JPH1165742A - 入力デバイス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型化でき、簡単な操作で任意の情報を入力
可能な入力デバイスを提供する。 【解決手段】 円筒状の第１の部材１１の内側の円柱形
の挿入スペース２１に円柱状の第２の部材１２が挿入さ
れており、部材１１，１２は部材１２の軸方向と周方向
に相対的に可動に結合されている。部材１２の外周面に
複数の凹部２２がマトリクス状の配置で形成され、凹部
２２のそれぞれの底面に第１の電極が設けられる。部材
１１側にバネで付勢された球状の電極が設けられてお
り、これが部材１１に対する部材１２の軸方向と周方向
の位置に応じて複数の凹部２２の内の異なる一凹部に弾
性的に係合し、その凹部の第１の電極に接触する。こう
して部材１１に対する部材１２の軸方向と周方向の位置
が検出され、その検出信号に基づいて情報が入力され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータ等の
情報処理装置に対し文字等の情報を入力するための入力
デバイスに関し、特に、小型の携帯型情報処理装置の情
報入力あるいは個人認証のための情報入力等に好適な入
力デバイスに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、コンピュータ等の情報処理装置の
システムにおいて、文字等の情報を入力するには、 １．キーボード、 ２．ペンによる手書き文字認識、 ３．画面上に仮想キーボードを表示し、ペンやマウスで
文字を選択する、 等の方法が用いられてきた。

【０００３】また、情報処理装置を使用する個人の認証
（特定）を行う方法には、 １．あらかじめ設定しておいたパスワードをキーボード
により入力する、 ２．ペンによる手書きの筆跡を解析して、個人を特定す
る、 ３．バーコードや、ＩＤカードに記録してある記号を読
み取ることで検証する 等の方法が用いられてきた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例えば
携帯型情報端末などの小型の携帯型情報処理装置の入力
デバイスとして考えた場合、キーボードを実装する、或
いは仮想キーボードを表示するためには、キーボードの
キーのそれぞれが小さくなり、入力を行うのが困難であ
る。

【０００５】また、手書きによる文字認識を行うにも、
コンピュータ側の資源が多量に必要で、処理能力の劣る
コンピュータでは、文字認識をなかなか正確に行えず、
文字を入力することにストレスを感じさせてしまう。

【０００６】また、バーコードやＩＤカードでは、それ
に記録された特定の情報しか入力できず、任意の情報を
入力することはできず、それを持っていなければ個人認
証を行うことができない。

【０００７】そこで本発明の課題は、小型化でき、簡単
な操作で任意の情報を入力可能であり、例えば小型の携
帯型情報処理装置の情報入力用あるいは個人認証のため
の情報入力等に好適な入力デバイスを提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明によれば、円柱形の挿入スペースを有する第
１の部材と、該第１の部材の前記挿入スペースに挿入さ
れた円柱状の第２の部材を有し、前記第１と第２の部材
は、第２の部材の軸方向と周方向に相対的に可動に結合
されており、前記第１の部材に対する前記第２の部材の
軸方向と周方向の位置の設定により情報を入力するよう
にした入力デバイスの構成を採用した。

【０００９】より具体的には、前記第１の部材に対する
前記第２の部材の軸方向と周方向の位置を検出するセン
サを有し、該センサの検出信号に基づいて情報を入力す
るものとし、さらに前記センサを動作させるためのスイ
ッチを有するものとする。

【００１０】さらに具体的には、前記第１の部材の挿入
スペースの内周面または前記第２の部材の外周面にマト
リクス状に配置された複数の凹部と、弾性的に変位可能
であって、前記第１の部材に対する前記第２の部材の軸
方向と周方向の位置に応じて前記複数の凹部の内で異な
る一凹部に係合し、前記複数の凹部を設けた前記第１の
部材または前記第２の部材を弾性的に係止する係合部材
を有し、前記センサは、前記第１の部材に対する前記第
２の部材の軸方向と周方向の位置であって、前記係合部
材により前記第１の部材または前記第２の部材が係止さ
れる位置のそれぞれを検出するように構成されたものと
する。

【００１１】前記センサの具体的な構成としては、前記
複数の凹部のそれぞれに設けられた複数の第１の電極
と、前記係合部材として構成された第２の電極を有する
ものとし、前記複数の第１の電極は、互いの間に抵抗を
介して直列に接続されたものとする。

【００１２】また、前記第１と第２の部材の一方が情報
処理装置の筐体に一体的に設けられるものとしてもよ
い。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明の実施
の形態を説明する。

【００１４】［第１の実施形態］第１の実施形態を図１
〜図７により説明する。

【００１５】まず、図１（Ａ）は入力デバイスの第１の
実施形態の外観を示している。ここに示す入力デバイス
は、有底円筒状の第１の部材１１と、この部材１１の内
側の円柱形のスペースに軸方向に沿って挿入された円柱
状の第２の部材１２とから構成される。部材１２は、外
径が部材１１の内径より細くて部材１１に挿入される小
径部１２ａと、それより外径が大きくて部材１１に挿入
されない大径部１２ｂからなる。

【００１６】部材１１，１２は、互いに固定されておら
ず、図１（Ｂ），（Ｃ）に示すように、部材１２の矢印
αで示す軸方向と矢印βで示す周方向に相対的に可動に
結合されており、部材１１に対する部材１２の軸方向の
位置（挿入の深さ）と周方向の位置（ねじれの位置）が
可変になっている。

【００１７】そして、部材１１に対する部材１２の軸方
向と周方向の位置の相違により異なる情報を入力する。
部材１２の位置を認識するために、部材１１の外周面に
は、部材１２の周方向の基準位置を示す三角形のマーク
Ｍが印刷などで設けられている。また、部材１２の小径
部１２ａの外周面には、部材１２の軸方向の位置を認識
するための目盛りm1が印刷などで設けられており、大径
部１２ｂの外周面には、部材１１のマークＭを基準とし
て部材１２の周方向の位置を認識するための目盛りm2が
印刷などで設けられている。

【００１８】また、部材１１に対する部材１２の軸方向
と周方向の位置をそれぞれ目盛りm1,m2に対応した間隔
で離散的に検出するセンサが後述する構成で設けられ、
そのセンサを動作させるための押しボタンスイッチ１３
が部材１１の外周面に設けられている。

【００１９】次に、図２は入力デバイスの断面を示して
いる。ここに示すように、部材１１の内側の挿入スペー
ス２１に挿入される部材１２の小径部１２ａの外周面に
は複数の円形の凹部２２（図１では図示省略）が形成さ
れている。ここでは図１に示した目盛りm1,m2の図示を
省略しているが、凹部２２は部材１２の軸方向（α方
向）に目盛りm1の間隔に対応した間隔で並び、周方向
（β方向）に目盛りm2の間隔に対応した間隔で並ぶよう
に、マトリクス状に配置されている。

【００２０】凹部２２のそれぞれの底面には、図３に示
す導電性材料からなる凹んだ円形の電極３１が貼り付け
られている。電極３１のそれぞれは互いの間に抵抗３２
を介して直列に接続されており、この複数の電極３１と
抵抗３２の直列接続が前述した部材１２の軸方向と周方
向の位置を検出するセンサの要部となる。

【００２１】次に、図４は、図２中の破線２３で囲まれ
た部分を拡大して示している。ここに示すように、部材
１１の内周面には凹部４１が形成されており、この凹部
４１内にはバネ４２が設けられている。バネ４２は一端
４２ａが凹部４１の底面に固定されている。バネ４２上
にはホルダ４３が支持されており、バネ４２により部材
１２に向かって垂直なＡ方向に付勢されている。ホルダ
４３は球状の導電性材料からなる電極４４をＡ，Ａ′方
向への変位と回転（自転）のみ可能なように保持してい
る。

【００２２】図４に示す状態では、球状の電極４４が凹
部２２に係合し、その底面に設けられた電極３１に対し
てバネ４２の押圧力により圧接しており、この電極４４
と凹部２２の係合により部材１２は係止されている。こ
こで、部材１２をその軸方向ないし周方向に相当するＢ
方向またはＢ′方向に動かそうとすると、電極４４が係
合した凹部２２の部分がＢ方向またはＢ′方向にスライ
ドしようとする。そのとき、球状の電極４４は回転しな
がら、バネ４２を押し縮めるようにして、Ａ′方向に沈
み、凹部２２との係合が外れる。そして、隣の凹部２２
が電極４４の上に現れたときに、バネ４２のＡ方向への
押圧力によって電極４４がその凹部２２にはまり込んで
係合し、その底面の電極３１に圧接する。

【００２３】このようにして、部材１２をその軸方向ま
たは周方向に動かすことにより、球状の電極４４が順次
隣の凹部２２に係合して部材１２が弾性的に係止され、
クリック感が得られるとともに、電極４４が各凹部２２
の電極３１に正確に圧接して導通する。

【００２４】次に、図５は、部材１１に対する部材１２
の軸方向と周方向の位置を検出するセンサの回路構成を
示している。ここに示すように先述した複数の凹部２２
のそれぞれに設けられた電極３１と抵抗３２の直列接続
の両端に対して押しボタンスイッチ１３を介して定電圧
電源５１が接続されている。押しボタンスイッチ１３を
押すと、上記電極３１と抵抗３２の直列接続の両端間に
対して電源５１から一定の電圧が印加される。そのと
き、部材１２の軸方向と周方向の位置に応じて複数の電
極３１のいずれか１つと接触している球状の電極４４
と、上記直列接続の一端との間の電位差５２が検出信号
として取り出される。この取り出しのために、球状の電
極４４に接触する図４のホルダ４３とバネ４２は導電性
材料から形成され、バネ４２に不図示のリード線が接続
される。

【００２５】ここで検出信号の電位差５２の値は、部材
１１に対する部材１２の軸方向と周方向の位置の設定に
応じて、球状の電極４４が複数の電極３１の内のどれに
接触しているかによって異なるので、部材１１に対する
部材１２の軸方向と周方向の位置がそれぞれの方向の電
極３１の間隔ごとに離散的に検出されることになる。

【００２６】次に、図６は図５のセンサの検出信号の電
位差５２に基づいて文字情報を入力する入力デバイスの
電気系統の構成を示している。ここに示すように、入力
デバイスの電気系統は、上述した図５の構成のセンサ６
１と、その検出信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器６２
と、その出力のデジタル信号を文字のコード信号に変換
する信号変換部６３から構成される。信号変換部６３
は、マイクロプロセッサとメモリ等から構成される。

【００２７】次に、図６の構成の動作を図７のフローチ
ャートにより説明する。

【００２８】まず、図７のステップＳ１で押しボタンス
イッチ１３を使用者が押すことにより、ステップＳ２で
センサ６１が動作し、先述のようにそのときの部材１１
に対する部材１２の軸方向と周方向の位置の設定により
電位差５２が異なる検出信号を発生する。

【００２９】次に、ステップＳ３でＡ／Ｄ変換器６２が
センサ６１の検出信号をＡ／Ｄ変換し、そのディジタル
信号を信号変換部６３に入力する。

【００３０】ここで、部材１１に対して部材１２を軸方
向または周方向に動かすことでセンサ６１の検出信号の
電位差５２が変化し、それをＡ／Ｄ変換したディジタル
信号も変化する。従って、変化するディジタル信号のデ
ータのそれぞれに対して、例えばアルファベットなどの
文字のそれぞれを割り当て、例えば信号変換部６３のメ
モリに前記ディジタル信号のデータのそれぞれと文字の
コードのデータを一対一に対応付けたデータテーブルを
用意しておき、これを用いることにより、ディジタル信
号を文字コードに変換することができる。このようにし
て、ステップＳ４で上記ディジタル信号のデータを文字
コードに変換し、ステップＳ５で文字コードの信号をコ
ンピュータなどの情報処理装置に入力する。

【００３１】このようにして本実施形態によれば、部材
１１に対する部材１２の軸方向と周方向の設定により任
意の文字情報を入力でき、従来のキーボードに代わる文
字入力デバイスを構成できる。しかも、この入力デバイ
スは、キーボードに比べて構造が著しく簡単で安価に構
成でき、小型化が可能であり、操作も部材１２を軸方向
ないし周方向に動かして位置を設定した後に押しボタン
スイッチ１３を押すだけで簡単であり、例えば小型の携
帯型情報処理装置の入力デバイスとして好適である。

【００３２】また、上記の構成で、部材１１に対して部
材１２を軸方向と周方向に特定のパターンで動かす（例
えば右にｘ回まわし、ｙ段押し込んで…等）ときに連続
的に発生する文字列のデータ（文字に変換しないで上記
ディジタル信号のデータでもよい）をメモリに登録して
おき、使用者が部材１２を動かすことで発生するデータ
が前記の登録されたデータと一致するか否か判定するこ
とにより、個人認証を行うこともできる。

【００３３】［第２の実施形態］次に、図８により、本
発明による入力デバイスの第２の実施形態を説明する。

【００３４】図８に示すように、第２の実施形態では、
第１の部材１１の挿入スペース２１の内周面に、複数の
凹部２２が部材１１の軸方向と周方向、すなわち部材１
２の軸方向と周方向にそれぞれ所定間隔で並ぶマトリク
ス状の配置で形成されており、ここでは図示を省略した
が、凹部２２のそれぞれの底面には先述の図３，４に示
した電極３１が設けられている。

【００３５】また、第２の部材１２の小径部１２ａの先
端部近傍の外周面には凹部４１が形成され、凹部４１内
にはバネ４２が設けられ、バネ４２の先端部には、ここ
では図示を省略したが図４に示したホルダ４３が取り付
けられており、ホルダ４３に球状の電極４４が保持され
ている。

【００３６】このように、凹部２２，電極３１の組と、
凹部４１，バネ４２，ホルダ４３，電極４４の組の配置
を部材１１，１２で入れ換えてもよい。

【００３７】［第３の実施形態］次に、図９により本発
明の第３の実施形態を説明する。

【００３８】第３の実施形態では、図９に示す携帯型情
報処理装置９１に対し、第１あるいは第２の実施形態で
説明した入力デバイスを組み込んでいる。すなわち、携
帯型情報処理装置９１の筐体９２の図中右側部の手前側
端部に、ここでは図示されないが先述した第１の部材１
１を筐体９２の側面から内側に突入するように筐体９２
と一体的に設け、これに対して先述した第２の部材１２
を挿入して取り付けている。この場合、押しボタンスイ
ッチ１３は、第１の部材１１に設けると操作できないの
で、筐体９２の上面の図中左前の角部に設けている。

【００３９】このようにして入力デバイスを情報処理装
置に組み込むことができる。なお、本実施形態と逆に、
第２の部材１２を筐体９２の側面から突出するように筐
体９２に一体的に設け、その第２の部材１２に被せるよ
うに第１の部材１１を外側に設けてもよい。この場合、
第１の部材１１を第２の部材１２の軸方向と周方向に動
かして入力を行うことになる。第１の部材１１と第２の
部材の動きは相対的なものであり、第１と第２の実施形
態でも、第２の部材１２をその軸方向と周方向に動かす
代わりに、第１の部材１１を第２の部材１２の軸方向と
周方向に動かして入力を行ってもよいことは勿論であ
る。

【００４０】また、第１の部材１１の外形状は円筒形状
に限らず、第２の部材１２を挿入する円柱形の挿入スペ
ースを有するものであれば、どのような外形状でもよい
ことは勿論である。

【００４１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、円柱形の挿入スペースを有する第１の部材
と、該第１の部材の前記挿入スペースに挿入された円柱
状の第２の部材を有し、前記第１と第２の部材は、第２
の部材の軸方向と周方向に相対的に可動に結合されてお
り、前記第１の部材に対する前記第２の部材の軸方向と
周方向の位置の設定により情報を入力するようにした入
力デバイスの構成を採用したので、キーボード等と比べ
て構造が著しく簡単で安価に構成でき、小型化が可能で
あり、操作も簡単で任意の情報を入力可能であり、例え
ば小型の携帯型情報処理装置の情報入力用あるいは個人
認証のための情報入力用等に好適な優れた入力デバイス
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による入力デバイスの第１の実施形態の
外観と動作を示す斜視図である。

【図２】同デバイスの構造を示す断面図である。

【図３】同デバイスの位置検出用のセンサを構成する複
数の電極と抵抗の直列接続を示す配線図である。

【図４】図２中の破線２３の部分を拡大して示す拡大図
である。

【図５】同デバイスの位置検出用のセンサの回路構成を
示す回路図である。

【図６】同デバイスの電気系統の構成を示すブロック図
である。

【図７】同デバイスの電気系統の動作のフローチャート
図である。

【図８】第２の実施形態の入力デバイスの構造を示す断
面図である。

【図９】第３の実施形態の入力デバイスを組み込んだ携
帯型情報処理装置の外観を示す斜視図である。

【符号の説明】

１１ 第１の部材 １２ 第２の部材 １３ 押しボタンスイッチ ２１ 挿入スペース ２２ 凹部 ３１ 電極 ３２ 抵抗 ４１ 凹部 ４２ バネ ４３ ホルダ ４４ 電極 ５１ 電源 ６１ センサ ６２ Ａ／Ｄ変換器 ６３ 信号変換部 ９１ 携帯型情報処理装置 ９２ 筐体

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円柱形の挿入スペースを有する第１の部
   材と、 該第１の部材の前記挿入スペースに挿入された円柱状の
   第２の部材を有し、 前記第１と第２の部材は、第２の部材の軸方向と周方向
   に相対的に可動に結合されており、 前記第１の部材に対する前記第２の部材の軸方向と周方
   向の位置の設定により情報を入力するように構成したこ
   とを特徴とする入力デバイス。
2. 【請求項２】 前記第１の部材に対する前記第２の部材
   の軸方向と周方向の位置を検出するセンサを有し、該セ
   ンサの検出信号に基づいて情報を入力することを特徴と
   する請求項１に記載の入力デバイス。
3. 【請求項３】 前記センサを動作させるためのスイッチ
   を有することを特徴とする請求項２に記載の入力デバイ
   ス。
4. 【請求項４】 前記第１の部材の挿入スペースの内周面
   または前記第２の部材の外周面にマトリクス状に配置さ
   れた複数の凹部と、 弾性的に変位可能であって、前記第１の部材に対する前
   記第２の部材の軸方向と周方向の位置に応じて前記複数
   の凹部の内で異なる一凹部に係合し、前記複数の凹部を
   設けた前記第１の部材または前記第２の部材を弾性的に
   係止する係合部材を有し、 前記センサは、前記第１の部材に対する前記第２の部材
   の軸方向と周方向の位置であって、前記係合部材により
   前記第１の部材または前記第２の部材が係止される位置
   のそれぞれを検出するように構成されたことを特徴とす
   る請求項２または３に記載の入力デバイス。
5. 【請求項５】 前記センサは、前記複数の凹部のそれぞ
   れに設けられた複数の第１の電極と、前記係合部材とし
   て構成された第２の電極を有することを特徴とする請求
   項４に記載の入力デバイス。
6. 【請求項６】 前記複数の第１の電極は、互いの間に抵
   抗を介して直列に接続されたことを特徴とする請求項５
   に記載の入力デバイス。
7. 【請求項７】 前記第１と第２の部材の一方が情報処理
   装置の筐体に一体的に設けられたことを特徴とする請求
   項１から６までのいずれか１項に記載の入力デバイス。