JPS62262123A - 電子計算機等への三次元方向入力装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電子計算機を利用したシミュレーションにお
いて、ディスプレイ上に表わされる三次元図形を空間の
任意の軸のまわりに回転させる場合などに利用する三次
元方向入力装置に関するものである。

［従来の技術］ 電子計算機を利用した技術として、三次元図形を変換処
理し１種々の角度から眺めるようにし、たシミュレーシ
ョンが行われているが、空間内の任意−の方向の指示、
その方向に沿った直線移動さらには任意の軸のまわりの
回旋を指示するためには、コマンドキー、−次元ダイア
ルあるいは二次元的ジョイステック等が用いられ、煩雑
な繰返し作業を強いられている。しかも、電子計算機と
の対話者の手操作とディスプレイ上の図形との間に、相
似的関連性が少なく、意図する方向の指示及び意図する
方向への回旋を筒中な操作で入力することができない、
これは、例えば１人体や機械のリンクメカニブムのシミ
ュレーションにおけるリンクの方向指示や回転をはじめ
、一般的な三次元図形の回旋制御においても同様である
。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明の目的は、操作者の手操作とディスプレイ上の図
形との方向に関する相似的関連性を保つことにより、デ
ィスプレイ上に表わされた図形を意図する方向に移動さ
せ、あるいは意図する軸のまわりに回旋させる入力操作
を筒中に行うことができる三次元方向入力装置を提供す
ることにある。

ｃ問題点を解決するための手段１ 上記目的を達成するため、本発明の三次元方向入力装置
は１台座上に回転軸により回転可能に取付けた支持アー
ムを、その回転の軸線に対して側りに偏寄させ、その支
持アームの先端に、上記回転の軸線上において相互に直
交する回転の軸線をもったユニバーサルジヨイント機構
を介して、ハンドルを取付け、上記台座と支持アーム及
びユニバーサルジヨイント機構において相互に回転する
部材間に回転の方向及び量を検出する回転検出器を設け
ることにより構成される。

〔作　用］ ハンドルを操作すると、それに伴って台座と支持７−ム
及びユニバーサルジヨイント機構において各部材が相互
に回転運動を行い、その回転方向及び回転ｌが回転検出
器によって検出され、そのる。

！・　・； ・・１ 上記ハンドルを操作するに際し１台座上に回転可能に取
付けた支持アームをその回転の軸線に対して側方に偏寄
させ、その支持７−ムの先端にユニバーサルジヨイント
機構を介してハンドルを取付けているので、ハンドルは
台座上における支持アームの回転により、いずれの方向
へも向けることができ、そのため操作者の手操作とディ
スプレイ上の図形との相似的関連性を保つことが可能に
なる。

［発明の効果］ 本発明によれば、電子計算機を利用して三次元図形の視
線方向を変えるシミュレーション等において、ハンドル
の手操作とディスプレイ上の図形との相似的関連性を保
ちながら１．を図する方向への図形を回転移動させるた
めの入力を簡単に行うことができ、また１人体や機械の
リンクメカニズムのシミュレーションにおけるリンクの
方向指示や回旋をはじめ、一般的な三次元図形の回旋制
御碑にも１１】広く活用することができる。

［実施例］ 第１図は本発明の三次元方向入力装置の実施例を示し、
ｌはその内部に装置全体の機能遂行に必要な各種の制御
回路等を格納した台座で、その表面に内部の制御回路等
と電気的に接続された各種の操作子２．・・を罰えてい
る。

上記台座１の上面には、回転板３が第１の回転軸４によ
り軸線Ｌｌのまわりに回転可能に軸受けされ、その回転
板３上には、回転軸４の軸線Ｌｌに対して側方に偏寄し
た位置に、湾曲した支持アーム５が立設され、その支持
アーム５の先端に、上記回転軸４の軸線Ｌｌ上において
相互に直交する第２ないし第４の回転の軸線Ｌ２　、Ｌ
３　、Ｌ４をもったユニバーサルジヨイント機構８を介
して、ハンドル７が取付けられている。

即°ち、上記支持アーム５の先端には、ブロック抹゛め
回転体９が上記軸線Ｌ２のまわりに回転可能に軸受けさ
れ、その回転体９に対してＬ形の回転片ｌＯが上記軸線
Ｌ２と直交する第３の軸線Ｌ３のまわりに回転可能に軸
受けされ、さらに、その回転片ｉ。

に対してハンドル７が上記両袖線Ｌ２．Ｌ３に対して直
交する第４の軸線Ｌ４のまわりに回転可能に軸受けされ
、これにより支持アーム５にユニバーサルジヨイントａ
構６を介してハンドル７が取付けられている。

また、上記ハンドル７の先端部分には、ダイアル１３が
第５の軸ＭＡＬ５のまわりに回転回部に取付けられてい
る。

而して、上述した台座ｌと支持７−ム５及びユニバーサ
ルジヨイント機構６において相互に回転する部材間には
、回転の方向及び量を検出する回転検出器をとしてのポ
テンショメータＰｉ　、　Ｐ２〜Ｐ４”を設けている。

また、ダイアル１３はその回転の方向及び飯をポテンシ
ョメータＰ５によって検出するように構成している。

同一、転板３の回転によるポテンショメータＰ１の回ト
の方向及び華、ハンドル７の操作によるポテンショメー
タ２２〜Ｐ４の回転の方向及び量は、電子計算機等に対
し、操作者によるハンドル７の手操作とディスプレイ上
の図形との方向に関する相似的関連性を保った状態で三
次元入力を行うためのものである。

また、上記ダイアル１３は、ポテンショメータＰ５によ
りその回転方向及び量に応じた信号を電子計ｉｎへの入
力とし、また前記操作子２による入力モードの切換えに
よって、ディスプレイ上の表示図形を回旋させる回旋角
入力モードとし、あるいは表示図形を軸線Ｌ３に沿って
直線的に移動させる移動量入力モードとするものである
。

上記ポテンショメータに代えて、磁気センサその他の各
種回転検出器を用いることができる。ま台座１上におけ
る他の操作子２は５例えば上記、回転検出器の回転量の
ゲインを設定する場合等に利用するものである。

なお、上記台座１と回転板３との間、支持アーム５とハ
ンドル７との間、及びハンドル７とダイアル１３との間
のそれぞれの回転部分には、ロック機構（図示せず）を
備え、必要に応じて固定可能に構成することができる。

上記構成の入力装置を使用して、ディスプレイ上の表示
図形を空間におけるある軸線のまわりに回旋させるため
の入力を行うには、ハンドル７を任意の方向に動かし、
あるいはそれを回転させ。

さらにハンドル７を空間における回旋のための軸に一致
させた状態で１回旋角入力モードにあるダイアル１３を
回転させればよく、これによって回転の方向及び量が電
子計算機に入力され、ディスプレイｂの表示図形をハン
ドルの手操作と相似的°　るある軸に沿って直線的に移
動させるには、その軸力向にハンドル７の軸線Ｌ５を一
致させ、ダイアル１３のモードを移動量入力モードに切
換えて、ダイアル１３を回せばよく、これによりその回
転の方向及び量が電子計算機に入力され、ディスプレイ
上の表示図形がハンドルの方向に沿って直線的に移動す
る。

上述した入力を行うに際し、上記入力装置においては、
支持アーム５をその回転の軸線Ｌｌに対して側方に偏寄
させ、その支持アーム５の先端に。

１−記軸線Ｌｌ上において相互に直交する回転の軸線Ｌ
２〜Ｌ４ヲモつユニバーサルジヨイント機構６を介して
、ハンドル７を取付けているので、ユニバーサル・ジヨ
イント機構８の真下にもハンドル７を移動さ、緯ること
ができ、さらに、ハンドル７の回転にＦ％−して支持ア
ーム５が障害となる場合には、一旦入力機能を解除し、
支持アーム５を回転板３によって回転させて障害となら
ない位置に移動させ、ハンドル７を自由に動ける状態に
して入力機能を回復することにより、ハンドル７を任意
の方向に向けて入力作業を継続することができる。

なお、上記入力装置において、ユニバーサルジヨイント
機構６は原理的には２軸のまわりに回転可能なものであ
ればよいが、３軸のまわりに回転可能に構成したので、
ハンドル７の回転操作カ極めてスムーズに行われる。

第２図は、ハンドルの異種Ｍ造例を示すもので、手のひ
らを当てて操作できるように平板状とし、第１図に示す
ハンドル７と容易に交換して使用可能に構成されている
。上記第１図のハンドル７が直線等の方向を扱うものと
して適しているのに対し、ｉ２１？４に示すハンドル１
７は面の方向を扱うものとして適しており、それぞれの
ハンドル７゜＃；！７は図形処理の内容と対話者の直感
的理解とを対応させることを目的として、適宜交換して
使用される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の斜視図、第２図は／＼／トＪ
しの異種構造例を示すふ１視図である。 ｌ　・・台座、　　　　　５・・支持アーム、６曽・ユ
ニバーサルジヨイント機Ｗ。 ７１２７・φハンドル。 第１図 へ２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、台座上に回転軸により回転可能に取付けた支持アー
   ムを、その回転の軸線に対して側方に偏寄させ、その支
   持アームの先端に、上記回転の軸線上において相互に直
   交する回転の軸線をもったユニバーサルジョイント機構
   を介して、ハンドルを取付け、上記台座と支持アーム及
   びユニバーサルジョイント機構において相互に回転する
   部材間に回転の方向及び量を検出する回転検出器を設け
   たことを特徴とする電子計算機等への三次元方向入力装
   置。