JPS6324411A - 位置情報入力装置 - 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、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ーにオンラインで入力する場合など
に使用する位置情報入力装置に関するものである。

従来の技術 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ナ（！：”　ヲ通して
コンピューターなどに入力する装置として第９図および
第１０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９図１は従来の位置情報入力装置の一部切１
析縦断面図、第１０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シ
、その内部には鉄製の球体２が転動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より下部へ突出して、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、ハウジング
１の底面部に転動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置された４つのアン
グル６ａ、ｅｂ、ｅｃ１６ａにそれぞれ回転自在に設け
られたローラ７ａ、７ｂ、７ｅ。

７ｄに接することで水平方向の位［行が規′Ａ１１１さ
れ、まだ、・・ウジング１の内部中央上面上部に・伝動
自在に配されたボール８に上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
了ａ〜７ｄのうち、回転軸ｉｏａと１０ｂにそれぞれ連
結さハたポテンショメータであり、それらは、ローラ７
ｂ　、７Ｃの回転量に応じて低抗値が変化するように構
成され、かつ、図示していないがコードを通してコンピ
ューターの人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。

まず、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７ａ〜７
ｄも回転するとともに回転＠１０ａ、１０ｂも回転する
。この場合、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、ハウジング１の移動肝
に応じた量だけ回転する。従って、ポテンショメーター
９ａ　、　９ｂによって、ローラ７ｂ　、７Ｃ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ｌに応じた位置情報を検出することができるもの
であった。

発明が解決しようとする問題点 このような従来の構成では、次のような問題があ；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２の回転運動はその球体２と載置平面４の間草
擦力が球体２の接線方向に動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位置は、球
体２と載置平面４との接点部分でちるが、球体２が鉄球
であるため接点部分が見えず、載・置平面４に書かれた
図形等を入力する場合、ハウジング１の一部分が前記書
かれた図形の軌跡と一致するように転動しなければなら
ず、球体２と載置平面４との接点部分と、前記ハウジン
グ１の一部分とは位置がずれており不正確な入力方式と
なっていた。

本発明は、このような従来の問題点を解決するもので、
球体と載置平面の接点部分を載置ｑ１面シて書れだ図形
等とともに可視可能にし、かつ操作感を向上させた位置
情報入力装置を提供することを目的とするものである。

問題点を解決するだめの手段 本発明はＬ記目的を達成するために、平面上を移動しう
るハウジングと、前記・・ウジングの前記平面上での移
動に伴って回転するように前記ハウジングに、転動可能
に設けられた球体と、前配球体の回転によって、前記ハ
ウジングの移動方向や移動数を示す位置情報を検出し、
その検出値に応じた信号を発生する位置情報検出手段を
具備し、前記球体を透明な球体で構成し、さらに前記ハ
ウジングの一部又は全面を透明で構成したものである。

作用 本発明は上記の構成によシ、・・ウジングの透明部より
、透明な球体を通して載１ｄ＼１１面上に省かれた図形
や］］盛り等を見ることが出来、入力点が確実に把渥出
来るため、晴度の良い入力を行なうことが出来る。

実施例 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１図は本発明の一実施例の斜視図、第２図は同実施例
の一部切断側面図、第３図はその一部切断側面図である
。第４図は・・ウジング表示部訂細図である。

それらの図面に於て、１１は位置情報入力装置１．１２
ばその位置情報入力装置１１を移動自在に、載置可能に
した平板上の操作板である。なお、これは必らずしも板
状である必要はない。ここで上記位置情報入力装置１１
ば、把持可能な一部透明であるハウジング１３とそのハ
ウジング１３の一構成要素ともなる底板１３＆と前記底
板１３＆を含むハウジング１３を前記操作板１２上で所
定間隙あけて多動可能に支承するために前記底板１Ｃ１
の下面部に転動自在に配設されたスチール、プラスチッ
クなどで作られたボール１４λ、１４ｂ。

１４０　、１４ｄと、下部が前記１戊板１３＆に設けら
れだ円穴１６から下方へ突出して前記操作板１２０面上
に接する様に前記ハウジング１３内に転動可能に配設さ
れ、ガラス、プラスチックス等で出来た透明な球体１６
とその透明な球体１６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１７＆、１７ｂ。

１７ｃ、１７ａとそれらのローラ１了ＩＬ　〜１７ｄを
底板１３２Ｌ上で回転自在に支持するように、それらの
軸１８１Ｌ、　１　ｓｂ　、　１８Ｃ、１ｓａを支承す
る支持部材１９ａ　、　１９ｂ　、　１９０　、１９ｄ
と前記ローラ１７１Ｌ　、　１７ｂ　、　１７０　、１
７ｄのうち回転軸の延長線が直交するローラ、例えば１
７ｂと１７０の軸１８ｂと１８０に連結されて、それぞ
れローラ１７ｂ、１７Ｇ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２０
＆、２０ｂを含めて構成されている。なお、２１は前記
エンコーダ２Ｃ１，２０ｂ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だめのコードである。

なおコード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。

ここで前記ハウジング１３に設けられた透明部３６には
、透明な球体１６のほぼ中心位置を示すだめの第４図＆
〜Ｃに示すようなセンターマーク３７が印刷、刻印、成
形等により表示されている。

ここで第４図ではａＮＣまで３郡のセンターマーク３７
を表示しているがこれにこだわることなく、センター位
置が判別出来ればどのようなマークでも良い。また前記
底板１３＆に設けられた円穴１５の内径は透明な球体１
６の外径よりも小さくして、位置情報入力装置１１を持
ち上げた時に透明な球体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１７乙〜１７ｄは、位置
情報入力装置１１を操作板１２に載置した場合に、それ
らのローラ１了ａ〜１７ｄの中心と透明な球体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　、　２ｏｂの構成例を
示しだ図である。同図において、前記ローラ１７ｂ　、
　Ｉ　ＴＯの軸１８ｂ　、　１８０に取付けられて、ロ
ーラ１了ｂ　、　１７０と一体的に回転する遮光板２２
は光を透過させない、（３質で形成されており、その遮
光板２２には円周上に等間隔に多数のスリット２３が設
けられている。一方前記鹿光板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６図の回路図に示すように、
常に一定の光計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。まだ、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）Ｌ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２５と発光ダイオード２４０間の鹿光板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
だめ、フォトトランジスタ２５の出力電圧も、それに従
って変化する。

以上のことにより、遮光板２２が＋ｔ１ｂ１ａ　ｂ　。

１８Ｃとともに回転すると、端子２７に現われる出力電
圧は第６図ａに示すように変化する。

１だエンコーダ２０＆　、２０ｂには、遮光板２２をは
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４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の配役位
置は、フォトトランジスタ２５の出力電圧と位相が概ね
９０度累々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４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２６の出力電圧が第６図＆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６図すのようにフォトトランジスタ２６の出力
電圧に対して位相が９０度遅れた形で変化する。逆に、
遮光板２２が第４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２５の出力電圧に対して位相が９０度進んだ形で変化
する。

フォトトランジスタ２５．２９の出力電圧はコ−ド２１
によってそれぞれ第９図に示すように増幅２３３ｏ、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つのは号の位相を
比較することにより、農光板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、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、位置情報入力装置１１を操作板１２上に載
置して操作移動すると、透明な球体１６もその移動方向
に応じて転動する。このとき、透明な球体１６は、ロー
ラ１７＆〜１了ｄによって水平方向から押されることに
よって移動するものであるが、透明な球体１６と操作板
１２の上面の間の摩擦力によって回転力が与えられて回
転しながら移動する。この場合、本実施例においては、
位置情報入力装置１１の透明な球体１６上部部分３６が
透明に構成しているため、上部から透明な球体１６全通
して操作板１２の上面を見通すことができ、また透明な
球体１６が球面状をしているためレンズ効果をももち、
透明な球体１６と操作板１２の上面の接触部分が拡大さ
れ見通すこことができ、・・ウジング１３に設けられた
透明部３６に表示されたセンターマーク３７により、動
作中心点が容易に判別出来、位置情報入力装置１１の移
動方向及び移動量を目視観察することができる。

発明の効果 以上の説明から明らかなように本発明は、位置情報入力
装置のし動計を検出す石ための球体を透明にし、又、ハ
ウジング上部の一部又は全面を透明にして操作板を可視
可能にし、又位置情報入力装置の動作中心を目視にて確
認することが出来る。

そのことにより移動方向と移動量を細部まで観測するこ
とができ、位置情報入力装置が実１際に移動した距離と
、移動方向をコンピュータに入力した値と比較でき、操
作板に描写した図形を入力する場合、入力立置を目視観
測しながら入力できるため、操作感を向上することがで
きる。

以上のことから、前述の従来例のように、操作板に描写
した図形を入力する場合位置ずれを起こすこともなく操
作性にすぐ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図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２図は同本
発明の実施例の一部切１析側面図、第３図は同本発明の
実施例の一部切１所平面図、第４図ａ〜Ｃは同本発明の
要部詳細図、第６図は本発明の実施例におけるエンコー
ダの溝成例を示す要部斜視図、第６図はその回路構成図
、第７図４Ｆ−Ｆ−４はそのエンコーダの出力波形図、
第８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、第９図は従来の位置情報入力装置の一部りｊ断
側面図、第１０図はその一部りＪｉ近’ｉＬ面図である
。 １１・・・・・位置情報入力装置、１２・・・・・操作
板。 １３・・・・・・ハウジング、１３＆・・・・・・底板
、１４ａ〜ｄ・・・・・ボール、１５・・・・・円穴、
１６・・・・・球体、１７　ａＮａ−・＝Ｏ−ラ、Ｉ　
Ｂ　ａＮｄ　、−−−軸、１９ｈ　−、ｄ・・・・・・
支持部材、２０＆　、２０ｂ　　・・・・エンコーダ、
３６・・・・・・透明部、３７・・・・センターマーク
。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第２
図 第　３　図 ／４’、、　／７ｄ后ダ／な 第４図 第５図 ？？ 第　６　図 第７図 ？シ　　３／　　ｊ３ 第９図 第１０図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 平面上を移動しうるハウジングと、前記ハウジングの前
   記平面上での移動に伴なって回転するように前記ハウジ
   ングに転動可能に設けられた球体と、前記球体の回転に
   よって前記ハウジングの移動を示す位置情報を検出し、
   その検出値に応じた信号を発生する位置情報検出手段を
   具備し、前記球体を透明な球体で構成し、さらに前記ハ
   ウジングの一部又は全面を透明で構成したことを特徴と
   する位置情報入力装置。