JPH1139091A

JPH1139091A - データ入力装置

Info

Publication number: JPH1139091A
Application number: JP9198451A
Authority: JP
Inventors: Katsutoshi Suzuki; 克俊鈴木
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1997-07-24
Filing date: 1997-07-24
Publication date: 1999-02-12
Also published as: US6191775B1; TW370653B

Abstract

(57)【要約】【課題】従来のトラックボール方式のデータ入力装置
では、画面に垂直な方向に移動させたりまたは画面に垂
直な方向を軸として回転させたりするデータを入力する
ことができず、また３次元での入力の操作性が視覚的に
容易に理解できるものではなかった。【解決手段】トラックボールと称される球状の操作体
１を回転させることにより、第１エンコーダ２と第２エ
ンコーダ３が駆動され、各エンコーダ２，３からパルス
出力が得られ画面上に表示された物体などが移動しまた
は回転する。姿勢センサ５が本体ケース７の傾きを検知
した場合、その傾きの方向および角度に応じて同様に座
標軸が回転して変換され、その変換された座標軸を基準
として物体などを移動または回転させることができる。
また、モード切替ボタン６を操作することにより、移動
動作を制御するモードと回転動作を制御するモードとの
切替えを行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータの画
面上の画像を移動または回転させるためなどの座標デー
タを入力するデータ入力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来のデータ入力装置として、い
わゆるトラックボールを使用したものを示す平面図であ
る。トラックボールと称される球状の操作体１は、三次
元方向へ回転自在に支持され、この球状の操作体１によ
りＸエンコーダ２とＹエンコーダ３とが駆動される。Ｘ
エンコーダ２は、Ｙ方向に延びる軸を中心として回転す
るローラ２ａと、このローラ２ａと一緒に回転する円板
２ｂを有している。円板２ｂの外周部には切欠きが形成
されており、この切欠き部と切欠きが形成されていない
部分とが、円周方向へ一定ピッチで交互に形成されてい
る。円板２ｂの外周部にはホトカプラ２ｃが対向してい
る。ホトカプラ２ｃには、発光素子と受光素子とが対向
して設けられており、発光素子と受光素子との間に円板
２ｂの外周部が介在している。ローラ２ａおよび円板２
ｂが回転すると、前記ホトカプラ２ｃから、円板２ｂの
回転速度に応じた周波数のパルス出力が得られる。

【０００３】同様に、Ｙエンコーダ３は、Ｘ方向に延び
る軸を中心として回転するローラ３ａと、このローラ３
ａと共に回転する円板３ｂと、円板３ｂの外周部に対向
するホトカプラ３ｃとから構成されている。前記円板３
ｂの外周部には、切欠部と切欠きが形成されていない部
分とが、円周方向へ一定のピッチで繰返して形成されて
おり、ホトカプラ３ｃからは、ローラ３ａおよび円板３
ｂの回転速度に応じた周波数のパルス出力が得られる。

【０００４】上記データ入力装置をコンピュータに接続
した場合の一般的な入力動作を説明する。球状の操作体
１がＸ方向へ回転させられると、Ｘエンコーダ２のロー
ラ２ａおよび円板２ｂが回転し、ホトカプラ２ｃからパ
ルス出力が得られ、これが座標データに変換される。こ
の座標データがコンピュータに入力されると、例えばコ
ンピュータに接続された画面において、カーソル、また
は画面上のキャラクタや物体がＸ方向へ移動する。また
操作体１がＹ方向へ回転させられると、Ｙエンコーダ３
のローラ３ａおよび円板３ｂが回転し、ホトカプラ３ｃ
からのパルス出力が座標データに変換されて入力され、
前記画面において、カーソルなどがＹ方向へ移動する。

【０００５】また、操作体１がＸ軸とＹ軸の双方に角度
を有する例えばα方向へ回転させられると、ローラ２ａ
とローラ３ａの両方が回転させられ、ホトカプラ２ｃと
ホトカプラ３ｃの双方からのパルスが座標データに変換
され、画面上ではカーソルなどがα方向へ移動する。ま
た、例えばキーボード上の所定のキーを押しながら操作
体１を回転させることにより、座標データとして回転モ
ードのデータを入力することが可能である。例えば前記
キーを押しながら操作体１をＸ方向へ回転させ、Ｘエン
コーダ２のホトカプラ２ｃからパルス出力が得られる
と、これが座標上での回転データに変換されてコンピュ
ータに入力される。その結果、例えば画面内に映し出さ
れているキャラクタや物体などがＹ軸回り（θｙ方向）
へ回転する。同様に、前記キーを押しながら操作体１が
Ｙ方向へ回転させられると、例えば画面上で、前記キャ
ラクタなどがＸ軸回り（θｘ方向）へ回転する。すなわ
ち、画面上のキャラクタなどは球状の操作体１と同じ方
向へ回転することになる。したがって、操作体１がα方
向へ回転させられると、前記キャラクタなどがα方向に
直交する軸回りに回転する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記のように、球状の
操作体１と、Ｘエンコーダ２およびＹエンコーダ３を備
えたデータ入力装置では、Ｘ−Ｙ座標上での２次元内で
の移動方向と移動量ならびに移動速度の座標データを入
力でき、また回転座標の入力モードでは、Ｙ軸回りの回
転データとＸ軸回りの回転データを入力することが可能
である。しかしながら、入力座標データは前記のものに
限られ、例えば以下のような入力を行えない欠点を有し
ている。

【０００７】（１）座標上での回転データを入力する際
に、Ｘ軸およびＹ軸に直交するＺ軸回りの回転データを
入力することができない。すなわち、前記のように、所
定のキーを押した回転モードで、操作体１をＸ方向へ回
転させたとき、またはＹ方向へ回転させたときには、画
面上でキャラクタなどを操作体１と同じ方向へ回転させ
るようにデータを入力することが可能である。しかしな
がら、例えば操作体１を図５においてθｚ方向（Ｚ軸回
り方向）へ回転させても、Ｚ軸回りの回転データを入力
させることができない。すなわち操作体１がθｚ方向へ
回転しても、この回転の際の操作体１のＹ軸回り成分と
Ｘ軸回り成分とにより、Ｘエンコーダ２とＹエンコーダ
３が回転し、その出力パルスに応じて、キャラクタなど
がＸ軸回りとＹ軸回りに回転しようとするだけである。

【０００８】（２）図５に示す入力装置では、Ｚ軸方向
への移動データを入力することができない。よって、例
えば画面上に現れているキャラクタや物体などをＸ軸お
よびＹ軸と異なる方向へ移動させるためのデータの入力
は不可能である。

【０００９】（３）以上のように、従来のデータ入力装
置では、このデータ入力装置が設置される水平面上での
直交座標となるＸ−Ｙ座標を基準とした座標データの入
力は可能であるが、Ｘ−Ｙ平面以外のＹ−Ｚ平面を基準
とした座標の入力、さらにはＸ−Ｙ平面に対して傾斜し
た平面での座標の入力は不可能である。

【００１０】（４）図５に示すような２次元入力タイプ
のデータ入力装置では、通常は、操作体１を操作してＸ
エンコーダ２が回転した場合、画面上の対象物Ｍ（図２
の画面中の座標を参照）はＸ軸方向に移動し、Ｙエンコ
ーダ３が回転した場合には、画面上の対象物ＭがＹ軸方
向へ移動するものとなっている。この場合、Ｘ軸方向に
関しては操作体１の回転方向と、画面上での対象物Ｍの
移動方向とが視覚的に一致しているが、Ｙ軸方向に関し
ては実際には操作体１をＹ軸方向に移動させてはいるが
対象物Ｍの移動方向は画面の上下方向すなわちＺ軸方向
へ移動することになり、視覚的に一致しない。したがっ
て、この種のデータ入力装置を改良して、Ｘ−Ｙ−Ｚ座
標での３次元データを入力する場合に、どの操作によっ
てどの軸方向または軸回りの回転になるのかとまどうこ
とが予想される。

【００１１】本発明は上記従来の課題を解決するもので
あり、コンピュータのディスプレイなどの画面に対し、
Ｘ−Ｙ座標上での移動データまたは回転データを入力で
きるのみならず、前記Ｘ−Ｙ座標に直交する座標または
前記Ｘ−Ｙ座標に対して傾いた座標を基準とした移動デ
ータや回転データを入力できるようにしたデータ入力装
置を提供することを目的としている。

【００１２】また、画面上の対象物の移動と操作体の動
作方向とを一致させて、視覚的にわかりやすくかつ操作
性が良好にしたデータ入力装置を提供することを目的と
している。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明のデータ入力装置
は、手で保持可能な本体ケースと、前記本体ケースに設
けられて手で操作可能な操作体および前記操作体の操作
に応じた操作信号を出力するエンコーダと、前記操作体
の傾きを検知するセンサと、前記センサによる本体ケー
スの傾き検知信号に基づいて、前記エンコーダからの操
作信号を、本体ケースの傾き方向に対応して傾いた座標
軸上での移動データまたは回転データに変換する座標デ
ータ生成手段と、が設けられていることを特徴とするも
のである。

【００１４】本発明では、操作体を操作するときに、本
体ケース内に設けられたセンサが本体ケースの傾きを検
出する。その傾きが検出されることにより、その傾き角
度を基準とした座標軸上で、エンコーダからの出力が移
動データまたは回転データに変換され、画像処理部に与
えられる。その結果、コンピュータのディスプレイなど
の座標上において、画像を移動させたり回転させること
などが可能になる。

【００１５】前記センサは、本体ケースが水平姿勢であ
るか垂直姿勢であるかの２段階の姿勢を検知できるも
の、例えば水銀センサなどであってもよい。この場合に
は、本体ケースの水平姿勢または垂直姿勢に応じて、画
面上での互いに直交する座標軸に対する移動データや回
転データを入力できるものとなる。あるいは、センサと
して、本体ケースの角度を数段階にわたってあるいは連
続的に検知できるものを使用し、本体ケースの各姿勢に
応じた傾斜角度の座標軸に対する移動データや回転デー
タを入力できるようにしてもよい。

【００１６】前記において、操作体の操作により直交す
る２軸回りの操作信号を出力するエンコーダが設けら
れ、座標データ生成手段では、本体ケースの傾き方向に
対応して傾いた直交座標軸上の移動データまたは回転デ
ータが生成されるものとすることが好ましく、この場合
には、例えば、操作体は球状であり、この操作体の回転
により前記２軸回りの操作信号を出力するエンコーダが
動作させられるものとなる。

【００１７】ただし、操作体に、互いに直交する軸を中
心として回転するローラ状の操作体が設けられ、この操
作体によりそれぞれエンコーダが動作させられるもので
あってもよい。または、操作体に一方向の軸に対して回
転する単一の操作体、およびこの操作体で操作されるエ
ンコーダが設けられ、本体ケースの傾斜に応じて、前記
単一の操作体で、本体ケースの傾きに応じた多方向への
移動データや回転データを入力できるようにしてもよ
い。

【００１８】さらに、前記本体ケースに、座標データ生
成手段で生成されるデータを移動データまたは回転デー
タのいずれかに選択する切替装置が設けられているもの
とすることができる。

【００１９】座標データを入力する際、いずれかのエン
コーダから操作信号が出力されたときに、本体ケースを
保持した手で前記切替装置を操作することにより、画面
上で対象物を移動させる移動データとして入力し、また
は画面上で対象物を所定の軸に対して回転させる回転デ
ータとして入力する操作の切換えが可能である。また本
体ケースに前記切替装置を搭載しない場合であっても、
キーボード上の所定のキーを操作することにより、移動
データか回転データかの切換えを行うことが可能であ
る。

【００２０】さらに、本発明では、前記手で保持可能な
本体ケース側に、前記エンコーダおよびセンサが設けら
れ、データ処理可能なコンピュータ側に、前記座標デー
タ生成手段が設けられていることが好ましい。この場合
には、本体ケースと、コンピュータ間がコードで接続さ
れ、または赤外線や電波などを用いたコードレスの接続
手段により互いに接続される。

【００２１】ただし、前記エンコーダ、センサ、および
座標データ生成手段が、全て手で保持可能な本体ケース
側に搭載されていてもよい。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１は本発明のデータ入力装置を
示す斜視図、図２はエンコーダの座標と画面の座標との
関係を示す斜視図、図３はデータ入力装置の回路構成
図、図４はデータの入力動作を示すフローチャートであ
る。なお、図１および図２で示すコントローラ１０の配
置方向とディスプレイ８の画面上での画像の処理座標を
空間上に設定された共通の直交座標軸（Ｘ−Ｙ−Ｚ座標
軸）を用いて示している。

【００２３】図１に示す符号７は、本発明のデータ入力
装置に係るコントローラ１０の本体ケースである。この
本体ケース７は、手で握ることができる程度の大きさの
円柱形状からなり、その上部７ａにトラックボールと称
される球状の操作体１がＸ軸回り、Ｙ軸回りおよびこれ
らの合成方向へ回転自在に支持されている。さらに、前
記本体ケース７の側面７ｂに、切替装置として小径のモ
ード切替ボタン６が設けられ、このモード切替ボタン６
を押すことにより、画面上の画像等を各軸方向への移動
動作から各軸回りの回転動作に切換えることができる。
この操作体１の球形状の赤道線は、本体ケース７の上部
７ａよりも下側に位置しており、指で操作体１を回転さ
せるとき、指が赤道線よりも上の部分で操作体１に接触
するようになっている。

【００２４】前記コントローラ１０には、図５に示した
従来例と同様なエンコーダ、すなわち第１エンコーダ２
と第２エンコーダ３が設けられている。第１エンコーダ
２は、ローラ２ａと、外周部に切欠部が一定のピッチで
形成された円板２ｂと、この円板２ｂの外周部に対向す
るホトカプラ２ｃとから構成される（図１では円板２ｂ
とホトカプラ２ｃが見えない位置にある）。また第２エ
ンコーダ３についても、ローラ３ａと、同じく外周部に
切欠部が一定のピッチで形成された円板３ｂと、ホトカ
プラ３ｃとから構成されている。第１エンコーダ２のロ
ーラ２ａと、第２エンコーダ３のローラ３ａは、互いに
直交している。

【００２５】球状の操作体１を指で回転させると、前記
ローラ２ａおよび／またはローラ３ａが操作体１で回転
させられ、ホトカプラ２ｃおよび／またはホトカプラ３
ｃから回転速度に応じた周波数のパルス出力が得られ
る。またホトカプラ２ｃとホトカプラ３ｃには、前記切
欠部を検出する発光素子と受光素子とが２組づつ設けら
れいる。第１の組の発光素子および受光素子と、第２の
組の発光素子および受光素子とで切欠部を検出する位相
がずれており、ローラ２ａおよび３ａの回転方向を検出
可能となっている。またホトカプラ２ｃおよび３ｃから
はローラ２ａとローラ３ａの回転速度に応じた周波数の
パルス出力が得られる。上記コントローラ１０の本体ケ
ース７の内部には、前記本体ケース７の傾きを検出する
姿勢センサ５が配置されている。前記姿勢センサ５は、
内部に水銀が封入され、その封入された水銀の移動する
方向や加速度により検出することができる水銀スイッチ
などで構成されている。

【００２６】図２は、上記コントローラ１０を、第１エ
ンコーダ２がＹ方向へ第２エンコーダ３がＸ方向へ向け
られた姿勢と、この水平姿勢からＹ軸回りに９０度回転
させた場合の、前記コントローラ１０内部の第１エンコ
ーダ２および第２エンコーダ３の配置状態とディスプレ
イ８の画面との配置関係を示している。通常、コントロ
ーラ１０を手で握った時の状態は、図２中の（Ａ）で示
される状態である。このとき、第１エンコーダ２に関し
ては、操作体１をＹ軸回りに回転させることにより画面
上の対象物ＭをＸ軸方向に移動させることができ、また
ボタン６を押して回転モードに切替えることにより、Ｙ
軸を中心軸として対象物Ｍを回転（θｙ方向）させるこ
とができる。また、第２エンコーダ３に関しては、操作
体１をＸ軸回りに回転させることにより画面上の対象物
ＭをＹ軸方向に移動させることができ、またボタン６を
押したままＹ軸方向に回転させることによりＸ軸を中心
軸として対象物Ｍを回転（θｘ方向）させることができ
る。また、操作体１をＸ軸とＹ軸の双方に交叉する方向
へ回転させると、第１エンコーダ２からの出力と、第２
エンコーダ３からの出力により、対象物Ｍをその合成方
向へ移動させまたは回転させることができる。

【００２７】次に、コントローラ１０を上記状態から９
０度傾け、図２中の（Ｂ）の状態とした場合について説
明する。この場合、コントローラ１０内部に設けられた
姿勢センサ５が傾きを検知して座標の変換が行われる。
すなわち、Ｘ軸方向の移動およびθｙ方向の回転をコン
トロールしていた第１エンコーダ２は、Ｚ軸方向の移動
およびＹ軸回りの回転（θｙ方向の回転）をコントロー
ルすることができるエンコーダに切替わる。また、Ｙ軸
方向の移動およびθｘ方向の回転をコントロールしてい
た第２エンコーダ３は、Ｙ軸方向の移動およびＺ軸回り
（θｚ方向の回転）をコントロール可能なエンコーダに
替わる。

【００２８】次に、図３に示す回路構成について説明す
る。この実施の形態では、第１エンコーダ２および第２
エンコーダ３からのパルス出力が波形整形され、コンピ
ュータ側のＣＰＵ２０に直接入力される。コンピュータ
側のＣＰＵ２０に入力された各信号は、予め設定された
ソフトウエアに基づいて処理されるが、その処理工程を
図３において回路構成に置き換えて示している。したが
って、図３でブロック図で示すような回路を基板上に構
成してもよい。

【００２９】図３に示す回路ブロック図では、姿勢セン
サ５で検知されるコントローラ１０の傾きが０度（図２
中の（Ａ））または９０度（図２中の（Ｂ））の場合の
みを示している。ただし、０度と９０度との間で、複数
段階で姿勢を検知できるようにしてもよい。この場合、
θ切替部２５ａ〜２５ｄの数が増えるだけであり、回路
構成および処理動作の基本は、図３および図４と同じで
ある。第１エンコーダ２のホトカプラ２ｃからのパルス
出力は、カウンタ２２ａによってカウントされて、球状
の操作体１の回転量および回転速度が計測される。本体
ケース７の姿勢が０度（θ＝０）である場合には、姿勢
センサ５の検知信号に基づいてθ切替部２５ａが開き、
θ切替部２５ｂが閉じて、第１エンコーダ２からのパル
スがＸ軸回りの操作信号として認識される。本体ケース
７が図２中の（Ｂ）に示すように９０度（θ＝９０）傾
けられると、姿勢センサ５からの検知信号に基づいてθ
切替部２５ａが閉じ、θ切替部２５ｂが開いて、第１エ
ンコーダ２からのパルスが座標軸切替部２７ａに与えら
れ、Ｚ軸回りの操作信号として認識される。

【００３０】図３には、前記モード切替ボタン６がオン
であるかオフであるかによりパルスの経路を切換えるス
イッチ部を符号６ａ、６ａθ、６ｂθ、６ｂで示してい
る。本体ケース７が水平姿勢（θ＝０）で、モード切替
ボタン６がオフの場合には、θ切替部２５ａからの操作
信号（パルス）がスイッチ部６ａからＸレジスタ２３ｘ
に与えられ、データ変換部２４によりパルス出力がＸ軸
方向の移動データに変換される。また、モード切替ボタ
ン６がオンの場合には、θ切替部２５ａからの操作信号
がスイッチ部６ａからＹ軸回りレジスタ２３θｙに送ら
れ、データ変換部２４にてＹ軸回りの回転データに変換
される。本体ケース７が９０度傾けられた姿勢（θ＝９
０）で、モード切替ボタン６がオフのとき、座標軸切替
部２７ａから得られた操作信号は、スイッチ部６ａθか
らＺレジスタ２３ｚに与えられ、データ変換部２４で、
Ｚ軸方向への移動データに変換される。モード切替ボタ
ン６がオンの場合には、座標軸切替部２７ａから得られ
た操作信号は、スイッチ部６ａθからＹ軸回りレジスタ
２３θｙに与えられ、データ変換部２４でＹ軸回りの回
転データに変換される。

【００３１】次に、第２エンコーダ３について説明す
る。前記操作体１を回転させると、第２エンコーダ３の
ホトカプラ３ｃからのパルス出力が、カウンタ２２ｂに
よってカウントされた操作信号となる。姿勢センサ５に
より、本体ケース７が水平姿勢（θ＝０）であると検知
されると、θ切替部２５ｃが閉じ、θ切替部２５ｄが開
いて、第２エンコーダ３がＸ軸回りに操作されたものと
認識される。姿勢センサ５により、本体ケース７が９０
度回転させられたことが検知されると、θ切替部２５ｃ
が開き、θ切替部２５ｄが閉じて、カウンタ２２ｂから
の操作信号が座標軸切替部２７ｂに与えられ、第２エン
コーダ３がＺ軸回りに操作されたものと認識される。

【００３２】水平姿勢（θ＝０）のときに、モード切替
ボタン６がオフであると、操作信号はθ切替部２５ｄか
らスイッチ部６ｂにより切換えられてＹレジスタ２３ｙ
に与えられ、データ変換部２４で、Ｙ軸方向への移動デ
ータに変換される。またモード切替釦６がオンである
と、操作信号はスイッチ部６ｂによりＸ軸回りレジスタ
２３θｘに与えられ、データ変換部２４で、Ｘ軸回りの
回転データに変換される。

【００３３】本体ケース７が９０度回転させられた場合
には（θ＝９０）、モード切替ボタン６がオフのとき、
座標軸切替部２７ｂからの操作信号が、スイッチ部６ｂ
θからＹレジスタ２３ｙに与えられ、データ変換部２４
でＹ軸方向への移動データに変換される。またモード切
替ボタン６がオンのとき、操作信号はスイッチ部６ｂθ
によりＺ軸レジスタ２３θｚに与えられ、データ変換部
２４で、Ｚ軸回りの回転データに変換される。上記のよ
うに、本発明では、本体ケース７側に前記エンコーダ
２，３および姿勢センサ５が設けられ、データをソフト
ウエア的に処理するためのコンピュータ側に、座標デー
タ生成手段、すなわちレジスタ群２３とデータ変換部２
４とで、移動データおよび回転データを生成する座標デ
ータ生成部が構成されているものである。

【００３４】次に、上記データ入力装置の動作について
図４に示すフローチャートを参照して説明する。球状の
操作体１をＸ軸方向あるいはＹ軸方向のいずれかの方向
に回転させた場合、第１エンコーダ２のローラ２ａのみ
が回転し、または第２エンコーダ３のローラ３ａのみが
回転する。あるいは、ローラ２ａと３ａの双方が回転す
る。第１エンコーダ２からのパルスをカウンタ２２ａで
カウントして得られた操作信号は、本体ケース７の傾き
姿勢に応じてθ切替部２５ａ，２５ｂで切換えられる。
ここで、θ＝０度の場合（図２中の（Ａ）参照）は、ス
テップ３（ＳＴ３）のスイッチ部６ａに操作信号（パル
ス出力）が与えられ、モード切替スイッチ６がオフなら
ばＸレジスタ２３ｘに送られ、データ変換部（ＳＴ８）
にてＸ軸方向の移動データとして出力され、コンピュー
タの画像処理部に入力される。また、ステップ３におけ
るスイッチ部６ａがスイッチオンならばＹ軸回りレジス
タ２３θｙに操作信号が送られ、ＳＴ８のデータ変換部
においてＹ軸回りの回転データとして同様に出力され
る。

【００３５】ステップ２（ＳＴ２）において、θ＝９０
度の場合は、座標軸切替部２７ａで座標軸が９０度回転
したものと認識される。すなわち、図２に示したよう
に、第１エンコーダ２はＺ軸方向の移動データおよびＹ
軸回りの回転データとなるように変換される。次いで、
ステップ４のスイッチ部６ａθに操作信号が送られ、こ
こでモード切替ボタン６がオフならばＺレジスタ２３ｚ
に進み、ステップ８（ＳＴ８）においてＺ軸方向の移動
データに変換され、同様に出力され、またモード切替ボ
タン６がオンならばＹ軸回りレジスタ２３θｙに与えら
れて、Ｙ軸方向を中心とした回転データとして出力され
る。

【００３６】次に、第２エンコーダ３からのパルス出力
（ＳＴ１）は、姿勢センサ５により切換えられるθ切替
部２５ｃ，２５ｄに送られ、ここで経路が切換えられ
る。ステップ５においてθ＝０度の場合には、パルス出
力はステップ６（ＳＴ６）のスイッチ部６ｂに進み、モ
ード切替ボタン６がオンの場合にはＸ軸回りレジスタ２
３θｘに送られ、Ｘ軸回りの回転データとして出力され
る。また、ステップ６においてスイッチオフの場合には
Ｙレジスタ２３ｙに与えられてＹ軸方向の移動データと
して出力される。

【００３７】また、前記コントローラ１０の操作体１が
横を向くように（図２の（Ｂ））傾けることにより、姿
勢センサ５がその傾きを検知し、その結果、カウンタ２
２ｂからの操作信号が座標軸切替部２７ｂに与えられ
る。前記コントローラ１０は、前記座標切替部２７ｂに
おいてＹ軸方向の移動データおよびＸ軸回りの回転デー
タの処理から、Ｙ軸方向の移動データおよびＺ軸回りの
回転データの処理ができるように変更される。すなわ
ち、モード切替ボタン６がオンになった場合には、操作
信号がＺ軸回りレジスタ２３θｚに送られ、Ｚ軸回りの
回転データとして出力される。ステップ７（ＳＴ７）に
おいてスイッチがオフの場合には操作信号がＹレジスタ
２３ｙに送られ、Ｙ軸方向の移動座標データとして同様
に出力される。

【００３８】以上説明したように、コントローラ１０の
操作体１を上に向けた状態（Ａ）で使用した場合に、操
作体１をＸ軸方向に回転させると、ディスプレイ８の画
面上の物体Ｍは、Ｘ軸方向に移動し、また回転モードに
設定していると物体ＭはＹ軸回り（θｙ方向）に回転す
る。また、操作体１をＹ軸方向に回転させると物体Ｍは
Ｙ軸方向へ移動し、また回転モードに設定されていれば
物体ＭはＸ軸回り（θｘ方向）に回転する。

【００３９】同様にして、コントローラ１０の操作体１
を横に向けた状態（Ｂ）で使用した場合に、操作体１を
Ｚ軸方向に回転させると、ディスプレイ８の画面上の物
体ＭはＺ軸方向へ移動し、また回転モードで物体ＭはＹ
軸回り（θｙ方向）に回転する。また、操作体１をＹ軸
方向に回転させると、物体ＭはＹ軸方向に移動し、また
回転モードの設定では物体ＭはＺ軸回り（θｚ方向）に
回転する。このように、操作体１の手動による回転操作
と画面上の物体Ｍの移動動作および回転動作が視覚的に
一致するように構成されている。

【００４０】なお、本発明のデータ入力装置において
は、上記実施例に限られず、例えばコントローラ１０の
傾きを０度および９０度に設定したが、さらに傾きを細
かく無段階に認識させてコンピュータ側で処理すること
により、画面上の物体をさらに細かく移動および回転さ
せることができる。また、通常、上記座標データ生成部
はコンピュータ側に設けられ、ソフトウエアによって処
理されるが、前記座標データ生成部を上記本体ケース側
に設けて形成しても差し支えない。また、操作体１の形
状については、トラックボールと称される球形状だけで
なく、タッチパッドタイプやスティックタイプなど本発
明の趣旨を変更しない範囲で種々変更可能である。

【００４１】

【発明の効果】このようにして得られた本発明のデータ
入力装置は、操作体が設けられた本体ケースの姿勢を変
えることにより、異なる角度の座標データ上で移動デー
タや回転データを入力できる。また、手で持った本体ケ
ースの操作体の操作方向を、画面上での移動方向や回転
方向と一致させることが可能である。

【００４２】また、移動モードと回転モードを切換える
切替装置を本体ケースに設置することにより、同じ手で
操作体と切替装置を操作できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のデータ入力装置を示す斜視図、

【図２】データ入力装置の使用状態とディスプレイの画
面表示との座標軸関係を示す説明図、

【図３】回路構成の一例を示す回路構成図、

【図４】動作のフローチャート、

【図５】従来のデータ入力装置の構造の概略を示す平面
図、

【符号の説明】

１球状の操作体２第１エンコーダ２ａローラ２ｂ円板２ｃホトカプラ３第２エンコーダ３ａローラ３ｂ円板３ｃホトカプラ５姿勢センサ６モード切替ボタン７本体ケース２２ａ，２２ｂカウンタ２３レジスタ群（信号保持手段）２４データ変換部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】手で保持可能な本体ケースと、前記本体
ケースに設けられて手で操作可能な操作体および前記操
作体の操作に応じた操作信号を出力するエンコーダと、
前記操作体の傾きを検知するセンサと、前記センサによ
る本体ケースの傾き検知信号に基づいて、前記エンコー
ダからの操作信号を、本体ケースの傾き方向に対応して
傾いた座標軸上での移動データまたは回転データに変換
する座標データ生成手段と、が設けられていることを特
徴とするデータ入力装置。
【請求項２】操作体の操作により直交する２軸回りの
操作信号を出力するエンコーダが設けられ、座標データ
生成手段では、本体ケースの傾き方向に対応して傾いた
直交座標軸上の移動データまたは回転データが生成され
る請求項１記載のデータ入力装置。
【請求項３】操作体は球状であり、この操作体の回転
により前記２軸回りの操作信号を出力するエンコーダが
動作させられる請求項２記載のデータ入力装置。
【請求項４】前記本体ケースに、座標データ生成手段
で生成されるデータを移動データまたは回転データのい
ずれかに選択する切替装置が設けられている請求項１な
いし３のいずれかに記載のデータ入力装置。
【請求項５】前記手で保持可能な本体ケース側に、前
記エンコーダおよびセンサが設けられ、データ演算処理
用のコンピュータ側に、前記座標データ生成手段が設け
られている請求項１ないし４のいずれかに記載のデータ
入力装置。