JPH0413726Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は海中、海底探査装置及び医用断層撮影
装置などに用いられる図形の画面表示の分野で利
用され、画面上に三次元表示する際の画面上の位
置を指定する三次元用トラツクボールに関する。

〈従来の技術〉 トラツクボールは画面上の位置を横軸（Ｘ軸）、
縦軸（Ｙ軸）の数値で出力して指定するのに使用
され、オペレータの手のひらや指先等をボールの
上に密着して載置し、回動させて、ボールの回転
した軌跡をＸ軸方向、及びＹ軸方向の成分に分解
してその大きさを回動前の位置に加算し、デイジ
タル信号化したＸ軸位置出力、及びＹ軸位置出力
として出力し得るものである。

〈考案が解決しようとする問題点〉 そして、このようなトラツクボールはＸ軸方
向、及びＹ軸方向の位置出力信号を発生する場合
は使い易いが、三次元の図形を表示させたときは
Ｚ軸方向の位置出力信号を発生させるのに使用上
困難を伴うものであつた。そこで三次元表示の場
合、従来Ｚ軸専用のロータリーエンコーダを追加
し、このロータリーエンコーダよりＺ軸位置出力
を得る方式、或いは別個にＺ軸専用のトラツクボ
ールを１個追加して、追加したトラツクボールの
１軸の機能を利用してＺ軸位置出力を得る方式が
あつた。

上記従来例は何れの方式もロータリーエンコー
ダやトラツクボールといつた高価な部材を追加す
る必要があり、またオペレータはＸ・Ｙ軸用のト
ラツクボール側とＺ軸用のロータリーエンコーダ
（または、Ｚ軸用のトラツクボール）間を片手に
て往復する操作が必要であるので、操作し難く、
それを避けるために両手を使うと、取扱いが不便
になるという欠点があつた。

本考案は、叙上の点に鑑みてなされたもので、
本考案の目的とするところは、ロータリーエンコ
ーダやトラツクボールといつた高価な部材を追加
することなく、オペレータが片手で容易に操作で
きる三次元用トラツクボールを提供するにある。

〈問題点を解決するための手段〉 上記の目的を達成するための本考案の構成を実
施例に対応する第１〜５図を用いて説明すると、
Ｘ軸位置出力とＹ軸位置出力を出力し得るトラツ
クボールの、トラツクボール操作板１０面に、指
先１２を挿入し得る大きさであつて、内部にボー
ル１の一部が露出する凹部１１を設け、前記凹部
１１内に、トラツクボール１を操作する指先１２
が、挿入されたのを検出する検出装置４ａ，５ａ
を配置し、前記検出装置４ａ，５ａの検出出力に
よつて制御される切り換え回路６により、一つの
移動出力をＺ軸位置出力として切り換え、Ｚ軸位
置出力も出力する三次元用トラツクボールであ
る。

〈作用〉 そして本考案は、前記の手段により、トラツク
ボール１の上に載せた指先１２が、操作板１０面
より上の位置にあるときは、二次元用トラツクボ
ールとして機能し、トラツクボール１を操作する
指先１２が、操作板１０面に設けた凹部１１に指
先１２が挿入されると、検出装置４ａ，５ａの投
光器４ａの光が指先１２によつて遮断されて、受
光器５ａに届かなくなり、切り換え回路６がオフ
になつて、Ｙ軸エンコーダ３ｂはＺ軸エンコーダ
に切り換わり、Ｚ軸移動出力を発生する。

〈実施例〉 次に本考案の実施例について図面を参照して説
明する。

第１図は本考案に係る三次元用トラツクボール
を説明する斜視図である。第３図は第１図の実施
例の電子回路部のブロツク図である。第１図及び
第３図において、１はボールで、左右、前後及び
下側の五点においてボールベアリングまたはボー
ルにより受けて、あらゆる方向にフリーに回転で
きるようになつている。また、ボール１の回転を
２個のローラ２ａ，２ｂを90度ずれた方向に配置
してボール１面に接触させ、ローラ２ａにＸ軸成
分の回転を、ローラ２ｂにＹ軸成分の回転をそれ
ぞれＸ，Ｙ，Ｚ方向に分解して伝達するようにな
つている。

ローラ２ａの回転、及びローラ２ｂの回転は
夫々Ｘ，Ｙシヤフトエンコーダ３ａ，３ｂと、ロ
ジツク回路によりデイジタル信号に変換して出力
する。尚、これらＸ，Ｙ，Ｚシヤフトエンコーダ
３ａ，３ｂの移動出力信号は後に説明するアツプ
ダウンの判別のために、第５図に示すようにＡ信
号とこのＡ信号より90度シフトしたＢ信号とが組
になつた信号で出力する。

第２図及び第２図Ｂにおいて、１１は操作板１
０面に、オペレータと反対側に設けた凹部で、そ
の凹部１１の内部は指先が挿入される大きさがあ
り、その側壁に検出装置４ａ，５ａを取り付けて
ある。

検出装置４ａ，５ａは、投光器に発光ダイオー
ド４ａを使用した発光ダイオード回路４を用い、
受光器にフオトトランジスタ５ａを使用したフオ
トトランジスタ回路５を用いる。発光ダイオード
回路４、フオトトランジスタ回路５は、発光ダイ
オード４ａ，フオトトランジスタ５ａを一定間隔
を隔てて対向させて取り付けてあり、凹部１１に
挿入されたオペレータの指先１２を検出し易い位
置に配置されていて（第２図Ｂ）、他の回路部は
電子回路収納部に収納してある。Ｘシヤフトエン
コーダ３ａの移動出力は切換回路６を介してアツ
プダウン判別回路７ａ及びアツプダウンカウンタ
８ａによりＸ軸位置出力を取り出して、Ｘ軸位置
出力端子９ａに供給し、Ｙシヤフトエンコーダ３
ｂの移動出力は切換回路６を介してアツプダウン
判別回路７ｂ及びアツプダウンカウンタ８ｂによ
りＹ軸位置出力を取り出して、Ｙ軸位置出力端子
９ｂに供給される。切換回路６は検出装置により
制御されフオトトランジスタ回路５の光遮断時の
出力により、Ｘ，Ｙシヤフトエンコーダ３ａ及び
３ｂの移動出力信号をアツプダウン判別回路７
ａ，７ｂへの供給を断ち、Ｙシヤフトエンコーダ
３ｂの移動出力をアツプダウン判別回路７ｃに供
給するスイツチである。アツプダウン判別回路７
ｃの出力はアツプダウンカウンタ８ｃによりＺ軸
位置出力となり、Ｚ軸位置出力端子９ｃに供給さ
れている。

アツプダウン判別回路７ａ，７ｂ，７ｃは同一
のものであつて、第４図に説明するように、前記
Ｘ，Ｙシヤフトエンコーダ３ａ，３ｂのＡ信号及
びＢ信号を用い、Ａ信号の立上り時のワンシヨツ
トパルス信号とＢ信号とのAND回路出力をアツ
プパルス信号とし、Ａ信号の反転立上り時のワン
シヨツトパルス信号とＢ信号とのAND回路出力
をダウンパルス信号として用いる判別回路を用い
てある。

このように、本考案の実施例は、検出装置４
ａ，５ａの発光ダイオード４ａの光がフオトトラ
ンジスタ５ａに入射しているときは、Ｘ軸位置出
力端子９ａと、Ｙ軸位置出力端子９ｂのカウンタ
出力信号に、パルスにより変化を生じ、第２図Ｂ
に示すように、発光ダイオード４ａの光を、トラ
ツクボール１を操作する指先１２が挿入されて遮
断すると、Ｚ軸位置出力端子９ｃに変化を生じる
動作をなすものである。この際、Ｙ軸位置出力と
Ｘ軸位置出力の値は変化しない。

また検出装置として発光ダイオードとフオトト
ランジスタを例に説明したが、例えば、超音波或
いは赤外線などを利用した他の検出装置の場合も
全く変わらない。

以上本考案の実施例について、Ｙ軸移動出力を
Ｚ軸移動出力に変化する例として説明したが、Ｘ
軸移動出力をＺ軸移動出力に変換する場合も同様
である。また、検出装置をＹ軸→Ｚ軸変換用、及
びＸ軸→Ｚ軸変換用の二組を取り付けることも可
能である。

以上本考案の代表的と思われる実施例について
説明したが、本考案は必ずしもこれらの実施例構
造のみに限定されるものではなく、本考案にいう
構成要件を備えかつ、本考案にいう目的を達成
し、以下にいう効果を有する範囲内において適宜
改変して実施することができるものである。

〈考案の効果〉 本考案は上記の構成であるから、トラツクボー
ル１を操作する指先１２が挿入されたのを検出す
る検出装置により、Ｙ軸移動出力またはＸ軸移動
出力をＺ軸移動出力に変換して正確に表示し得る
三次元用トラツクボールとなる。

従つて、製作コストは、従来の三次元用トラツ
クボールより安価で、操作上もボール上に片手を
接触したまま操作できる便益を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を説明する斜視図、第
２図は第１図の要部の一部切欠説明図、第２図Ｂ
は指先が凹部に挿入された状態の説明図、第３図
は第１図の実施例の電子回路部を説明するブロツ
ク図、第４図はアツプダウン判別回路図、第５図
はロータリーエンコーダの出力波形を説明する波
形説明図である。 図中、１はボール、４ａ，５ａは検出装置、６
は切換回路、１０は操作板、１１は凹部、１２は
指先である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. Ｘ軸位置出力とＹ軸位置出力を出力し得る二次
   元用トラツクボールの、トラツクボール操作板１
   ０面に、指先１２を挿入し得る大きさであつて、
   かつその内部にボール１の一部が露出する凹部１
   １を設け、該凹部１１内に、前記の挿入された指
   先１２を検出する検出装置４ａ，５ａを配置し、
   前記検出装置４ａ，５ａの検出出力によつて制御
   される切換回路６により、一つの移動出力をＺ軸
   移動出力として切り換え、Ｚ軸位置出力も出力す
   るごとくした三次元用トラツクボール。