（電子機器）、３０・・・入力装
置、３１・・・球体、３１ａ・・・穴、４０・・・入力
部、４１・・・突起部、４２・・・保持部、４３・・・
接点、４４、４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ・・・バ
ネ、５０・・・圧力センサ、６０・・・方向センサ。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 使用者が操作することにより電子機器に
   対して入力を行う入力装置において、 表面に複数の穴を有しており、使用者の操作により１軸
   方向に移動可能であって、回転可能に設けられている球
   体と、 球体の穴に回転時に出入り可能に設けられている突起部
   を有しており、球体の移動方向及び回転方向に対して移
   動可能に設けられている入力部と、 球体の回転方向に設けられて、入力する情報を選択する
   ために、球体の回転に伴う入力部の回転方向の移動によ
   り球体の回転を検出する方向センサと、 入力部と接続されていて、球体の移動方向であって入力
   部と接続可能に設けられており、入力する情報を確定す
   るために、球体の移動に伴う入力部の移動方向の移動に
   より球体の移動を検出する圧力センサとを備えることを
   特徴とする入力装置。
2. 【請求項２】 入力部には突起部と対向するように接点
   が設けられており、球体が回転して突起部が穴からはず
   れることで突起部と接点とが接触し、球体の移動を判別
   できる状態にする請求項１に記載の入力装置。
3. 【請求項３】 方向センサは、球体の回転方向において
   直交する２軸方向にそれぞれ設けられており、球体が回
   転すると、入力部がその回転方向と反対方向に移動し、
   入力部と方向センサが接続することで、入力部が球体の
   回転方向を検出し、入力情報を選択する請求項１に記載
   の入力装置。
4. 【請求項４】 圧力センサは、第１接点を有している第
   １マウントと、第１接点と対向する位置に第２接点を有
   している第２マウントからなり、球体が移動すると第１
   接点と第２接点とが接触し、入力する情報を確定する請
   求項１に記載の入力装置。
5. 【請求項５】 使用者が入力を行う際に操作する入力装
   置を有する電子機器において、 表面に複数の穴を有しており、使用者の操作により１軸
   方向に移動可能であって、回転可能に設けられている球
   体と、 球体の穴に回転時に出入り可能に設けられている突起部
   を有しており、球体の移動方向及び回転方向に対して移
   動可能に設けられている入力部と、 球体の回転方向に設けられて、入力する情報を選択する
   ために、球体の回転に伴う入力部の回転方向の移動によ
   り球体の回転を検出する方向センサと、 入力部と接続されていて、球体の移動方向であって入力
   部と接続可能に設けられており、入力する情報を確定す
   るために、球体の移動に伴う入力部の鉛直方向の移動に
   より球体の移動を検出する圧力センサとを備える入力装
   置を有することを特徴とする電子機器。