JPH0432919A - Coordinate input device - Google Patents

Coordinate input device

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JPH0432919A
JPH0432919A JP2133668A JP13366890A JPH0432919A JP H0432919 A JPH0432919 A JP H0432919A JP 2133668 A JP2133668 A JP 2133668A JP 13366890 A JP13366890 A JP 13366890A JP H0432919 A JPH0432919 A JP H0432919A
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handle
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cursor
pen
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真司 山本
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Abstract

PURPOSE:To easily perform the moving operation for a cursor with a natural feeling by varying the outputs of an (x)-directional and a (y)-directional pressure sensors according to the tilting direction of a pen shaft gripping part by the hand and moving the cursor in the direction corresponding to the tilting direction of the pen shaft gripping part. CONSTITUTION:The hand is placed on a hand rest base 2 to grip the pen shaft gripping part 6 in the hand, and the pen shaft gripping part 6 is slanted corresponding to a desired cursor moving direction. When the pen shaft gripping part 6 is slanted in an (x) direction, pressure is applied from a shaft body 6a and a cylinder 8 to the pressure sensors 16x1 and 16x2 through cylindrical rubber 14; and the induced voltage of the slanting side pressure sensor is boosted and the induced voltage of the non-slanting side pressure is dropped. The extent of the rise or fall of the output voltage of an amplifying circuit which amplifies the induced voltages of the pressure sensors 16x1 and 16x2 depends upon the tilt angle of the pen shaft gripping part 6. Consequently, natural operation can be performed in the same manner as the writing of characters, etc., on a form without requiring any wide space.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、コンピュータシステムにおけるデイスプレィ
に対してカーソル移動および座標指定を行う座標入力装
置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a coordinate input device for moving a cursor and specifying coordinates on a display in a computer system.

〈従来の技術〉 従来、座標入力装置として用いられているのは、マウス
やトランクボールである。マウスは、これをデスク面上
で動かすことにより裏面の球を転動させ、デイスプレィ
上のカーソルをマウスの1多針方向に対応した方向に移
動させるものである。トラックボールは、比較的大きな
球体を手で回すことにより、前記同様にカーソルを移動
させるものである。
<Prior Art> Conventionally, a mouse or a trunk ball has been used as a coordinate input device. When the mouse is moved on a desk surface, a ball on the back side is rolled, and a cursor on a display is moved in a direction corresponding to one multi-needle direction of the mouse. A trackball is a device that moves a cursor in the same manner as described above by rotating a relatively large sphere by hand.

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、マウスの場合は、デスク面上で広いスペ
ースを必要とするという欠点がある。トラックボールの
場合には、広いスペースは必要ではないが、カーソルを
長い距離移動させるときには、手で球体を回しては、手
を球体から離して元に戻し再び手を球体に当てて回すと
いった操作を繰り返す必要があり、そのような手の繰り
替え操作が不自然で馴染みにくく、また、カーソルの動
きも間欠的できこちないという欠点がある。
<Problems to be Solved by the Invention> However, the mouse has the disadvantage that it requires a large space on the desk surface. In the case of a trackball, a large space is not required, but when moving the cursor over a long distance, you need to rotate the sphere with your hand, then remove your hand from the sphere, return it to its original position, and place your hand on the sphere again to rotate it. It is necessary to repeat the above operations, and the disadvantage is that such repeated operations are unnatural and difficult to get used to, and the movement of the cursor is intermittent and clumsy.

本発明は、このような事情に鑑みて創案されたものであ
って、広いスペースを必要とすることなく、しかも、カ
ーソルの移動操作を簡単かつ自然な感覚で行えるように
することを目的とする。
The present invention was devised in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to make it possible to move a cursor easily and naturally without requiring a large space. .

〈課題を解決するための手段〉 本発明は、このような目的を達成するために、次のよう
な構成をとる。
<Means for Solving the Problems> In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.

すなわち、本発明の座標入力装置は、手指で握るペン軸
状把手部と、このペン軸状把手部を同軸状態でかつ全放
射方向に傾動可能な状態に嵌合する把手部ホルダと、こ
の把手部ホルダに支持されて前記ペン軸状把手部の傾動
に基づく圧力変化を感知するX方向およびX方向の圧力
センサとを備えたことを特徴とするものである。
That is, the coordinate input device of the present invention includes a pen shaft-like handle that is gripped with fingers, a handle holder that fits the pen shaft-like handle so that it can be tilted coaxially and in all radial directions, and this handle. The present invention is characterized by comprising an X-direction pressure sensor and an X-direction pressure sensor supported by the pen holder and sensing pressure changes based on the tilting of the pen shaft-like handle.

〈作用〉 本発明の上記構成によれば、ペン軸状把手部を手指で握
って傾動すると、その傾動方向に応してX方向およびX
方向の圧力センサの出力が変化し、これに基づいてカー
ソルをペン軸状把手部の傾動方向に対応した方向に移動
させる。
<Operation> According to the above configuration of the present invention, when the pen shaft-like handle is gripped and tilted with fingers, the pen shaft-shaped handle is tilted in the X direction and the
The output of the directional pressure sensor changes, and based on this, the cursor is moved in the direction corresponding to the tilting direction of the pen shaft-like handle.

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
<Example> Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail based on the drawings.

第2図は座標入力装置への外観を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing the appearance of the coordinate input device.

手置き台2には、盛り上がった状態の台座4が一体的に
形成され、この台座4にペン型の座標入力装置Aの基部
が半固定状態に支持されている。
A raised pedestal 4 is integrally formed on the hand rest 2, and a base portion of a pen-shaped coordinate input device A is semi-fixedly supported on the pedestal 4.

すなわち、ペン型の座標入力袋[Aを、任意の方向およ
び任意の角度に調整することが可能であり、かつ、調整
後の姿勢を裏面にあるネジ(図示せず)によって固定化
することができるようになっている。
In other words, the pen-shaped coordinate input bag [A] can be adjusted in any direction and at any angle, and the adjusted posture can be fixed with a screw (not shown) on the back side. It is now possible to do so.

第1図の(a)は、ペン型の座標入力装置Aの軸方向に
沿った断面図、(b)は軸方向に垂直な方向での断面図
である。
FIG. 1(a) is a cross-sectional view of a pen-shaped coordinate input device A along the axial direction, and FIG. 1(b) is a cross-sectional view in a direction perpendicular to the axial direction.

オペレータが手指で握るペン軸状把手部6の下部に軸体
6aが一体的に突出されている。この軸体6aを上下動
自在に内嵌する筒状体8の下部には、ゴム10と座標指
定用の圧力センサ12とが設けられている。圧力センサ
12は、筒状体8の底面に当接して支持されている。筒
状体8には筒状ゴム14が密着状態で外嵌され、筒状ゴ
ム14の外周部分に90”ごとに形成された4つの凹部
に、X方向の一対の圧力センサ16x1.16xzと、
X方向の一対の圧力センサ18y1、18yzが埋め込
まれている。筒状ゴム14は、把手部ホルダ20の上部
に一体的に突出された筒部20aに密着状態に内嵌され
ている。4つの圧力センサ16x+ 、16Xz、18
y+ 、18yzは、カーソル移動用のものであり、筒
部20aの内面に当接して支持されている。ペン軸状把
手部6の下部近くには、このペン軸状把手部6を手指で
握ったときに大指し指が当たる位置にキャンセルスイッ
チ22が設けられている(第2図参照)。
A shaft body 6a is integrally protruded from the lower part of a pen shaft-like handle portion 6 that is held by an operator's fingers. A rubber 10 and a pressure sensor 12 for specifying coordinates are provided at the bottom of a cylindrical body 8 into which the shaft 6a is vertically movably fitted. The pressure sensor 12 is supported in contact with the bottom surface of the cylindrical body 8 . A cylindrical rubber 14 is tightly fitted onto the cylindrical body 8, and a pair of pressure sensors 16x1.16xz in the X direction are installed in four recesses formed every 90'' on the outer circumference of the cylindrical rubber 14.
A pair of pressure sensors 18y1 and 18yz in the X direction are embedded. The cylindrical rubber 14 is tightly fitted into a cylindrical portion 20a that integrally projects from the upper part of the handle holder 20. 4 pressure sensors 16x+, 16Xz, 18
y+ and 18yz are for moving the cursor, and are supported in contact with the inner surface of the cylindrical portion 20a. A cancel switch 22 is provided near the bottom of the pen shaft-like handle 6 at a position where the large index finger hits when the pen shaft-like handle 6 is gripped with the fingers (see FIG. 2).

軸体5a、筒状体8、筒状ゴム14および筒部20aは
、互いに同軸状態となっている。4つの圧力センサ16
x+ 、16Xz、18y+ 、18Ytには、ストレ
インゲージなどが用いられている。
The shaft body 5a, the cylindrical body 8, the cylindrical rubber 14, and the cylindrical portion 20a are coaxial with each other. 4 pressure sensors 16
A strain gauge or the like is used for x+, 16Xz, 18y+, and 18Yt.

ペン軸状把手部6の軸体6aを内嵌している筒状体8と
把手部ホルダ20の筒部20aとの間に筒状ゴム14が
存在しているため、ペン軸状把手部6は、把手部ホルダ
20に対して全放射方向に傾動可能となっている。
Since the cylindrical rubber 14 exists between the cylindrical body 8 into which the shaft 6a of the pen shaft-like handle 6 is fitted and the cylindrical portion 20a of the handle holder 20, the pen shaft-like handle 6 is capable of tilting in all radial directions with respect to the handle holder 20.

第3図は上記構成の座標入力装置Aとマイクロコンピュ
ータBとのインターフェイスを示すブロック線図である
。同図において、30.32はX方向の圧力センサ16
x1、16Xtの増幅回路、34.36はX方向の圧力
センサ18y1、18y!の増幅回路、38は座標指定
用の圧力センサ12の増幅回路、40.42はコンパレ
ータ、44.46は減算回路、48.50は絶対値回路
、52.54.56はA/D変換回路である。
FIG. 3 is a block diagram showing an interface between the coordinate input device A and the microcomputer B having the above configuration. In the same figure, 30.32 is the pressure sensor 16 in the X direction.
x1, 16Xt amplifier circuit, 34.36 is X direction pressure sensor 18y1, 18y! 38 is an amplification circuit for the pressure sensor 12 for specifying coordinates, 40.42 is a comparator, 44.46 is a subtraction circuit, 48.50 is an absolute value circuit, and 52.54.56 is an A/D conversion circuit. be.

次に、上記構成の座標入力装置Aの動作を説明する。Next, the operation of the coordinate input device A having the above configuration will be explained.

ペン型の座標入力装置Aの把手部ホルダ20の基部と台
座4とを固定しているネジを緩め、手置き台2に手を置
いた状態で手指でペン軸状把手部6を自然に握ることが
できるように、ペン軸状把手部6の方向および角度を調
整し、再びネジで把手部ホルダ20を台座4に対して固
定する。
Loosen the screw fixing the base of the handle holder 20 of the pen-shaped coordinate input device A to the base 4, and naturally grasp the pen shaft-shaped handle 6 with your fingers while placing your hand on the hand rest 2. Adjust the direction and angle of the pen shaft-like handle part 6 so that the handle part 6 can be held in place, and fix the handle part holder 20 to the base 4 again with screws.

ペン軸状把手部6が自由状態にあるときにおいても、筒
状体8と筒部20aとの間に挟持された筒状ゴム14が
カーソル移動用の圧力センサ16Xr、16Kg、18
y1、18ygのそれぞれにある強さの圧力をかけてお
り、増幅回路30゜32.34.36の出力電圧はある
レベルをもっている。その自由状態で、X方向の増幅回
路30の出力電圧Vx、と増幅回路32の出力電圧Vx
Even when the pen shaft-like handle part 6 is in a free state, the cylindrical rubber 14 held between the cylindrical body 8 and the cylindrical part 20a operates as pressure sensors 16Xr, 16Kg, 18 for moving the cursor.
A certain amount of pressure is applied to each of y1 and 18yg, and the output voltage of the amplifier circuit 30°32.34.36 has a certain level. In the free state, the output voltage Vx of the amplifier circuit 30 in the X direction and the output voltage Vx of the amplifier circuit 32 in the X direction
.

とが等しくなり、また、y方向の増幅回路34の出力電
圧vyIと増幅回路36の出力電圧Vy。
are equal to each other, and the output voltage vyI of the amplifier circuit 34 and the output voltage Vy of the amplifier circuit 36 in the y direction are equal.

とが等しくなるように各増幅回路の増幅率を調整してお
く。
Adjust the amplification factor of each amplifier circuit so that

さて、手置き台2上に手を置いてペン軸状把手部6を手
指で握り、カーソルを移動したい方向に応じてペン軸状
把手部6を傾動する。
Now, place your hand on the hand rest 2, grip the pen shaft-like handle 6 with your fingers, and tilt the pen shaft-like handle 6 according to the direction in which you want to move the cursor.

もし、ペン軸状把手部6をX方向に傾動した場合には、
軸体6a、筒状体8から筒状ゴム14を介してX方向の
圧力センサ16x1、16xtに圧力が加えられ、傾動
側の圧力センサの起電圧は上昇し、反傾動側の圧力セン
サの起電圧は降下する。各圧力センサ16x1、16X
gの起電圧を増幅回路30.32で増幅し、コンパレー
タ40と、減算回路44とに入力する。この特性を第4
図(a)に示す、ペン軸状把手部6を+X方向に傾動す
ると、増幅回路30の出力電圧Vx、が上昇し、増幅回
路32の出力電圧Vx、は降下する。
If the pen shaft handle 6 is tilted in the X direction,
Pressure is applied from the shaft 6a and the cylindrical body 8 to the pressure sensors 16x1 and 16xt in the X direction via the cylindrical rubber 14, the electromotive voltage of the pressure sensor on the tilting side increases, and the electromotive force of the pressure sensor on the opposite side of the tilting increases. The voltage drops. Each pressure sensor 16x1, 16x
The electromotive voltage g is amplified by amplifier circuits 30 and 32 and input to a comparator 40 and a subtraction circuit 44. This property is the fourth
When the pen shaft-like handle portion 6 is tilted in the +X direction as shown in FIG. 3(a), the output voltage Vx of the amplifier circuit 30 increases and the output voltage Vx of the amplifier circuit 32 decreases.

−X方向に傾動すると、出力電圧VX、が降下し、出力
電圧Vx、は上昇する。その出力電圧の上昇・降下の度
合いは、ペン軸状把手部6の傾動角度の大きさ、ひいて
は圧力センサ16x1、16xオに加える圧力の大きさ
に依存する。
When tilting in the -X direction, the output voltage VX falls and the output voltage Vx rises. The degree of rise and fall in the output voltage depends on the tilt angle of the pen shaft-like handle 6 and, in turn, on the magnitude of the pressure applied to the pressure sensors 16x1 and 16xO.

出力電圧Vx+ 、Vx、は減算回路44によって(v
X+  Vxt)に変換され、絶対値回路48によって
IVx+−Vx、1−Vxに変換される。その特性を第
4図(b)に示す、この絶対値電圧VxはA/D変換回
路52によってディジタルデータに変換され、マイクロ
コンピュータBに入力される。また、出力電圧Vx+ 
、Vx、はコンパレータ40において比較され、Vx、
>Vx。
The output voltages Vx+, Vx, are determined by the subtraction circuit 44 (v
X+Vxt), and is converted by the absolute value circuit 48 into IVx+-Vx, 1-Vx. This absolute value voltage Vx, whose characteristics are shown in FIG. 4(b), is converted into digital data by the A/D conversion circuit 52 and input to the microcomputer B. Also, the output voltage Vx+
, Vx, are compared in comparator 40, and Vx,
>Vx.

のときはマイクロコンピュータBに対して“H”レベル
を出力し、Vx、<Vx、のときは6Lルベルを出力す
る。
When , it outputs "H" level to microcomputer B, and when Vx,<Vx, it outputs 6L level.

ペン軸状把手部6をy方向に傾動した場合についても同
様である。すなわち、増幅回路34.36の出力電圧V
)’+ 、Vyzは減算回路46および絶対値回路50
によって絶対値電圧Vy= l V)’+  V)’x
  Iに変換され、A/D変換回路54によりディジタ
ルデータに変換されてマイクロコンピュータBに入力さ
れる。また、コンパレータ42は、vyl〉Vyzのと
きはH″l/へJL/を、vyl〈■yよのときは“L
”レベルをマイクロコンピュータBに出力する。
The same applies to the case where the pen shaft-shaped handle portion 6 is tilted in the y direction. That is, the output voltage V of the amplifier circuits 34 and 36
)'+, Vyz is the subtraction circuit 46 and the absolute value circuit 50
The absolute value voltage Vy=l V)'+V)'x
The data is converted into digital data by the A/D conversion circuit 54 and input to the microcomputer B. Further, the comparator 42 sends JL/ to H″l/ when vyl>Vyz, and sends “L/ to H″l/ when vyl<■yyo.
”Output the level to microcomputer B.

もちろん、ペン軸状把手部6は、X方向とy方向との合
成方向にも傾動され、マイクロコンピュータBには、カ
ーソル移動の操作ベクトルの大きさを決めるA/D変換
回路52.54からのデータVx、Vyと、方向を決め
るコンパレータ40゜42からの“H”、“L″のデー
タとが入力される。マイクロコンピュータBは、  V
x’ +Vy”を算出し、これをカーソル移動速度とす
る。また、V Y / V xを算出し、これをカーソ
ル移動角度とする。さらに、コンパレータ40.42か
らの“H”、“L”の組み合わせによって、カーソル移
動方向を決める。
Of course, the pen shaft-like handle 6 is also tilted in the composite direction of the X direction and the y direction, and the microcomputer B receives signals from the A/D conversion circuits 52 and 54 that determine the magnitude of the operation vector for cursor movement. Data Vx, Vy and "H" and "L" data from comparators 40 and 42 that determine the direction are input. Microcomputer B is V
x' + Vy'' is calculated and this is taken as the cursor movement speed. Also, V Y / V x is calculated and this is taken as the cursor movement angle. Furthermore, "H" and "L" from the comparators 40 and 42 are calculated. The direction of cursor movement is determined by the combination of

以上のようにしてカーソルを希望位置まで移動させると
、ペン軸状把手部6を押し下げることにより座標指定を
行う、ゴムIOを介して圧力センサ12に圧力が加わり
、その起電圧が増幅回路38によって増幅され、A/D
変換回路56によってディジタルデータに変換されてマ
イクロコンピュータBに入力される。ペン軸状把手部6
を押し付ける力加減により、座標指定の度合いが調整さ
れ、例えば、描画において色の濃淡表現を調整すること
ができる。キャンセルスイッチ22を押せば、座標指定
が取り消される。
When the cursor is moved to the desired position as described above, pressure is applied to the pressure sensor 12 via the rubber IO, which specifies the coordinates by pressing down on the pen shaft-like handle 6, and the electromotive force is applied to the pressure sensor 12 by the amplifier circuit 38. Amplified and A/D
The data is converted into digital data by the conversion circuit 56 and input to the microcomputer B. Pen shaft-like handle part 6
By adjusting the force with which you press the button, the degree of coordinate designation can be adjusted, and for example, the expression of color shading in drawing can be adjusted. If the cancel switch 22 is pressed, the coordinate designation is canceled.

以上のようなペン型の座標入力装置Aの操作具合につい
てまとめると、つぎのようになる。
The operating conditions of the pen-shaped coordinate input device A as described above are summarized as follows.

■ ペン軸状把手部6を手指で握って、カーソルを動か
したい方向にペン軸状把手部6を傾けるものであるので
、用紙に文字や絵を書くのと同じ要領の自然な感覚でカ
ーソル移動が行える。この場合、筒状ゴム14の反力が
手指に感じられ、その手応えによってカーソル移動方向
を容易に認識することができる。もちろん、デスク面上
での広いスペースは不要である。
■ Since you hold the pen shaft-like handle 6 with your fingers and tilt the pen shaft-like handle 6 in the direction you want to move the cursor, you can move the cursor with a natural feeling similar to writing letters or drawings on paper. can be done. In this case, the reaction force of the cylindrical rubber 14 is felt by the fingers, and the direction of cursor movement can be easily recognized by the response. Of course, a large space on the desk surface is not required.

■ ペン軸状把手部6を傾ける度合いの強弱に応じてカ
ーソル移動速度を簡単に調整することができる。また、
筒状ゴム14の反力による手応えによりカーソル移動速
度の程度を容易に認識することができる。
(2) The cursor movement speed can be easily adjusted depending on the degree of tilting of the pen shaft-like handle 6. Also,
The degree of the cursor movement speed can be easily recognized by the response caused by the reaction force of the cylindrical rubber 14.

■ ペン軸状把手部6を押し下げることで座標指定を行
うことができる。つまり、手の持ち替えを要することな
く、カーソル移動に引き続いて座標指定を行うことがで
きる。
■ Coordinates can be specified by pushing down the pen shaft-like handle 6. In other words, coordinates can be specified after moving the cursor without having to change hands.

なお、上記実施例は、第2図に示すように右利き用のも
のであるが、台座4を手置き台2の右端に設けることで
左利き用にすることもできる。
Although the above embodiment is for a right-handed person as shown in FIG. 2, it can also be made for a left-handed person by providing the pedestal 4 at the right end of the hand rest 2.

〈発明の効果〉 本発明によれば、ペン軸状把手部の傾動によってカーソ
ルを移動させるので、広いスペースを必要とすることな
く、用紙に文字等を書くのと同じ要領の自然な感覚で操
作することができるという効果を奏する。
<Effects of the Invention> According to the present invention, since the cursor is moved by tilting the pen shaft-shaped handle, the cursor can be operated with the same natural feeling as writing characters on paper without requiring a large space. It has the effect of being able to

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図ないし第4図は本発明の一実施例に係り、第1図
の(a)はペン型の座標入力装置の軸方向に沿った断面
図、(b)は軸方向に垂直な方向での断面図、第2図は
ペン型の座標入力装置の外観を示す斜視図、第3図は座
標入力装置とマイクロコンピュータとのインターフェイ
スを示すブロック線図、第4図は変位−電圧特性図であ
る。
1 to 4 relate to one embodiment of the present invention, in which (a) in FIG. 1 is a cross-sectional view along the axial direction of a pen-shaped coordinate input device, and (b) is a sectional view in the direction perpendicular to the axial direction. 2 is a perspective view showing the external appearance of a pen-shaped coordinate input device, FIG. 3 is a block diagram showing the interface between the coordinate input device and a microcomputer, and FIG. 4 is a displacement-voltage characteristic diagram. It is.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)手指で握るペン軸状把手部(6)と、このペン軸
状把手部(6)を同軸状態でかつ全放射方向に傾動可能
な状態に嵌合する把手部ホルダ(20)と、この把手部
ホルダ(20)に支持されて前記ペン軸状把手部(6)
の傾動に基づく圧力変化を感知するx方向およびy方向
の圧力センサ(16x_1、16x_2、18y_1、
18y_2)とを備えたことを特徴とする座標入力装置
(1) a pen shaft-like handle (6) that is held with fingers; a handle holder (20) that fits the pen shaft-like handle (6) in a coaxial state and tiltable in all radial directions; The pen shaft-like handle (6) is supported by the handle holder (20).
Pressure sensors in the x and y directions (16x_1, 16x_2, 18y_1,
18y_2).
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