JPS5969880A - 位置情報入力装置 - Google Patents

位置情報入力装置

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JPS5969880A
JPS5969880A JP57181723A JP18172382A JPS5969880A JP S5969880 A JPS5969880 A JP S5969880A JP 57181723 A JP57181723 A JP 57181723A JP 18172382 A JP18172382 A JP 18172382A JP S5969880 A JPS5969880 A JP S5969880A
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JP
Japan
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sphere
input device
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housing
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JP57181723A
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JPH031691B2 (ja
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Atsushi Sogami
淳 曽我美
Ryota Shimizu
亮太 清水
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0354Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
    • G06F3/03543Mice or pucks

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、操作板上において2次元的に描く手書き図形
などをコンピュータにオンラインで入力する場合などに
使用して有効な位置情報入力装置に関するものである。
従来例の構成とその問題点 従来、手動操作にともなって平面上を移動する物体に付
属された球体の動きを信号に変換して、その物体の位置
情報を得、その位置情報をコードなど全通してコンピュ
ータなどに入力する装置として第1図および第2図に例
示するものが考えられている。これを説明すると、第1
図は従来の位置情報入力装置の一部切断縦断面図、第2
図はその一部切断平面図である。それらの図面において
、1は把持可能なハウジングであり、その内部には球体
2が転勤可能に納められており、かつ、その球体2の下
部は、ハウジング1の底部に設けられた開口3より下方
へ突出して、載置平面4と接するようになっている。
また、上記ハウジング1は、上記球体2と、・・ウジン
グ1の底面部に転勤自在に設けられた複数個のボール6
によって、載置平面4上で移動自在に支承される。
上記球体2は、その周囲の近傍に配設された4つのアン
グルea、6b、ec、adにそれぞれ回転自在に設け
られたローラya 、 7b 、−rc 。
了dに接することで水平方向の位置が規制され、捷だ、
・・ウジング1の内部中央上面部に転勤自在に配された
ボール8に土面中央部が接することで上方向の位置が規
制されている。9aおよび9bはローラ7a〜7dのう
ち1回転軸の延長線が直交する一対のローラ7bと70
の回転軸10aと10bにそれぞれ連結されたポテンシ
ョメークであり、それらは、ローラ7b 、7Cの回転
量に応じて抵抗値が変化するように構成され、かつ、図
示1〜でいないがコードを通してコンピュータの入力部
に接続されている。
次に、この従来例の動作について説明する。
オす、入力操作者が手で・・ウジング1を把持して、載
置平面4上で動かすと、その−・ウジング1の移動にと
もなって球体2も載置平面4上を転動する。すると、そ
の球体2の外周に四方から接触しているローラ7 a 
−7dも回転するとともに一回転軸10 h 、 10
 bも回転する。この場合1球体2は、・・ウジング1
の移動方向と同方向へ向かって転動するとともに、・・
ウジング1の移動量に応じた量だけ回転する。従って、
ポテンショメータ92L 、9bによって、ローラ7b
 、70の回転角を検出することにより、ハウジング1
の移動方向ならびに移動量に応じた位置情報を検出する
ことができる。
しかしながら、上記従来の位置情報入力装置においては
次のような問題があった。すなわち、位置情報入力装置
の操作中において、球体2の載置平面4上での移動は、
球体2がハウジング1内でローラ7a〜7dに押される
ことによってなされ。
かつ、その球体20回転運動は、その球体2と載置平面
40間の摩擦力が球体2の接線方向に働いて回転力とな
ることによってなされる。ここで、位置情報入力装置の
操作速度を上げて、その移動の加速度を大にすると、球
体20載置千面4上での移動に関しては、球体2が・・
ウジフグ1内で支持されているため1位置情報入力装置
と同じ加速度でもって移動するが、球体2の回転に関し
ては、球体2と載置平面4との間の摩擦力はほとんど変
わらないため5球体20回転角加速度はある限界値以上
に上げることはできない。このため、位置情報入力装置
の移動加速度がある一定値を超えると、球体2の回転が
追従しなくなり、球体2と載置平面4との間にすべりが
生じて、位置情報入力装置が載置平面4上で実際に移動
した距離と、位置情報入力装置が球体20回転から読み
取った値とが異なるものとなる。したがって、この従来
の位1〆を情報入力装置においては、移動加速度があま
り大にならないように−ゆっくり操作しなければならな
いという問題があった。
なお、上記従来の位置情報入力装置において、移動加速
度の上限値を大きくするためには、球体2を上から押し
つける力Fを犬にして、球体2と載置平面4との間の摩
擦力を犬にすれば良いが−しかし、このようにすると、
球体10回転を妨げる方向に働く摩擦力も犬となるため
、あまυ効果は期待できない。
以上のように、従来の位置情報入力装置においては、載
置平面上で移動した距離と測定値が等しくなるためには
球体を、すべりを生じさせることなく転動させる必要が
あり、このだめに位置情報入力装置をゆっくり操作する
か、捷たけ位置情報入力装置の上方から力を入れて操作
しなければならず、操作感の悪いものとなっていた。
発明の目的 本発明は、上述のような従来例の問題を解決するもので
あり、球体を極力すべらせずに転動させて、実際の位置
情報入力装置の移動量と位置情報入力装置が読み取った
値を等しくさせるときのイ装置情報入力装置の操作加速
度の上限値を犬にし、かつ操作感を向上させた位置情報
入力装置舶0(するものである。
発明の構成 本発明の位置情報入力装置は、位置情報入力装置が移動
される操作板および、その操作板上を転動する位置情報
入力装置の球体の材質をともに磁性体とするとともに、
どちらか一方を磁化(着磁)することにより、両者の間
に作用する磁力による吸引力によって球体と操作板の間
の垂直抗力を大にし、これにより両者の間の摩擦力を大
きくすることによって、球体に働く回転力を犬にして、
球体の回転が追従する球体の移動加速度の範囲を犬にさ
せ、操作感を向上させるようにしたものである○ 実施例の説明 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。第3図は本発明の一実施例の斜視図、第4図は同実施
例の一部切断側面図、第5図はその一813切断平面図
である。それらの図面において、11は位置情報入力器
、12はその位置情報入力器11を移動自在に載置可能
にした平板状の操作板である。ここで、上記位置情報入
力器11は、把持可能なハウジング13と、そのハウジ
ング13の一構成要素ともなる底板13aと、前記底板
13&を含む・・ウジング13を前記操作板12上で所
定間隙あけて移動可能に支承するために前記底板13a
の下面部に転勤自在に配設されたスチールボールなどの
ボール14a、14b、14C114dと、下部が前記
底板13&に穿設されだ円穴15から下方へ突出して前
記操作板12の面一ヒに接するように、前記ハウジング
13内に転勤可能に配設された球体16と、その球体1
6の水平方向の移動を規制するように、その外周の4点
において、すなわち上方から見て90度の離間間隔をあ
けて四方から接するように回転自在に配されたゴムロー
ラなどのローラ17a、17b、17C。
17dと、それらのローラ17a〜17dを底板13a
上で回転自在に支持するように、それらの軸18a 、
 1sb 、180 、18d’e支承する支持部材1
9a 、 19b 、19C,19dと、前記ローラ1
7?L〜17dのうち、回転軸の延長線が直交するロー
ラ、例えば17bと170の軸18bと180に連結さ
れて、それぞれのローラ17b。
17Cの回転角を検出し、電気信号として得る位置情報
検出手段であるところのエンコーダ20a。
20bを含めて構成されている。なお、21は前記エン
コーダ20a 、20bによって得られた位置情報をコ
ンピュータ等の機器に伝送するためのコードである。な
お、このコード21に代えて、赤外線等を利用したワイ
ヤレス方式の情報伝送手段を採用しても良い。
ここで、前記操作板12および球体16は共に磁)/1
ユ休で構成されており、かつ、それらのいずれか一方(
好寸しくけ球体16の方)は磁化(着磁)されている。
これは、位置情報入力器11を操作板12上に載置した
ときに、操作板12と球体16との間に磁気吸引力を作
用させて、球体16が操作板12上に強く押し付けられ
るようにするためである。
また、前記底板13aに穿設しだ円穴15の内径は1球
体16の外径よりも小さくして、位置情報入力器11金
持ち上げた時に球体16が不要に脱落しないようにしで
ある。さらに、前記ローラ17a〜17dは、位置情報
入力器11を操作板12上に載置した場合に、それらの
ローラ17a〜17dの中心と球体16の中心を結ぶ直
線が操作板12の上面と平行になるように設けられてい
る。
第6図は前記エンコーダ2oa(20b)の構成例を示
した図である。同図において、前記o −ラ17b(1
7C)の軸18b(18C)に取付けられて、ローラ1
7b(17C)と一体重に回転する遮光板22は光を透
過させない材質で形成されており、その遮光板22には
、円周−ヒに等間隔に多数のスリット23が設けられて
いる。一方、前記遮光板22のスリット位置に対応して
、遮光板22をはさむようにして、発光ダイオード24
とフォトトランジスタ26が設けられている。発光ダイ
オード24には、第7図の回路図に示すように、常時一
定の光量で発光するように電源26から一定の電圧が加
えられている。また−フォトトランジスタ26は、受け
る光量によって端子27に得られる出力電圧が変化する
ようになっている。したがって、フォトトランジスタ2
5と発光ダイオード24の間の遮光板22のスリット位
置が変化すると、それを透過する光量が変化するため一
フォトトランジスタ26の出力電圧も−それに従って変
化する。
以上のことより、遮光板22が軸18b(18C)とと
もに回転すると、端子27に現われる出力電圧は第8図
(a)に示すように変化する。
捷だ、このエンコーダ2oa(20b)には、迦九版2
2全はさんで、もう−組の発光ダイオード28とフォト
トランジスタ29が第6図に示すように設けられている
。この発光ダイオード28とフォトトランジスタ29の
配設位置は、フォトトランジスタ29の出力電圧がフォ
トトランジスタ25の出力電圧と位相が概ね900 異
なる位置に設けられている。したがって、例えば、遮光
板22が第6図に示す矢印入方向に回転した場合、フォ
トトランジスタ25の出力電圧が第8図(a)のように
なるのに対して、フォトトランジスタ29の出力電圧は
、第8図[有])のようにフォトトランジスタ25の出
力電圧に対して位相が900遅れた形で変化する。逆に
、遮光板22が第6図に示す矢印B方向に回転すると、
フォトトランジスタ29の出力電圧は、フォトトランジ
スタ26の出力電圧に対して位相が9o0進んだ形で変
化する。
フォトトランジスタ25.29の出力電圧はコード21
によって、それぞれ第9図に示すように増幅器30.3
1によって増幅された後、波形整形器32.33を通し
て矩形波に波形整形される。
その後、位相比較器34によって、2つの信−弓の位相
を比較することにより、遮光板22の回転方向を検出す
るとともに、どちらか一方の信号の波の数を演算器36
によって加算することにより、遮光板22の回転角を検
出することができる。なお、演算器36によって検出さ
れた信号はコンピュータ本体に供給されて処理される。
以上の構成により、ローラ17b、17cの回転方向お
よび回転角を検出することができる。
次に1本実施例の操作ならびに動作について詳しく説明
する。まず1位置情報入力器11を操作板12上に載置
して操作移動すると、球体16もその移動方向に応じて
転動する。このとき、球体16は、その球体16七操作
板12との間の磁気吸引力と球体16の自重とによって
、操作板12上に押し付けられて、操作板12と接触を
保ちながら操作板12上を転がりながら移動する。また
、このとき1球体16の回転方向は位置情報入力器11
の移動方向と一致している。そして、球体16が回転す
ることにより、その球体16と接しているローラ17a
〜17dも回転するが、このとき、各ローラ17a〜1
7dは球体16の進行方向と、それぞれのローラのなす
角度に応じた回転量で回転する。すなわち−球体16が
操作板12上で移動した距離−iLとし、球体16の進
行方向とローラ17Cとのなす角をθとすると、ローラ
17Cが周上で移動した転がり距離は、LC(Sθとな
り、また、ローラ17bが周上で移動した転がり距離は
L sinθとなる。このとき、ローラ17b。
1了Cの回転角は、それらのローラが周上で移動した転
がり距離に応じた値となる。ここで、球体16の中心と
ローラ170の中心を結ぶ直線fz軸とし、球体16の
中心とローラ17bの中心を結ぶ直線をy軸とすると、
前述のローラの周上での移動距離の値は、ちょうど、球
体16がX軸方向、y軸方向に移動した距離とそれぞれ
等しくなる。したがって、ローラ1了す、17cの回転
角をエンコーダ2Qa 、20bにより検出することに
より、球体16の移動方向と移動量fx軸方向とy軸方
向に分けて測定することができる。
従って、エンコーダ20& 、20bによって検出され
た信号を前述の第9図の回路を通して処理することによ
り、それぞれの回転角に応じた信号が発生され、更にこ
の信号をコンピュータ本体に入力することによって1位
置情報入力器11の移動棚跡の位置情報を与えることが
できる。
発明の効果 以上の説明から明らかなように本発明は一位置情報入力
器の移動量を検出するための球体と、その球体が接する
操作板をともに磁性体で構成し、かつ、それらのいずれ
か一方を磁化(着磁)して両者の間に磁気吸引力を作用
させることにより。
球体と操作板の間の接触摩擦力を太キくシ、これにより
、位置情報入力器の移動にともなって球体に与えられる
回転力を犬にして5球体が操作板上ですべりにりくシだ
ものであり、その結果、位置情報入力器が実際に移動し
た距離と、その位置情報入力器の移動量の検出値を等し
くできるものである。また、本発明によると、位置情報
入力器の実際の移動量と検出値を等しくし得るために、
前述の従来例のように、ゆっくり操作する必要が々いし
、位置情報入力器の上から相当な力で加圧して操作する
必要もないので、操作性の優れた位置情報入力装置を提
供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の位置情報入力装置の一部切断側面図、第
2図はその一部切断平面図、第3図は本発明の一実施例
の斜視図、第4図は同本発明の実施例の一部切断側面図
、第5図は同本発明の実施例の一部切断平面図、第6図
は本発明の実施例におけるエンコーダの構成例を示す要
部斜視図、第7図はその回路構成図、第8図(a) 、
 (b)はそのエンコーダの出力波形図、第9図は本発
明に使用し得る信号処理回路の一例のブロック図である
。 11・・・・・位置情報入力器、12・・・・・操作板
、13・・・・・・ハウジング、132L・・・・・・
底板、142L〜14d・・・・・ボール、15・・・
・・・円穴、16・・・・・・球体、17a〜17d・
・・・・・ローラー  18a〜18d・山・・軸、1
92L〜19d・・・・・・支持部材、20a、20b
・・・・エンコーダ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名q′
1′許庁長宕殿 1事件の表示 昭和57年特許願第181723号 2発明の名称 位置情報入力装置 3補正をする者 刀;件との関係      特  許  出  願  
人任 所  大阪府門真市大字門真1006番地名 称
 (582)松下電器産業株式会社代表者    山 
 下  俊  彦 4代理人 〒571 住 所  大阪府門真市大字門真1006番地松下電器
産業株式会社内 7、補正の内容 明細書第15頁第16行目+7) r(a) 、 (b
) J 全抹消いだします。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 操作板と、手動操作により前記操作板上を移動しうる・
    ・ウジング、前記−・ウジングの前記操作板−にの移動
    にともなって回転するように前記ハウジングに転勤可能
    に設けられた球体および前記球体の回転によって前記−
    ・ウジングの移動方向や移動量を示す位置情報を検出し
    、その検出値に応じた信号全発生する位置情報検出手段
    を含めてなる位置情報入力器を具備し、かつ、前記操作
    板と前記球体を磁性体で構成するとともに、いずれか一
    方を磁化したことを特徴とする位置情報入力装置。
JP57181723A 1982-10-15 1982-10-15 位置情報入力装置 Granted JPS5969880A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57181723A JPS5969880A (ja) 1982-10-15 1982-10-15 位置情報入力装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57181723A JPS5969880A (ja) 1982-10-15 1982-10-15 位置情報入力装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5969880A true JPS5969880A (ja) 1984-04-20
JPH031691B2 JPH031691B2 (ja) 1991-01-11

Family

ID=16105746

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57181723A Granted JPS5969880A (ja) 1982-10-15 1982-10-15 位置情報入力装置

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JP (1) JPS5969880A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000011598A1 (en) * 1998-08-20 2000-03-02 Leopont 275 Properties (Pty) Ltd Computer mouse

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000011598A1 (en) * 1998-08-20 2000-03-02 Leopont 275 Properties (Pty) Ltd Computer mouse

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JPH031691B2 (ja) 1991-01-11

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