JPS5985912A - Three dimensional position inputting device - Google Patents

Three dimensional position inputting device

Info

Publication number
JPS5985912A
JPS5985912A JP57196477A JP19647782A JPS5985912A JP S5985912 A JPS5985912 A JP S5985912A JP 57196477 A JP57196477 A JP 57196477A JP 19647782 A JP19647782 A JP 19647782A JP S5985912 A JPS5985912 A JP S5985912A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
displacement
plane
axis
ball
mode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP57196477A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ryota Shimizu
亮太 清水
Atsushi Sogami
淳 曽我美
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP57196477A priority Critical patent/JPS5985912A/en
Publication of JPS5985912A publication Critical patent/JPS5985912A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To output displacement data selectively, by providing switching means which select the first mode wherein an electric signal that is outputted in correspondence with the displacement of a housing is made to be the displacement data on a horizontal plane and the second mode wherein the electric signal is used as the displacement data in the vertical direction. CONSTITUTION:When a sphere 52 is moved on a horizontal plane, with the contact with a plane 50 being maintained by the weight of the sphere, disks 70 and 72 are rotated at the numbers of rotations corresponding to the direction and the number of rotation of the sphere 52, and the numbers of rotations are detected by encoders 78 and 80. When displacement occurs under the state a push button switch 86 is not depressed, the displacement is substituted to the displacements on the (y) axis and the (x) axis. The displacements are converted into electric signals by operator 172 and 180, respectively. By the action of the switch 86, the electric signals are outputted through a (y) axis output stage 182 and an (x) axis output stage 184. When the device is operated and displaced on the plane under the state the push button switch 86 being pushed, the displacement detection on the side of the encoder 78 is outputted as a (z) axis output through a (z) axis output stage 186, since movable contact points 86a and 86d are contacted with the sides of contact points 86c and 86f, respectively.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、コンビ纂−夕等に位置情報を与える場合等に
用いられる位置入力装置に関するものである0 従来例の構成とその問題点 従来よシ平面上を転勤する球体の動きを信号に変換して
位置情報を得ることによシ位置入力を行なう米国特許第
3,835,464号に示されるような位置入力装置が
考えられている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a position input device used for providing position information to a combination compiler, etc. A position input device as shown in US Pat. No. 3,835,464 has been considered, which inputs a position by converting the movement of a sphere moving on a plane into a signal to obtain position information.

この装置を第1図及び第2図に示す。This apparatus is shown in FIGS. 1 and 2.

ハウジング4内には、球6が納められており、球6はハ
ウジング4の下面の開口部4aよシ突出して平面2と接
触している。また、前記ノ1ウジング4は、この球6と
、ハウジング4の下面に設けられた球8、球1oによっ
て、平面2上で移動自在に支持されている。前記法6は
、円板12,14゜16.18と接触し水平方向から支
持されているとともに上方向からは球4oによシ支持さ
れている。円板16.18は、それぞれ軸24.26に
回転自在に支えられており、軸24.26は、ハウジン
グ4に取シ付けられたアングル36.38にそれぞれ植
設されている。また、円板12.14は、それぞれ回転
角度を検出するだめのポテンショメータ28.30の軸
20.22に取シ付けられており、このポテンショメー
タ28.30は、それぞれハウジング4に固定されたア
ングル32゜34に取シ付けられている。
A ball 6 is housed within the housing 4, and the ball 6 projects beyond the opening 4a on the lower surface of the housing 4 and comes into contact with the flat surface 2. Further, the housing 4 is movably supported on the plane 2 by this ball 6, a ball 8 provided on the lower surface of the housing 4, and a ball 1o. The beam 6 is in contact with the disks 12, 14, 16, 18 and supported from the horizontal direction, and is also supported from above by the ball 4o. The discs 16 , 18 are each rotatably supported on shafts 24 , 26 , which are each mounted on angles 36 , 38 attached to the housing 4 . The discs 12,14 are each mounted on the shaft 20,22 of a potentiometer 28,30 for detecting the angle of rotation, which potentiometer 28,30 is connected to an angle 32, in each case fixed to the housing 4. It is installed at ゜34.

次にこの装置の動作について説明する。Next, the operation of this device will be explained.

ハウジング4が、平面2上で動かされると、このハウジ
ング4の動きに応じて球6も平面2上を転がりながら移
動する。この球6の回転によシ、球6と接触している円
板12,14,16.18も回転するとともに円板12
.14の回転によってポテンショメータ28.30の軸
20.22も回転する。このとき球6は、メータε):
/グ4の移動方向と同方向に向かって転がるとともに2
1ウジング4の移動量に応じた回転量だけ転がる。また
、円板12.14は、球60回転方向及び回転量に応じ
た回転角だけ回転する。したがって、ボテンシ目・メー
タ28.30によって円板12.14の回転角を検出す
ることによシ、ノーウジング4の移動方向及び移動量に
応じた信号を検出することができる。
When the housing 4 is moved on the plane 2, the ball 6 also moves while rolling on the plane 2 in accordance with the movement of the housing 4. Due to this rotation of the ball 6, the disks 12, 14, 16, and 18 that are in contact with the ball 6 also rotate, and the disk 12 also rotates.
.. 14 also rotates the shaft 20.22 of the potentiometer 28.30. At this time, the ball 6 has a meter ε):
/G 4 rolls in the same direction as the moving direction of 2
It rolls by an amount of rotation corresponding to the amount of movement of one housing 4. Further, the disks 12, 14 rotate by a rotation angle corresponding to the direction and amount of rotation of the ball 60. Therefore, by detecting the rotation angle of the disk 12.14 using the potentiometer 28.30, a signal corresponding to the direction and amount of movement of the nousing 4 can be detected.

上記装置の問題は、これが平面上の座標位置を入力する
機能しか有していない点にあり、3次元の位置入力がで
きないという点にあった。そしてこの従来例をその代表
とするように従来技術の問題は、3次元の位置入力を容
易に行なう手法がないという点にあった。
The problem with the above device is that it only has the function of inputting coordinate positions on a plane, and cannot input three-dimensional positions. The problem with the prior art, as exemplified by this prior art example, is that there is no method for easily inputting three-dimensional positions.

発明の目的 本発明はこのような従来の欠点を除去するものであり、
三次元の位置入力を簡単な操作で行°なえる装置を、安
価に提供することを目的とするものである。
OBJECTS OF THE INVENTION The present invention obviates these conventional drawbacks,
The object of the present invention is to provide an inexpensive device that allows three-dimensional position input with simple operations.

発明の構成 本発明の三次元位置入力装置は、平面上を移動自在なハ
ウジングの平面上の変位を、このハウジングに特定した
座標(例えばx+7座標)上の変位に置換し、これを電
気信号に変換する変換手段と、このハウジングの変位に
応じて出力されるこの電気信号を、上記平面上の変位情
報とする第1  ゛のモード(例えばx、y座標上の変
位情報とするモード)と、上記平面に垂直な方向の変位
情報とする第2のモード(例えばx、y座標面に直交す
る2座標上の変位情報とするモード)とを選択するため
のスイッチ手段を設け、このノ1ウジングの上記平面上
の変位をもとにして、この平面上の変位情報と、この平
面に垂直な方向の変位情報とを選択的に出力できるよう
構成したものである。
Structure of the Invention The three-dimensional position input device of the present invention replaces a displacement on a plane of a housing that is movable on a plane with a displacement on coordinates specified for this housing (for example, the x+7 coordinate), and converts this into an electrical signal. a first mode in which the electric signal output in accordance with the displacement of the housing is used as displacement information on the plane (for example, a mode in which the electric signal is used as displacement information on the x, y coordinates); A switch means is provided for selecting a second mode that provides displacement information in a direction perpendicular to the plane (for example, a mode that provides displacement information on two coordinates orthogonal to the x, y coordinate plane). Based on the displacement on the plane, information on displacement on the plane and information on displacement in a direction perpendicular to the plane can be selectively output.

実施例の説明 以下、本発明の3次元位置入力装置の一実施例について
、図面を参照して説明する。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS An embodiment of the three-dimensional position input device of the present invention will be described below with reference to the drawings.

まず、第3図〜第6図を用いて説明する。First, explanation will be given using FIGS. 3 to 6.

基板64の底面には、球62,64,66.68が設け
られておシ、装置を平面6o上で支えている。また、6
6はハウジングとなるケースであシ、その大きさは片手
に納まる程度で、その中に球62が納められており、基
板54の底面に設けられた開口部5aaよシ突出して平
面5oと接触している。この開口部541Lの径は、球
62の径より小さい径で構成されており、装置が持ち上
げられた時に球52が脱落しないようになっている。球
62は、内面が円筒形状で構成された支持体60により
支持されている。この球62と支持体60の支持・面の
間のクリアランスは微小なものである。支持体60は基
板54に固定されており、また支持体60の側面には開
口部601L、sobが支持体6oの中心よシ互に角度
90oの位置に設けられている。支持体60の開口部6
0&、sobには円板70.72が貫通して球52と接
触している。
Balls 62, 64, 66, 68 are provided on the bottom surface of the substrate 64 to support the device on the plane 6o. Also, 6
Reference numeral 6 denotes a case serving as a housing. Its size is such that it can be held in one hand, and a ball 62 is housed in the case. The ball 62 protrudes beyond the opening 5aa provided on the bottom surface of the substrate 54 and comes into contact with the flat surface 5o. are doing. The diameter of this opening 541L is smaller than the diameter of the ball 62 to prevent the ball 52 from falling off when the device is lifted. The sphere 62 is supported by a support 60 having a cylindrical inner surface. The clearance between the ball 62 and the support surface of the support body 60 is minute. The support 60 is fixed to the substrate 54, and an opening 601L, sob, is provided on the side surface of the support 60 at an angle of 90o from the center of the support 6o. Opening 6 of support 60
0&, sob are penetrated by disks 70, 72 and in contact with the ball 52.

この円板70.72はそれぞれエンコーダ78の軸74
.エンコーダ80の軸76に取シ付けられており、また
これらエンコーダ78.80は基板64に固定された支
持板82.84にそれぞれ取り付けられている。エンコ
ーダ78.80はそれぞれ円板70.72の回転角を検
出するだめのものであシ、円板70.72の回転角に応
じた信号が導びかれる。円板70.72の球52に接触
する部分はスポンジ等の可撓性の材料で構成されており
、少し撓んだ状態で球52に圧接されでいる。
The discs 70, 72 are respectively connected to the shaft 74 of the encoder 78.
.. The encoder 80 is attached to the shaft 76, and the encoders 78,80 are each attached to support plates 82,84 fixed to the substrate 64. The encoders 78, 80 are only for detecting the rotation angle of the discs 70, 72, respectively, and a signal corresponding to the rotation angle of the discs 70, 72 is derived therefrom. The portions of the discs 70, 72 that contact the ball 52 are made of a flexible material such as sponge, and are pressed against the ball 52 in a slightly bent state.

このため、球62が支持体6oの内部で微小なりリアラ
ンスのためにガタガタがあっても円板70及び72は常
に球52と接触を保つことができる。
Therefore, even if the ball 62 is slightly rattled inside the support body 6o due to the clearance, the disks 70 and 72 can always maintain contact with the ball 52.

またこのとき、球52は支持体6oによって支持されて
いるため、円板7o及び72の撓み量はほとんど変化せ
ず円板の中′心から球との接触点の距離がほとんど変わ
らないため球62の回転量に対する円板70.72の回
転量はほとんど変わらない。したがって、操作方向の違
いによる読み取シ量の変化もほとんどなく、高精度な読
み取りを行なうことができる。エンコーダ78とエンコ
ーダ80は、それぞれの軸74と軸76が垂直となるよ
うに、すなわち円板62と円板64が垂直となるように
取り付けられている。
Also, at this time, since the ball 52 is supported by the support 6o, the amount of deflection of the discs 7o and 72 hardly changes, and the distance from the center of the disc to the point of contact with the ball hardly changes, so the ball 52 The amount of rotation of the disks 70, 72 with respect to the amount of rotation of is almost unchanged. Therefore, there is almost no change in the amount of reading due to a difference in the operating direction, and highly accurate reading can be performed. Encoder 78 and encoder 80 are mounted so that their respective axes 74 and 76 are perpendicular, that is, disc 62 and disc 64 are perpendicular.

上記の構成により、球62が自重によって平面5oと接
触を保ちながら平面上で移動すると、球□62が装置内
で支持体60に支えられて球62の移動方向に回転する
とともに、球52と接触している円板70.72が球6
2の回転方向、回転量に応じた回転量でそれぞれ回転す
る。またこのため、円板70.72と連結されたエンコ
ーダ78゜80の軸74.76も回転し、エンコーダ7
8゜80によってそれぞれの円板70.72の回転量が
検出される。
With the above configuration, when the ball 62 moves on the plane while maintaining contact with the plane 5o due to its own weight, the ball □ 62 is supported by the support 60 in the device and rotates in the direction of movement of the ball 62, and the ball 52 and The contacting discs 70 and 72 are balls 6
The rotation direction and amount of rotation correspond to the rotation direction and amount of rotation of 2. For this reason, the shaft 74.76 of the encoder 78°80 connected to the disc 70.72 also rotates, and the encoder 78.
The amount of rotation of each disc 70, 72 is detected by 8°80.

基板64には、スイッチ台90が固定され、スイッチ台
9oが固定され、スイッチ台90には、押釦スイッチ8
6.88が取り付けられている。
A switch stand 90 is fixed to the board 64, a switch stand 9o is fixed to it, and a push button switch 8 is fixed to the switch stand 90.
6.88 is installed.

この押釦スイッチ86の説明は後はど述べるが、押釦ス
イッチ88の機能説明は省略する。
The push button switch 86 will be explained later, but the functional explanation of the push button switch 88 will be omitted.

第6図に、エンコーダ78の内部構造を示す。FIG. 6 shows the internal structure of encoder 78.

軸74は、エンコーダ78に取り付けられた図示しない
軸受によって、回転自在に支承されている。
The shaft 74 is rotatably supported by a bearing (not shown) attached to an encoder 78.

また、軸74には、遮光板150が固定されている。こ
の遮光板150は、光を透過しない材質で形成されてお
り、遮光板150には、円周上に等間隔にスリットが設
けられている。この遮光板150のスリット位置に対応
して、遮光板150をはさむようにして、発光ダイオー
ド162、フォトトランジスタ154が取り付けられて
いる。
Further, a light shielding plate 150 is fixed to the shaft 74. The light shielding plate 150 is made of a material that does not transmit light, and the light shielding plate 150 is provided with slits at equal intervals on the circumference. A light emitting diode 162 and a phototransistor 154 are attached to sandwich the light shielding plate 150 in correspondence with the slit positions of the light shielding plate 150.

発光ダイオード162には、第7図の回路に示すように
、常時一定の光量で発光するよう一定の電圧が電源15
3より加えられている。また、フォトトランジスタ15
4は、受ける光量によって端子160における出力電圧
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154と発光ダイオード1520間の遮光板1
50のスリット位置が変化すると、透過する光量が、変
化するため、フォトトランジスタ154の出力電圧も、
それに従って変化する。以上のことよシ、遮光板160
が軸74とともに回転すると、端子160における出力
電圧は、第8図0)に示すように変化する。
As shown in the circuit of FIG. 7, the light emitting diode 162 is supplied with a constant voltage from the power source 15 so that it emits light with a constant amount of light at all times.
Added from 3. In addition, the phototransistor 15
4, the output voltage at the terminal 160 changes depending on the amount of light received. Therefore, the light shielding plate 1 between the phototransistor 154 and the light emitting diode 1520
When the position of the slit 50 changes, the amount of transmitted light changes, so the output voltage of the phototransistor 154 also changes.
Change accordingly. That's all, light shielding plate 160
As the motor rotates with shaft 74, the output voltage at terminal 160 changes as shown in FIG. 80).

また、エンコーダ78には、遮光板150をはさんで、
上記とは異なる発光ダイオード166゜フォトトランジ
スタ168が、第6図に示すように取り付けられている
。この発光ダイオード166とフォトトランジスタ15
8の取シ付は位置は、フォトトランジスタ168の出力
電圧が、フォトトランジスタ164の出力電圧と位相が
概ね90゜異なる位置に取シ付けられている。なお、こ
の発光ダイオード166とフォトトランジスタ158の
駆動回路系は第7図の構成と同一である。したがって、
例えば、遮光板160が、第6図図示の入方向に回転し
た場合、フォトトランジスタ164の出力電圧が第8図
0)のようになるのに対して、フォトトランジスタ16
8の出方電圧は、第8図@のようにフォトトランジスタ
154の出方!圧に対して位相か90°遅れた形で変化
する。逆に、遮光板150力2.第6図図示のB方向に
回転すると、フォトトランジスタ168の出方電圧ハ、
7オトト2/ジスタ154の出力電圧に対して位相が9
00進んだ形で変化する。
Further, a light shielding plate 150 is sandwiched between the encoder 78,
A different light emitting diode 166° phototransistor 168 is installed as shown in FIG. This light emitting diode 166 and phototransistor 15
8 is mounted at a position where the output voltage of the phototransistor 168 and the output voltage of the phototransistor 164 differ by approximately 90 degrees in phase. The drive circuit system for the light emitting diode 166 and the phototransistor 158 is the same as that shown in FIG. therefore,
For example, when the light shielding plate 160 is rotated in the inward direction shown in FIG. 6, the output voltage of the phototransistor 164 becomes as shown in FIG.
The output voltage of 8 is the output of the phototransistor 154 as shown in Figure 8 @! The phase changes with a 90° delay relative to the pressure. On the contrary, the light shielding plate 150 force 2. When rotated in the direction B shown in FIG. 6, the output voltage of the phototransistor 168 is
7 Ototo 2/The phase is 9 with respect to the output voltage of the register 154.
Changes in advance of 00.

フォトトランジスタ154,1 sso出カ出玉電圧第
9図に示すように、それぞれ、増幅器162゜164に
よって増幅された後、波形整形器166゜168を通し
て矩形波に波形整形される。この後、位相比較器170
によって、2つの信号の位相を比較することにょシ、遮
光板150の回転方向を検出するとともに、どちらが一
方の信号の波の数を演算器172によって加算すること
により、遮光板1600回転角を検出することができる
。演算器172によって演算された信号は、後述する信
号処理をした上でコンビーータ等の機器に接続されて処
理される。
As shown in FIG. 9, the phototransistors 154 and 1 sso output voltage are amplified by amplifiers 162 and 164, respectively, and then shaped into a rectangular wave by waveform shapers 166 and 168. After this, the phase comparator 170
By comparing the phases of the two signals, the rotation direction of the light shielding plate 150 is detected, and the rotation angle of the light shielding plate 1600 is detected by adding the number of waves of one signal by the arithmetic unit 172. can do. The signal computed by the computing unit 172 is subjected to signal processing, which will be described later, and then connected to a device such as a converter for processing.

エンコーダ80の構成は、エンコーダ78の構成と同様
なので、説明は省略する。
The configuration of encoder 80 is similar to the configuration of encoder 78, so a description thereof will be omitted.

以上のような構成によシ、円板To、72の回転方向及
び回転角を検出することができる。
With the above configuration, the rotation direction and rotation angle of the disk To and 72 can be detected.

つぎに第9図で説明した演算器172の電気信号を、こ
の3次元位置入力装置の出力として処理する構成を説明
する。第10図の演算器172は第9図で述べたエンコ
ーダ78の変位にもとづく信号を発生するものであり、
同じくエンコーダ8゜の変位は演算器180によシ信号
としズえられる。
Next, a configuration for processing the electrical signal of the arithmetic unit 172 described in FIG. 9 as an output of this three-dimensional position input device will be described. The arithmetic unit 172 in FIG. 10 generates a signal based on the displacement of the encoder 78 described in FIG.
Similarly, a displacement of 8 degrees of the encoder is set as a signal by the arithmetic unit 180.

押釦スイッチ86は第4図あるいは第6図に示したもの
で、2回路2接点の連動スイ・ノチである。
The push button switch 86 is shown in FIG. 4 or 6 and is a two-circuit, two-contact interlocking switch.

押釦スイッチ86のそれぞれの可動接点861Lとsa
dはそれぞれ演算器172と180に結線されている。
Each movable contact 861L and sa of the push button switch 86
d are connected to arithmetic units 172 and 180, respectively.

このスイッチの残る4個の接点のうちsebはy軸出力
段182に、86 c Id Z軸出力段186に、8
615はX軸出力段にそれぞれつながっている。接点s
efは開放である。そして、出力端子1 B2J 18
61L、184&はコンピュータ等の機器に接続するた
めの端子で、それぞれy軸出力、2軸出力、X軸出力に
対応している。
Of the remaining four contacts of this switch, seb is connected to the y-axis output stage 182, 86 c Id is connected to the Z-axis output stage 186, and 8 is connected to the Z-axis output stage 186.
615 are respectively connected to the X-axis output stage. contact s
ef is open. And output terminal 1 B2J 18
61L, 184& are terminals for connecting to equipment such as a computer, and correspond to y-axis output, 2-axis output, and X-axis output, respectively.

なお、ここで述べたx+3’+ zの各軸は第5図に示
した座標軸である。すなわちX軸174とy軸176は
第3図に示した平面50に平行な直交座標軸でこの装置
上に特定した座標である。この詳細な説明は後述する。
The x+3'+z axes mentioned here are the coordinate axes shown in FIG. That is, the X-axis 174 and the Y-axis 176 are coordinates specified on the device in Cartesian coordinate axes parallel to the plane 50 shown in FIG. A detailed explanation will be given later.

また2軸178は、x、y軸それぞれに直交する座標軸
で第2図の平面60に垂直な方向の軸である。
Further, the two axes 178 are coordinate axes orthogonal to the x and y axes, and are axes in a direction perpendicular to the plane 60 in FIG. 2.

次に、本実施例の動作について説明する0装置が平面5
0上で操作されると、球62は装置内で支持体6oによ
って支持されて装置とともに移動する。このとき球52
は自重により平面5゜に接し、球62と平面6oの間の
摩擦力によって回転力を与えられて転がりながら移動す
る。まだこのときの球62の回転方向は、球52の進行
方向と一致しているものである。球52が回転すると球
62と接触している円板70.了2も回転するが、この
とき、円板70.72は球62の進行方向とそれぞれの
円板のなす角度に応じた回転量で回転する。すなわち、
球52が平面上で移動した距離をLとし、球62の進行
方向と円板7oとのなす角をθとすると、円板7oが、
周上で移動した転がシ距離は、L cogθとなシ、ま
た円板70と垂直に取シ付けられた円板72が、周上で
移動した転がり距離は、L ginθとなる。このとき
、円板To、72の回転角は、これらの円板が周上で移
動した転がり距離に応じた値となる。ここで、球62の
中心と円板TOの中心を結ぶ直線をy軸とし、球′62
の中心と円板72の中心を結ぶ直線をX軸とすると、前
述の円板の周上での移動距離の値は、ちょうど、球52
がy軸方向、X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、円板To、72の回転角をエンコー
ダ、78゜80により検出することにより、球62の移
動方向と移動量をX軸方向とy軸方向に分けて測定する
ことができるものである。エンコーダ78.80によシ
検出された信号を第9図と第10図の回路を通して処理
するわけであるが、ここで第10図を中心にして、この
発明の特徴である3次元の位置入力の動作を説明する。
Next, the operation of this embodiment will be explained.
When operated on 0, the ball 62 is supported within the device by the support 6o and moves with the device. At this time, the ball 52
is in contact with the plane 5° due to its own weight, and is given a rotational force by the frictional force between the sphere 62 and the plane 6o, and moves while rolling. At this point, the direction of rotation of the ball 62 still coincides with the direction of movement of the ball 52. Disc 70 in contact with ball 62 as ball 52 rotates. The disks 70 and 72 also rotate, but at this time, the disks 70 and 72 rotate by an amount corresponding to the angle formed by each disk with the traveling direction of the ball 62. That is,
If the distance traveled by the ball 52 on a plane is L, and the angle between the traveling direction of the ball 62 and the disk 7o is θ, then the disk 7o is
The rolling distance traveled on the circumference is L cog θ, and the rolling distance traveled on the circumference by the disc 72 mounted perpendicular to the disc 70 is L gin θ. At this time, the rotation angle of the disks To, 72 has a value corresponding to the rolling distance that these disks have moved on the circumference. Here, the straight line connecting the center of the sphere 62 and the center of the disk TO is the y-axis, and the sphere '62
If the straight line connecting the center of the sphere 52 and the center of the disk 72 is the X axis, then the value of the movement distance on the circumference of the disk described above is exactly
are equal to the distance moved in the y-axis direction and the x-axis direction, respectively. Therefore, by detecting the rotation angle of the disk To, 72 with the encoder, 78° 80, the direction and amount of movement of the ball 62 can be measured separately in the X-axis direction and the Y-axis direction. The signals detected by the encoders 78 and 80 are processed through the circuits shown in FIGS. 9 and 10. Here, with reference to FIG. 10, three-dimensional position input, which is a feature of this invention, is Explain the operation.

第10図は押釦スイッチ86が押されてない状態を示し
ており、この状態で装置が平面上(第2図の50参照)
を操作され変位すると、その変位は上述の球62とエン
コーダ78および80によシ、第6図に示したy軸、X
軸上の変位に置換され、演算器172と180によシそ
れぞれ電気信号に変換される。そしてそれぞれ電気信号
はスイッチ86の作用で、y軸出力段182とX軸出力
段184を介して出力される。このモードを第1のモー
ドとよぶことにする。つぎに押釦スイッチ86が押され
た状態で、装置が平面上を操作され変位すると、前述と
同じく、その変位は第5図のy軸、X軸上の変位に置換
され、演算器172と180によシそれぞれ電気信号に
変換されるわけであるが、この場合は、押釦スイッチ8
6の可動接点86&、86dがそれぞれ接点86Cと5
efO側に接しているため、エンコーダ78側の変位検
出は2軸出力段186を介して2軸出力として出力され
、エンコーダ80側は出力されない。このモードを第2
のモードとよぶことにする。以上述べた押釦スイッチ8
6の抑圧状態に応じて選択される第1のモードと第2の
モードをより明確にするために押釦スイッチ86の非押
圧状態(第1モード)と押圧状態(第2モード)におけ
る装置から出力される変位情報との関係を下表に示す。
FIG. 10 shows a state in which the push button switch 86 is not pressed, and in this state the device is on a flat surface (see 50 in FIG. 2).
When the is operated and displaced, the displacement is caused by the above-mentioned ball 62 and encoders 78 and 80, and the displacement is caused by the y-axis and the X-axis shown in FIG.
This is replaced by a displacement on the axis, and converted into an electric signal by computing units 172 and 180, respectively. The electrical signals are then output via the y-axis output stage 182 and the x-axis output stage 184 under the action of the switch 86, respectively. This mode will be referred to as the first mode. Next, when the device is operated and displaced on a plane while the push button switch 86 is pressed, the displacement is replaced with the displacement on the y-axis and the X-axis in FIG. In this case, the push button switch 8 is converted into an electrical signal.
6 movable contacts 86&, 86d are contacts 86C and 5, respectively.
Since it is in contact with the efO side, displacement detection on the encoder 78 side is output as a biaxial output via the biaxial output stage 186, and is not output on the encoder 80 side. This mode is the second
We will call this mode. Push button switch 8 mentioned above
In order to clarify the first mode and the second mode selected according to the suppression state of the push button switch 86, the output from the device in the non-pressed state (first mode) and the pressed state (second mode) of the push button switch 86 is shown. The relationship with the displacement information provided is shown in the table below.

すなわち第1のモードは従来技術で公知のモードであり
、2次元の変位情報の出力をこの装置外のコンビーータ
などに入力するモードである。また第2のモードは、上
記2次元に直交する座標軸方向の変位情報を出力するモ
ードであシ、これら2つの・モードを単に押釦スイッチ
86を片手で押圧するだけの簡単な操作により使いわけ
て、3次元の位置を入力する装置として機能させること
ができる。そしていずれのモードにおいても、位置変位
の大きさは装置のハウジングを平面上で移動させる量に
応じて入力させることができ、その操作も片手で行ない
うるものである。
That is, the first mode is a mode known in the prior art, and is a mode in which the output of two-dimensional displacement information is input to a converter or the like outside the apparatus. The second mode is a mode that outputs displacement information in the coordinate axis direction orthogonal to the two dimensions, and these two modes can be used selectively by simply pressing the push button switch 86 with one hand. , it can function as a device for inputting a three-dimensional position. In either mode, the magnitude of positional displacement can be input in accordance with the amount by which the housing of the device is moved on a plane, and the operation can be performed with one hand.

発明の効果 以上のように本発明の3次元位置入力装置は、3次元の
位置入力を簡単な操作で行なえるものであシ、その構成
も簡素なため、かかる装置を安価に提供できるよう優れ
た効果を発揮するものである。
Effects of the Invention As described above, the three-dimensional position input device of the present invention allows three-dimensional position input to be performed with a simple operation, and its configuration is simple. It has a very effective effect.

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

第1図は従来の位置入力装置の部分断面側面図、第2図
はその部分断面平面図、第3図は本発明の位置入力装置
の一実施例の部分断面側面図、第4図はその部分断面平
面図、第6図はその一部切欠斜視図、第6図はエンコー
ダ内部の斜視図、第7図はエンコーダの要部の電気回路
図、第8図はエンコーダ出力の波形図、第9図は同位置
入力装置の信号処理回路を示すブロック図、第10図は
同位置入力装置のエンコーダ出力を3次元化するたメツ
処理系のプロ・ツク図である。 62・・・・・・球、54・・・・・・基板、56・・
・・・・ケース、60・・・・・・支持体、70.72
・・・・・・円板、78.80・・・・・・エンコーダ
、押釦、86・・・・・・スイッチ、182・・・・・
・y軸出力段、184・・・・・・X軸出力段、186
・・・・・・2軸出力段。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名=8
7 第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 6 第8図
FIG. 1 is a partially sectional side view of a conventional position input device, FIG. 2 is a partially sectional plan view thereof, FIG. 3 is a partially sectional side view of an embodiment of the position input device of the present invention, and FIG. 4 is a partially sectional side view thereof. 6 is a partially cutaway perspective view, FIG. 6 is a perspective view of the inside of the encoder, FIG. 7 is an electrical circuit diagram of the main part of the encoder, FIG. 8 is a waveform diagram of the encoder output, and FIG. FIG. 9 is a block diagram showing a signal processing circuit of the same position input device, and FIG. 10 is a block diagram of a digital processing system for three-dimensionalizing the encoder output of the same position input device. 62...Ball, 54...Substrate, 56...
...Case, 60...Support, 70.72
...Disc, 78.80...Encoder, push button, 86...Switch, 182...
・Y-axis output stage, 184...X-axis output stage, 186
...2-axis output stage. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person = 8
7 Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 6 Figure 8

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 平面上を移動自在なノ1ウジングと、上記ノ1ウジング
の上記平面上の変位1を上記ノ1ウジングに特定した座
標上の変位に置換し、これを電気信号に変換する変換手
段と、上記電気信号を上記平面上の変位情報とする第1
のモードと、上記平面に垂直な方向の変位情報とする第
2のモードとを選択するだめのスイ・yチ手段を備え、
上記ノ1ウジングの上記平面上の変位をもとにして、こ
の平面上の変位情報と、この平面に垂直な方向の変位情
報とを選択的に出力できるようにしたことを特徴とする
三次元位置入力装置。
a converting means for replacing the displacement 1 of the above-mentioned above-mentioned above-mentioned above-mentioned above-mentioned above-mentioned above-mentioned above-mentioned above-mentioned above-mentioned first-rowing with the displacement on the coordinate specified by above-mentioned above-mentioned 1-using, and converting this into an electric signal; A first method that uses an electric signal as displacement information on the plane.
and a second mode in which the displacement information is in a direction perpendicular to the plane.
Based on the displacement of the housing on the plane, displacement information on the plane and displacement information in a direction perpendicular to the plane can be selectively output. Position input device.
JP57196477A 1982-11-09 1982-11-09 Three dimensional position inputting device Pending JPS5985912A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57196477A JPS5985912A (en) 1982-11-09 1982-11-09 Three dimensional position inputting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57196477A JPS5985912A (en) 1982-11-09 1982-11-09 Three dimensional position inputting device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS5985912A true JPS5985912A (en) 1984-05-18

Family

ID=16358443

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57196477A Pending JPS5985912A (en) 1982-11-09 1982-11-09 Three dimensional position inputting device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5985912A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6031637A (en) * 1983-08-01 1985-02-18 Fuji Xerox Co Ltd Optical mouth
JPS60156412U (en) * 1984-03-29 1985-10-18 東京光学機械株式会社 electronic area meter
JPS61155953U (en) * 1985-03-20 1986-09-27
JPS62241080A (en) * 1985-12-30 1987-10-21 テキサス インスツルメンツ インコ−ポレイテツド Cursor control system
JPS6384640U (en) * 1986-11-17 1988-06-03

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6031637A (en) * 1983-08-01 1985-02-18 Fuji Xerox Co Ltd Optical mouth
JPH056701B2 (en) * 1983-08-01 1993-01-27 Fuji Xerox Co Ltd
JPS60156412U (en) * 1984-03-29 1985-10-18 東京光学機械株式会社 electronic area meter
JPS61155953U (en) * 1985-03-20 1986-09-27
JPH0330912Y2 (en) * 1985-03-20 1991-06-28
JPS62241080A (en) * 1985-12-30 1987-10-21 テキサス インスツルメンツ インコ−ポレイテツド Cursor control system
JPS6384640U (en) * 1986-11-17 1988-06-03
JPH0413726Y2 (en) * 1986-11-17 1992-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS5985912A (en) Three dimensional position inputting device
US4763116A (en) Input apparatus for design work on an image-bearing screen
JPS5985913A (en) Position input device
JPH0213721B2 (en)
JPH023442B2 (en)
JPS63172324A (en) Coordinate input device
JPS5977582A (en) Position information input device
JPH10100091A (en) Rotary shaft stopper mechanism
JPH0335688B2 (en)
JPH09204264A (en) Pointing device
JPH0726755Y2 (en) XY coordinate input device
JPH0750425B2 (en) Position information input device
JPS6324413A (en) Position information input device
JPH063133A (en) Point device
JPS6362022A (en) Coordinate input device
JPH0713692A (en) Position input device
JP2000112650A (en) Pointing device and device using same
JPS6362097B2 (en)
JPS63101923A (en) Positional information input device
JPH06119104A (en) Information input device
JPH02234216A (en) Xy coordinate input device
JPH0772974A (en) Track ball used also as mouse
JPH031692B2 (en)
JPH0326852B2 (en)
JPH07200168A (en) Coordinate position input device