JPS60120424A - 位置検出装置 - Google Patents

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】 本発明は、手で操作し移動することによる位置の変化等
を検出し、その情報を電子計算機に与えることを目的と
する、いわゆるポインディング。

デバイスに関するものでおる。

従来、ボインティング、デバイスとしてはタブレットや
、マウスと呼ばれる。机等の平面上をすべらせて使用す
る装置が用いられてきた。しかしながら、タブレットは
スタイラスペンと対で用いる専用のボードを必要とし、
スタイラスペンの移動もこのボードの面上に限ら牡ると
いう欠点を石している。一方マウスは、形状が箱型であ
り、使用する際は上から包むようにして持たなけｎばな
らないため、文字や図形を電子計算機に入力する際には
、普段ベンを持つ時とは異なる手の動きを必要とし、操
作性が悪いという欠点を石している。本発明は、これら
の欠点を解決し、操作性の良好なボインティング。デバ
イスを提供することを目的としている。

以下、図面に従って本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例を示したものである。

第１図において、１は筒状のケース（以下、単にケース
と呼ぶ）であシ、図にはその先端部の断面を示している
。球２は、ケース１の先端部に、自由な方向に回転でき
るように支持されている。マーク３は球２の表面上に互
いに等距離であるように配置されている。°発光素子４
を出た光は球２０表面上で反射し、光路群５を通って光
電変換素子群６（以下、検出器群と称する。）の入力と
なる。７は、検出器群６を構成する各検出器の配列方向
を示す指示標識である。

次に、動作について説明する。第１図においてマーク３
は、球２の表面上の他の部分と比べて光の反射率が小さ
くなるように、この目的に合った塗料を用いて実現され
ている。発光素子４から、球２の表面上で反射し、光路
群５を構成する各光路に入射する光量は、各光路の視野
内にマーク３が存在するか、しないかによって増減する
。これに伴って、検出器群６を構成する各検出器の出力
も変化し、検出器の出力を図示しない比較器に入力する
ことによって、各光路の視野内にマーク３が存在するか
、しないかを示すデジタル信号を前記比較器から得るこ
とができる。光路群５は３×３のマトリクス状に配置さ
れた９つの光路から成υ、検出器群６も各光路に対応し
た９つの検出器を３×３のマトリクス状に配置したもの
として構成さ牡ている。この構成により、球２の表面上
の３×３のマトリクスに分割された領域それぞｎについ
て、マーク３の存在を示すデジタル信号が得らしる。マ
ーク３は、球２に内接する正゛加面体の各頂点と一致す
るように球２の表面上に配置さ扛ておシ、また光路群５
の全視野には常に１個以上、３個以下のマーク３が存在
するように、マーク３の直径と光路群５の全視野の広さ
を定めである。さらに、光路群５の３×３に分割さｎる
視野の１つにマーク３の１個の大きさが収する、という
条件をもマーク３の直径は満たしている。

第２図は、球２の回転に伴い、マーク３が光路群５の視
野を移動していくようすを示したものである。図中、光
路群５を構成する各光路の視野に対応する球２上の３×
３のマトリクス状の領域を加〜あの番号を付けて示し、
またマーク３のうち、光路群５の全視野内に存在する部
分は斜線を付けた円で示し、前記視野外の部分について
は点線の円で示しである。第２図＠）において、マーク
３は領域２０，２３．２５内に存在している。い１、ケ
ース１を持って、球２と机等の平面の接触を保ちつつＶ
の正方向へケース１を移動させると、球２はそれに伴っ
て回転し、マーク３もまた領域ｍ〜あの中を同方向へ移
動する。第２図（ｂ）　、　（Ｃ）はこのようすを示し
たものであり、第２図に）において領域器に存在してい
たマーク３は同図（ｂ）の状態を経て同図（Ｃ）におい
ては領域外へ移動し、一方向図（ロ）において領域外に
あったマーク３は同図（６）においては領域ｎへ移動し
ている。前述のように、領域加〜あの各領域について領
域内にマーク３が存在するか、しないかをデジタル信号
として得ることができるので、９個の領域内のどこにマ
ーク３が存在するかを、９個のビットから成る２９すな
わち５１２通りの状態として表現することができ、また
球２の回転に伴うマーク３の移動は状態間の遷移として
表わせる。従って、各状態間の遷移に対する出力として
π、ｙ方向の移動量を前もって定義しておくことによシ
、々−り３の移動をもとに球２の回転方向と回転量、ひ
いてはケース１の移動方向と移動量を知ることができる
。第２図においては、マーク３が１の正方向へ移動する
場合について例示したが、他の方向へ移動する場合につ
いても同様に、状態間の遷移とそれに対するτ。

γ方向の変位量として、移動の方向と量とを知る５− ことができる。図示しない計算機内に、状態間の遷移に
対する”ｙＹ方向の変位を定義した状態遷移表をあらか
じめ用意し、検出器群６の出力を図示しない比較器でデ
ジタル信号に変換した後、前記計算機に入力することに
より、ケース１の移動方向と移動量を自動的にめらｌｆ
″Ｌ／：）。

なお、第２図＜６）に示すようにマーク３が複数の領域
にまたがって存在する場合もあるが、領域ｍ〜羽内に同
時に存在しうるマーク３０個数に制限を設けであること
により、ある状態におけるマーク３の領域加〜あ内の配
置は一意的に定マシ、従ってこの場合についても正しく
移動方向と移動量をめることができる。さらに、通常マ
ーク３が移動した際には起とり得ないような状態間の遷
移に関しては％”＃Ｗ力方向変位をΩと定義しておくこ
とによシ、異常な変位が出力されるのを予防することも
可能でお／ｂ。

また、ケース１を持って移動させるとき、球２を回転さ
せる面に対して必ずしも垂直でないことなどにより、正
確な変位がまらない場合がある６一 が、本発明のよう彦ポインティング。デバイスは通常、
その動きに対応してディスプレイ上を動くカーサを見な
がら操作するので、使用上の支障とは々らない。

以上に本発明の一実施例を示したが、この他にも領域ｍ
〜％とマーク３の幾伺学的な関係を用いて検出器群６を
簡単にした構成とすることも可能である。第３図は、第
２の実施例について示したものである。第２図の領域２
０〜２８には常に１個以上のマーク３が存在しているの
で、領域２８のみにマーク３が存在することは、他のす
べての領域にマークが存在しないことによって表わされ
る。

一方、領域路にマーク３が存在しない場合は、他の領域
のいずれかにマーク３が存在することになる。この関係
を用いれば、領域路を除いた領域加〜２７の８個の領域
をもとに得られる２ａすなわち２５６通シの状態によっ
ても、領域ｍ〜田内におけるマーク３の配置は一意的に
定めることができ、検出器群６のうち、領域路に対応す
る検出器を省くことが可能となる。この場合第４図に示
す光路群５の断面図において、光路４８は使用されなく
なるので、発光素子４を検出器群６の後方に配置し、光
路４８を通して球２に光を当てる構造とすることができ
る。第２の実施例の場合、検出器の数を減らす事が可能
な上、状態の数が１／２になったことにより状態遷移表
の大きさを１／４にし、計算機の負担を軽くすることが
でき、さらに余った光路を利用して発光素子を後方に配
置したことによシ、ケース１先端部の構造を簡単にする
ことができるという利点がある。

また、第５図は第３の実施例を示したもので、ケース１
の先端部を可動部８とバネ９を用いた構成とし、導電ゴ
ム接点、光電スイッチ等の公知の技術を用いた変位検出
手段１０を設け、可動部８の動きをこれによって検出す
ることによシ、ケース１を押した時にそれを示す信号を
得る事ができるようにしたものである。第３の実施例に
おいては、ケース１の移動に関する情報の他にケース１
が押さｔていることの情報をも出力できるので、有用性
が高くなる。

以上に述べたように、筒状のケースの先端に自由に回転
できる球を設け、球の表面上に設けられたマークを検出
してケースの移動方向をめるという構成をとることによ
シ、通常ペンで文字や図形を書く時と同様に操作できる
という高い操作性を持ち、かつ任意の平面上で使用でき
るボインティング、デバイスが実現できる。これは、従
来技術によるポインティング、デバイスの欠点を補完す
るものでア勺、その価値は大きい。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の実施例を示す側断面図、第２図（α）
　、　（ｂ）　、　（５）は移動を検出する原理を示す
説明図、第３図は第２の実施例を示す側断面図、第４図
は第２の実施例における光路群の断面図、第５図は第３
の実施例を示す側断面図である。 １０．筒状のケース％　２　ＩＩ　６球、３゜、マーク
、４゜０発光素子、５゜、光路群、６．。検出器群、７
．。指示標識　以上 出願人　セイコー電子工業株式会社 代理人　弁理士　最　上　務 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 筒状のケースの一端に自由な方向に回転できるように設
   けられた球と、前記球の表面上に設けられたマークと、
   前記ケース内に取付けられた、前記マークを検出するた
   めの手段とからなる位置検出装量。