JP4345446B2 - 入力装置および電子機器 - Google Patents

Description

本発明は入力装置および電子機器に関する。

従来からノート型パーソナルコンピュータや携帯電話機などの電子機器において、ディスプレイに表示されるカーソル（ポインタ）を移動させる入力装置（ポインティングデバイス）として例えばトラックボールが用いられている（例えば特許文献１参照）。
特開２００２−２２９７３２号公報

従来のトラックボールは、ディスプレイ上におけるカーソルを全方向に対して連続的に移動させることができる反面、次のような不都合があった。
すなわち、ディスプレイ上に複数の選択項目（メニュー項目）が横方向や縦方向に配列して表示されており、選択すべき選択項目にカーソルを移動させようとする場合、トラックボールが全方向に対して連続的に移動可能であるため、カーソルが選択すべき選択項目上からずれた位置に不用意に移動してしまいがちであり、このような選択項目を選択する際の操作が容易ではなかった。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、選択項目を選択する際の操作の容易化を図る上で有利な入力装置およびそのような入力装置を備えた電子機器を提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明の入力装置は、１種類または２種類以上の多角形が多数形成された外面を有するトラックボールと、前記トラックボールを回転可能に収容保持する収容部と、前記収容部に設けられ前記収容部に収容されたトラックボールの回転量と回転方向を検出し該回転量と回転方向に対応する検出信号を生成する検出手段とを備える入力装置であって、前記多角形は、光を反射する鏡面からなる平面で構成され、前記収容部は、前記トラックボールの上方に位置する部分を上方に露出させる開口と、前記開口と対向するように該開口の下方に設けられ前記トラックボールの下方に臨む部分の多角形の箇所が載置される平面からなる底面とを有し、前記検出手段によるトラックボールの回転量の検出は前記多角形単位でなされ、前記底面には前記トラックボールの下方に臨む部分の１つの多角形の箇所が載置されて前記トラックボールが安定した姿勢となることを特徴とする。
また、本発明の電子機器は、入力装置と、ディスプレイと、表示制御手段とを有する電子機器であって、前記入力装置は、１種類または２種類以上の多角形が多数形成された外面を有するトラックボールと、前記トラックボールを回転可能に収容保持する収容部と、前記収容部に設けられ前記収容部に収容されたトラックボールの回転量と回転方向を検出し該回転量と回転方向に対応する検出信号を生成する検出手段とを備え、前記多角形は、光を反射する鏡面からなる平面で構成され、前記収容部は、前記トラックボールの上方に位置する部分を上方に露出させる開口と、前記開口と対向するように該開口の下方に設けられ前記トラックボールの下方に臨む部分の多角形の箇所が載置される平面からなる底面とを有し、前記検出手段によるトラックボールの回転量の検出は前記多角形単位でなされ、前記底面には前記トラックボールの下方に臨む部分の１つの多角形の箇所が載置されて前記トラックボールが安定した姿勢となり、前記ディスプレイは、直線状に配列された複数の選択項目と、前記各選択項目のうち選択された１つの選択項目の部分を示すカーソルとが表示されるように構成され、前記表示制御手段は、前記検出信号に基づいて前記カーソルを前記選択項目間で移動させるように構成され、前記表示制御手段による前記カーソルの選択項目間での移動は、前記トラックボールが多角形のｎ個分（ｎは１以上の自然数）回転する毎になされることを特徴とする。

そのため、本発明の入力装置によれば、検出手段によってトラックボールの回転量と回転方向を検出し該回転量と回転方向に対応する検出信号を生成し、検出手段によるトラックボールの回転量の検出を多角形単位で行なうようにしたので、検出信号に基づいて電子機器のディスプレイに表示されるカーソルを移動させる場合、多角形単位でカーソルを選択項目上にステップ状に動かすことができ選択項目を選択する際の操作の容易化を図る上で有利となる。
また、指によってトラックボールが回転移動されると、多角形が底面に載置される毎に安定した姿勢となり、指にはトラックボールの姿勢が安定する度にクリック感が得られるので、操作感を向上させる上で有利となる。
また、本実施例の電子機器によれば、検出信号に基づいてカーソルを選択項目間で移動させるようにし、カーソルの選択項目間での移動を、トラックボール２２が多角形２２０２のｎ個分（ｎは１以上の自然数）回転する毎になされるようにしたので、前記効果に加え、ディスプレイに表示される選択項目にカーソルを確実に移動させることができ、選択項目の選択操作の容易化を図る上でさらに有利となる。

選択項目を選択する際の操作の容易化を図るという目的を、１種類または２種類以上の多角形が多数形成された外面を有するトラックボールの回転量の検出を多角形単位で行なうことによって実現した。

次に本発明の実施例１について図面を参照して説明する。
図１（Ａ）は実施例１の電子機器の構成を示す斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のディスプレイの説明図、図２は入力装置の説明図、図３は図２の断面図、図４は入力装置のブロック図である。

図１に示すように、本実施例の電子機器１０は、携帯電話機として構成されている。
図１（Ａ）に示すように、電子機器１０は、ほぼ同形同大に形成された矩形板状の本体１２と表示部１４を備え、本体１２と表示部１４はヒンジ部１６を介して開閉可能に連結されている。
本体１２および表示部１４は、左右方向の幅と、前後方向の長さと、これら幅方向および長さ方向と直交する厚さとを有している。
表示部１４の本体１２に臨む箇所には、矩形状のディスプレイ１４０２が表示面１４０４を外方に向けて配設されている。
ディスプレイ１４０２は、表示面１４０４に文字、記号、図形などを含む画像を表示するように構成されている。
図１（Ｂ）に示すように、表示面１４０４には、複数の選択項目１４０６が表示部１４の長さ方向（以下Ｙ方向という）と幅方向（以下Ｘ方向という）に沿って直線状に配列して表示されるとともに、１つの選択項目１４０６を示すための斜線で示すカーソル（ポインタ）１４０８が矢印で示すようにＸ方向とＹ方向に移動可能に表示される。
ディスプレイ１４０２における前記画像やカーソル１４０８の表示は表示制御手段１４１０（図４）によって制御される。
本体１２の上面１２０１の長さ方向の一方の半部には複数の入力キー１２０２が本体１２の幅方向と長さ方向に沿って配列されている。
本体１２の上面１２０１の長さ方向の他方の半部には、本発明の入力装置２０が設けられている。

図２、図３に示すように、入力装置２０は、トラックボール２２と、収容部２４と、検出手段２６とを備えている。
トラックボール２２は、１種類または２種類以上の多角形２２０２が多数形成された外面（多面体）２２０４を有している。本実施例では、各多角形２２０２は正六角形と正方形であり、光を反射する鏡面（平面）で構成されている。
なお、本明細書において、多角形とは正円や楕円も含むものとする。

収容部２４は、開口２４０２と側面２４０４と底面２４０６とを有している。
開口２４０２は、本体１２の上方に臨む上面１２０１箇所に設けられトラックボール２２の上方に位置する部分を上方に露出させるように形成されている。本実施例では開口２４０２は、トラックボール２２の直径よりも小さい直径の正円状に形成されている。
底面２４０６は、開口２４０２と対向するように該開口２４０２の下方に設けられトラックボール２２の下方に臨む部分の多角形２２０２の箇所が載置される単一の平面で構成されている。
側面２４０４は、開口２４０２と底面２４０６を接続しており、側面２４０４および底面２４０６によって収容空間２４０８が形成され、トラックボール２２はこの収容空間２４０８に回転可能に収容保持されている。
また、トラックボール２２は、その自重により、あるいは、不図示の付勢部材による付勢力により底面２４０４に載置された状態となっている。
したがって、トラックボール２２は、開口２４０２から露出した部分が指で動かされ回転された場合、多角形２２０２の境目部分が底面２４０４に当接した状態ではその姿勢が安定せず、１つの多角形２２０２の箇所が底面２４０４に載置された状態でその姿勢が安定することになる。すなわち、トラックボール２２が回転移動されると、多角形２２０２が底面２４０４に載置される毎に安定した姿勢となり、指にはトラックボール２２の姿勢が安定する度にクリック感が得られることになる。

図４は上方から入力装置２０を見た状態を示しており、検出手段２６は、検知部２６０２、２６０４、パルス生成部２６０６、計数部２６０８を備えている。
検知部２６０２、２６０４は同一構成であり、一方の検知部２６０２は収容空間２４０８に収容された状態のトラックボール２２の中心を通り前記Ｘ方向と平行な方向に延在する線上に配置され、他方の検知部２６０４は収容空間２４０８に収容された状態のトラックボール２２の中心を通り前記Ｙ方向と平行な方向に延在する線上に配置されている。
各検知部２６０２、２６０４のそれぞれは、側面２６０４箇所に設けられた１つの発光素子と２つの受光素子とから構成されている。前記発光素子は検知光をトラックボール２２の外面に向けて出射するように設けられ、前記受光素子は上下方向に間隔をおいて２つ設けられ、トラックボール２２の多角形２２０２の鏡面で反射された検知光を反射光として受光可能に設けられている。
トラックボール２２が回転されると、前記発光素子から出射された検知光は多角形２２の鏡面で反射されその反射光がトラックボール２２の回転、すなわち多角形２２０２の移動に伴って移動される。前記反射光が前記２つの受光素子の部分を通過する毎に前記２つの受光素子からは受光信号が出力される。
パルス生成部２６０６は、前記受光信号を入力しこの受光信号に基づいて各検知部２６０２、２６０４を通過する多角形２２０２の個数と移動方向に対応する検出信号（パルス信号）を生成するように、言い換えると、トラックボール２２の回転量と回転方向に対応する検出信号を生成するように構成されている。なお、本実施例では１つの多角形２２０２毎に１パルスのパルス信号が検出信号として生成される。

本実施例では、一方の検知部２６０２がトラックボール２２の中心を通り前記Ｘ方向と平行な方向に延在する線上に配置され、他方の検知部２６０４がトラックボール２２の中心を通り前記Ｙ方向と平行な方向に延在する線上に配置されていることから、一方の検知部２６０２はトラックボール２２のＸ方向に沿った回転量と回転方向に対応する検出信号を生成し、他方の検知部２６０４はトラックボール２２のＹ方向に沿った回転量と回転方向に対応する検出信号を生成する。
計数部２６０８は、パルス生成部２６０６から供給される前記検出信号に基づいてトラックボール２２のＸ方向およびＹ方向に沿った回転量を計数し、その結果をトラックボール２２のＸ方向およびＹ方向の移動量データとして出力するように構成されている。
表示制御手段１４１０は、計数部２６０８から供給される前記Ｘ方向およびＹ方向の移動量データに基づいてディスプレイ１４０２の表示面１４０４に表示されるカーソル１４０８の選択項目１４０６間での移動を制御するように構成されている。
表示制御手段１４１０によるカーソル１４０８の選択項目１４０６間での移動は、トラックボール２２が多角形２２０２のｎ個分（ｎは１以上の自然数）回転する毎になされるように構成されている。

次にこのように構成された電子機器１０の動作について説明する。
図１（Ｂ）に示すように、ディスプレイ１４０２の表示面１４０４にＸ方向に３個、Ｙ方向に５個、合計１５個の選択項目１４０６がマトリクス状（格子状）に配列されており、この１５個の選択項目１４０６のうちから１つの選択項目を１４０６にカーソル１４０８を移動して選択する場合について説明する。
ユーザーは、表示面１４０４のカーソル１４０８が所望の選択項目１４０６に移動するように、指を開口２４０２から露出しているトラックボール２２の上部部分に当てトラックボール２２をＸ方向あるいはＹ方向に回転させる。
表示制御手段１４１０は、検出手段２６から供給される前記Ｘ方向およびＹ方向の移動量データに基づいてカーソル１４０８をＸ方向およびＹ方向に移動させる。
この際、カーソル１４０８の選択項目１４０６間での移動は、トラックボール２２が多角形２２０２のｎ個分（ｎは１以上の自然数）回転する毎になされるので、カーソル１４０８は選択項目１４０６の間の領域に留まることなく、選択項目１４０６から次の選択項目１４０６へステップ状に移動する。
また、ユーザーの指先には、トラックボール２２を動かすことでトラックボール２２の各多角形２２０２が底面２４０６に載置される度にクリック感が与えられる。

本実施例の入力装置２０によれば、１種類または２種類以上の多角形２２０２が多数形成された外面を有するトラックボール２２を収容部２４に回転可能に収容保持し、検出手段２２によってトラックボール２２の回転量と回転方向を検出し該回転量と回転方向に対応する検出信号を生成し、収容部２４にトラックボール２２の下方に臨む部分の多角形２２０２の箇所が載置される単一の平面からなる底面２４０６を設け、検出手段２６によるトラックボール２２の回転量の検出を多角形２２０２単位で行なうようにした。
したがって、検出信号に基づいて電子機器のディスプレイに表示されるカーソルを移動させる際、多角形２２０２単位でカーソルを選択項目上にステップ状に動かすことができるので、例えばディスプレイに表示される選択項目にカーソルを移動して選択する際の操作の容易化を図る上で有利となり、トラックボール２２を操作する際にクリック感を与えることで操作感を向上させる上で有利となる。
また、本実施例の電子機器１０によれば、検出信号に基づいてカーソルを選択項目間で移動させるようにし、カーソルの選択項目間での移動を、トラックボール２２が多角形２２０２のｎ個分（ｎは１以上の自然数）回転する毎になされるようにしたので、前記効果に加え、ディスプレイ１４０２に表示される選択項目１４０６にカーソル１４０８を確実に移動させることができ、選択項目１４０６の選択操作の容易化を図る上でさらに有利となる。

なお、トラックボール２２に設けられる多角形２２０２の数を選択項目１４０６の数に対応して適切に設定すれば操作性を向上させる上で有利となる。例えば次のように設定することができる。
トラックボール２２が多角形２２０２の１個分回転する毎にカーソルが１つの選択項目分移動し、かつ、トラックボール２２が１回転すると多角形２２０２が６個〜８個分移動するように多角形２２０２の数を設定した場合は、選択項目１４０６がＸ方向およびＹ方向の少なくとも一方向に６個程度配列される電子機器に対して有効である。
トラックボール２２が多角形２２０２の１個分回転する毎にカーソルが１つの選択項目分移動し、かつ、トラックボール２２が１回転すると多角形２２０２が１５個乃至２０個分移動するように多角形２２０２の数を設定した場合は、選択項目１４０６がＸ方向およびＹ方向の少なくとも一方向に１０個以上配列される電子機器に対して有効である。この場合には、トラックボール２２の回転に対するカーソルの移動量が前者の場合に比較して大きくなるので一般的なマウスやトラックボールのようにカーソルを連続的に移動させたい場合にも有効である。

次に本発明の実施例２について説明する。
実施例２が実施例１と異なる点は開口の形状である。
図５（Ａ）は実施例２の入力装置の平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡＡ線断面図であり、実施例１と同様または同一の部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
図５（Ａ）に示すように、開口２４０２は上方から見て互いに直線状に延在する２つの溝２４０２Ａ、２４０２Ｂがほぼ直交して交叉する十字状に形成されている。本実施例では、一方の溝２４０２Ａは前記Ｘ方向に延在し、他方の溝２４０２Ｂは前記Ｙ方向に延在している。
このような構成によれば、ユーザーが指を開口２４０２から露出しているトラックボール２２の上部部分に当てトラックボール２２を回転させる際に、一方の溝２４０２Ａに沿って指を動かせば、トラックボール２２はＹ方向に動かされることなくＸ方向に沿って正確に回転され、他方の溝２４０２Ｂに沿って指を動かせば、トラックボール２２はＸ方向に動かされることなくＹ方向に沿って正確に回転される。
したがって、実施例２によれば、実施例１の作用効果に加え、カーソル１４０８をＸ方向およびＹ方向の何れか一方のみに正確に移動させることができるので、カーソル１４０８の移動操作を正確に行なう上で有利となる。
なお、開口２４０２を上方から見て直線状に延在する１つの溝で形成してもよく、この場合には、トラックボール２２は溝の延在方向以外の方向に動かされることなく溝の延在方向に沿って正確に回転される。

なお、各実施例では、検出手段２６として検知光を多角形２２０２に照射しその反射光を検出することで多角形の移動を検出する形態のものを例示したが、検出手段２６としては従来公知の様々なセンサを用いることができる。要は検出手段２６によってトラックボール２２の回転量と回転方向を検出できればよく、多角形２２０２が鏡面で形成されていなくてもよいことは勿論である。
また、本発明は携帯電話に限定されるものではなく、ノート型パーソナルコンピュータ、デスクトップ型パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）など種々の電子機器に適用可能であることは勿論である。

実施例１の電子機器の構成を示す図である。 実施例１の入力装置の説明図である。 図２の断面図である。 実施例１の入力装置のブロック図である。 実施例２の入力装置の図である。

１０……電子機器、１４０２……ディスプレイ、１４１０……表示制御手段、２０……入力装置、２２……トラックボール、２２０２……多角形、２４……収容部、２４０２……開口、２４０６……底面、２６……検出手段。

Claims (5)

1. １種類または２種類以上の多角形が多数形成された外面を有するトラックボールと、
   前記トラックボールを回転可能に収容保持する収容部と、
   前記収容部に設けられ前記収容部に収容されたトラックボールの回転量と回転方向を検出し該回転量と回転方向に対応する検出信号を生成する検出手段とを備える入力装置であって、
   前記多角形は、光を反射する鏡面からなる平面で構成され、
   前記収容部は、前記トラックボールの上方に位置する部分を上方に露出させる開口と、前記開口と対向するように該開口の下方に設けられ前記トラックボールの下方に臨む部分の多角形の箇所が載置される平面からなる底面とを有し、
   前記検出手段によるトラックボールの回転量の検出は前記多角形単位でなされ、
   前記底面には前記トラックボールの下方に臨む部分の１つの多角形の箇所が載置されて前記トラックボールが安定した姿勢となる、
   ことを特徴とする入力装置。
2. 前記開口は上方から見て正円状に形成された孔で構成されていることを特徴とする請求項１記載の入力装置。
3. 前記開口は上方から見て互いに直線状に延在する２つの溝がほぼ直交して交叉する十字状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の入力装置。
4. 前記開口は上方から見て直線状に延在する１つの溝で形成されていることを特徴とする請求項１記載の入力装置。
5. 入力装置と、ディスプレイと、表示制御手段とを有する電子機器であって、
   前記入力装置は、１種類または２種類以上の多角形が多数形成された外面を有するトラックボールと、前記トラックボールを回転可能に収容保持する収容部と、前記収容部に設けられ前記収容部に収容されたトラックボールの回転量と回転方向を検出し該回転量と回転方向に対応する検出信号を生成する検出手段とを備え、前記多角形は、光を反射する鏡面からなる平面で構成され、前記収容部は、前記トラックボールの上方に位置する部分を上方に露出させる開口と、前記開口と対向するように該開口の下方に設けられ前記トラックボールの下方に臨む部分の多角形の箇所が載置される平面からなる底面とを有し、前記検出手段によるトラックボールの回転量の検出は前記多角形単位でなされ、前記底面には前記トラックボールの下方に臨む部分の１つの多角形の箇所が載置されて前記トラックボールが安定した姿勢となり、
   前記ディスプレイは、直線状に配列された複数の選択項目と、前記各選択項目のうち選択された１つの選択項目の部分を示すカーソルとが表示されるように構成され、
   前記表示制御手段は、前記検出信号に基づいて前記カーソルを前記選択項目間で移動させるように構成され、
   前記表示制御手段による前記カーソルの選択項目間での移動は、前記トラックボールが多角形のｎ個分（ｎは１以上の自然数）回転する毎になされる、
   ことを特徴とする電子機器。

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