【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、パーソナルコンピュータ、コンピュータゲーム機等における画面上のカーソル等を移動させるための入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータ等の表示装置に対する入力装置（ポインティングデバイス）として、トラックボールおよびマウスがある。トラックボール１は、図１７，１８に示すように、主にパーソナルコンピュータ２等のキーボード３に設置されており、指でボール４を回転させたときの回転方向と回転量に応じて、画面上のカーソルの位置を移動させるものである。動作原理を簡単に説明すると、図１８に示すように、ボール４に対してＸ軸、Ｙ軸の２軸方向にローラ５，６を介して回転方向および回転数を検出するロータリーエンコーダ７，８が設けられ、ボール４の回転方向に応じた各ロータリーエンコーダ７，８の回転方向と回転量信号が検出できる。この信号をパーソナルコンピュータ本体にＸ軸方向、Ｙ軸方向に分離した電気信号に変換して伝送し、コンピュータ本体側では信号に応じて画面上のカーソル位置を移動させる。
【０００３】
例えばＸ軸方向にボール４が回転すれば、Ｘ軸方向のシャフト９が回転し、複数のスリット１０が形成された回転板１１が回転する。回転板１１を挟んで配された２組のＬＥＤ１２および受光素子１３では、ＬＥＤ１２の光がスリット１０によりパルス信号にされ受光素子１３にて電気信号に変換される。これによって、回転板１１の回転方向と回転数が検出され、Ｘ軸方向のボール４の回転量がわかるので、画面上のカーソル位置をＸ軸方向に見合った方向へ回転量に応じて移動させる。また、ボール４の回転方向がＸ軸とＹ軸に対して４５°の方向であれば、Ｘ軸、Ｙ軸のロータリーエンコーダ７，８より同時に回転方向と同量の回転量信号が得られるため、それぞれの軸方向の信号に応じてカーソル位置が斜めに移動される。
【０００４】
また、マウス１５については、図１９，２０に示すような形状をしており、下面にトラックボール１と同様のボール１６が設置され、操作板１７あるいは卓上を前後左右に移動させることにより、この動きに応じて画面上のカーソルが移動し、さらにクリックボタン１８を押すことにより入力操作を行うものである。なお、内部構造は、ほぼトラックボール１と同等である。
【０００５】
また、トラックボールやマウスよりさらに操作スペースを小さくした入力装置として、ジョイスティックあるいはキーボード内のキーの間に配置されたポインティングスティックがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の入力装置は単独では機能を発揮できず、コンピュータ等の機器、例えばパーソナルコンピュータやコンピュータゲーム機に接続され、入力装置を操作することによって表示装置のカーソルや対象物等を移動させるといったことができる。このように、コンピュータ等の表示装置に接続されて初めて利用価値のでる商品であった。
【０００７】
したがって、別機器の表示装置が必要であるため、入力装置の簡単な動作確認を行うとき、特にメンテナンス時には表示装置を介しての作業となり、表示装置を持ち運んだりする必要があり、移動による作業には適さない。また、入力装置は入力を行うだけの機能しか有していないため、それ自体が１つの付属品として扱われ、システム商品としての価値が低いものであった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記に鑑み、動作確認を容易に行うことができ、さらに付加的な機能を加えて利用価値を高めた入力装置の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による課題解決手段は、図１の如く、人為的な操作によって得られる２次元または３次元の位置情報をコンピュータ等に入力する入力部２０と、入力部２０に与えられた操作方向および操作量を表示する表示部２１とを備えたものである。
【００１０】
そして、表示部２１は、ＬＥＤ３６または液晶表示装置７１といった単色またはカラー表示のできるもので構成し、入力部２０と一体化したりあるいは分離して設けられる。これらは、コンピュータ等の機器２２に固定または分離して設置され、３者のいづれかが分離されているとき、空間あるいは有線を介して信号の伝送が行われるようにする。
【００１１】
また、入力部２０と表示部２１との間で相互通信を行い、表示部２１上の任意の位置を入力部２０で選択するようにしている。
【００１２】
【作用】
上記課題解決手段において、入力部２０を２次元方向または３次元方向に操作することによって、コンピュータ等の表示装置５０のカーソル５１等が移動するとともに、この動きに対応して表示部２１においては２次元的に操作方向と操作量が表示され、また３次元方向に対しては色調の強弱や色の変化により表示し、操作状態を視覚的に瞬時に認識できる。
【００１３】
そして、入力部２０と表示部２１の設置の組み合わせを任意に選択することが可能なので、使用目的に応じて設置すればよく、設置場所にこだわる必要がなくなり、使い勝手がよくなる。
【００１４】
また、入力部２０と表示部２１との間で相互通信を行うと、表示部２１の任意の位置を入力部２０で選択することにより、パネル状のマルチ選択スイッチといった機能を得ることができる。
【００１５】
【実施例】
本実施例の入力装置は、図１の如く、人為的な操作によって得られる位置情報をコンピュータ等に入力する入力部２０と、入力部２０に与えられた操作方向および操作量を表示する表示部２１とを備え、表示部２１が入力部２０と一体化されてなり、コンピュータ等の機器２２から分離して設置されている。
【００１６】
前記入力部２０は、図２の如く、ドーム状の可動体２３と、可動体２３を人為的な操作によって傾動するように弾性的に支持する固定体２４と、可動体２３の傾動を検知するチルトセンサ２５とからなり、手のひらサイズで操作できるマウス状入力部２０であり、コンピュータ等の機器２２にケーブル２６によって接続された操作箱２７に搭載されている。
【００１７】
そして、固定体２４は操作箱２７の上面と面一になるように操作箱２７に取り付けられ、固定体２４の上面中央にチルトセンサ２５が装着され、チルトセンサ２５の上方を覆うように可動体２３が配されている。可動体２３は、逆椀状に形成されており、その下端が固定体２４の上面の周縁に形成された溝２８に挿入され、ばねまたはゴム等の弾性部材２９によって固定体２４と一体になるように傾動自在に取り付けられている。また、可動体２３のチルトセンサ２５と対向する面は平面とされ、ここに鏡面化するための表面処理が施された反射板３０が形成されている。可動体２３の上面にはクリックボタン３１が配設されている。
【００１８】
チルトセンサ２５は、発光素子３２、受光素子３３および結像用レンズ３４を一体的にした反射型の光センサである。そして、発光素子３２であるＬＥＤ（発光ダイオード）および受光素子３３である多分割（４分割）フォトダイオードを透光性のエポキシ樹脂等でそれぞれ１次モールドし、さらに遮光性のエポキシ樹脂等で２次モールドしたモールド体３５に、発光素子３２および受光素子３３の上方にレンズ３４が位置するようにレンズ３４を着脱可能に嵌合している。なお、受光素子３３である４分割フォトダイオードの各フォトダイオードは田の字状に配列されている。
【００１９】
このような構造にすることによって、操作箱２７を任意の位置に置いて手のひらで可動体２３を包むように持ち、手のひらを前後左右と２次元方向に動かすと、可動体２３が傾き、これに伴って反射板３０が傾いて、チルトセンサ２５により可動体２３の変位を検出することができる。したがって、人の手のひらサイズで操作するというマウスの操作性を持ちながら、マウスのように平面を移動させることが不要となり、任意の位置に固定させた状態での操作となるため、省スペース化または平面の状態を問わないという使いやすさを追究できる。また、マウスと異なって機械的な稼働部がなく、コスト的にも信頼性の点でも従来のマウス等の入力装置に比べて優れている。
【００２０】
前記表示部２１は、２５個のＬＥＤ３６を１つの中心から８方向に放射状に等間隔に配列したもので、操作箱２７の上面に入力部２０と並んで配置されている。
【００２１】
ここで、入力部の他の実施例として、図３の如く、前記マウス状入力部２０とは異なる平面上を移動自在な従来のマウス４０を表示部２１と分離させて用いる。この場合、マウス４０と表示部２１が搭載された操作箱２７とはケーブル４１を介して接続する。また、図４（ａ）の如くチルトセンサを内蔵した小型スティック４２（詳細な構造については本出願人によって出願された特願平７−６６０７１号の段落００１３〜００２８に記載されている）、図４（ｂ）の如くジョイスティック４３、図４（ｃ）の如くトラックボール４４をそれぞれ用いてもよい。
【００２２】
そして、入力装置には、図５の如く、入力部２０からの位置情報をコンピュータ等の機器２２の表示装置５０におけるカーソル５１またはアイコンの位置情報として出力するとともに入力部２０からの信号によって表示部２１の駆動を制御する制御手段が設けられている。制御手段は、操作された可動体２３の変位を受光素子３２の出力から検出してコンピュータ等の機器２２の表示装置５０におけるカーソル５１またはアイコンの位置情報として出力する第一制御部５２と、受光素子３３の出力を表示用の信号に変換して表示部２１の駆動制御を行う第二制御部５３とを備えており、それぞれマイクロコンピュータあるいは制御ＩＣからなる。
【００２３】
入力部２０には、受光素子３３からの出力電流の信号処理を行ってＸ軸方向およびＹ軸方向の出力信号を演算するアナログ信号処理回路５４が設けられており、第一制御部５２には、アナログ信号処理回路５４から出力されたアナログ値をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換回路５５と、Ａ／Ｄ変換された出力信号を操作方向および操作量といった位置情報の信号へと変換するデジタル信号処理回路５６と、コンピュータ等の機器２２に接続可能とするためのシリアルインターフェイス５７と、発光素子３２を駆動するＬＥＤ駆動回路５８とを備えている。
【００２４】
アナログ信号処理回路５４は、図６の如く、受光素子３３からの出力電流を電圧変換する電圧変換部５９と、４個のフォトダイオードＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄのうち所定の２組のフォトダイオードＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの出力電圧を加算する加算処理部６０と、加算された出力電圧からＸ軸方向およびＹ軸方向の出力を演算する減算処理部６１とから構成される。なお、電圧変換部５９は各フォトダイオードＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに対応したオペアンプ６２および抵抗Ｒ１を有し、加算処理部６０は４個のオペアンプ６３および抵抗Ｒ２を有し、減算処理部６１は２個のオペアンプ６４および抵抗Ｒ２を有している。
【００２５】
また、デジタル信号処理回路５６では、各軸方向の出力のベクトルを合成して加重の方向と大きさを算出しており、これらからカーソル５１の移動方向と移動速度を決定する演算処理を行っている。あるいは、この演算処理の代わりに、Ａ／Ｄ変換した後、コンピュータ等の機器側においてソフト的な処理、例えば各軸方向の出力のベクトルをそれぞれ必要な分解数で分解し、その分解数分の組み合わせをマトリックスとし、２次元の方向や大きさとする簡易的な方法を実施してもよい。
【００２６】
第二制御部５３は、第一制御部５２のＡ／Ｄ変換回路５５によってＡ／Ｄ変換された出力信号を操作方向および操作量といった位置情報の信号へと変換するデジタル信号処理回路６５と、この位置情報に基づいてＬＥＤ３６を駆動する表示部ドライバ６６とを備えており、表示部２１と一体に設けられている。
【００２７】
なお、上記の各制御部の構成は光センサを用いた場合であり、従来のマウス、トラックボール等における他の検出方式、例えば静電容量方式、抵抗変化方式、メカニカル方式＋光センサ方式、圧電方式、歪方式、超音波方式の場合でも、それぞれの方式により制御部の処理方法は多少変更となるが、基本的には同様の結果となる。
【００２８】
次に、マウス状入力部２０の変位の検出原理および操作したときの入力処理について説明する。可動体２３を手のひらで２次元方向に操作すると、可動体２３が少し傾いた状態に変位し、反射板３０とチルトセンサ２５の光軸との角度に変化が生じる。したがって、発光素子３２から照射された光は、レンズ３４を通過して可動体２３の反射板３０により反射され、再びレンズ３４を通過して受光素子３３上に結像される。このとき、受光素子３３に受光された光の像は可動体２３の変位前後において移動している。
【００２９】
ここで、可動体２３の変位は、発光素子３２と受光素子３３が並ぶ軸すなわちＸ軸およびこれに直交するＹ軸を中心とした回転となる。これより、人為的な操作によって与えられる操作方向をＸ軸およびＹ軸を中心とした回転方向の２方向に置き換えて、入力処理を行うことができる。例えば、Ｘ軸周りの回転により、受光素子３３上の光の像はＹ軸方向に移動する。また、Ｙ軸周りの回転により、受光素子３３上の光の像はＸ軸方向に移動する。
【００３０】
受光素子３３の４個のフォトダイオードＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄで得られる電流値をそれぞれＩＳＣＡ，ＩＳＣＢ，ＩＳＣＣ，ＩＳＣＤとする。そして、各フォトダイオードＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの出力電流を電圧変換部５９により電圧変換すると、それぞれＶＡ＝Ｒ１×ＩＳＣＡ、ＶＢ＝Ｒ１×ＩＳＣＢ、ＶＣ＝Ｒ１×ＩＳＣＣ、ＶＤ＝Ｒ１×ＩＳＣＤとなる。次に、Ｘ軸周りの回転に対しては、反射板３０の変角によってＹ軸方向に光の像が移動するので、フォトダイオードＡ，ＣとフォトダイオードＢ，Ｄの２組に分けて、それぞれの出力電圧を加算する。同様にＹ軸周りの回転に対しては、フォトダイオードＡ，ＢとフォトダイオードＣ，Ｄの２組に分けて、それぞれの出力電圧を加算する。これにより、加算処理部６０からの出力として、Ｘ軸周りの回転に対しては−（ＶＡ＋ＶＣ）と−（ＶＢ＋ＶＤ）が得られ、Ｙ軸周りの回転に対しては、−（ＶＡ＋ＶＢ）と−（ＶＣ＋ＶＤ）が得られる。そして、減算処理部６１により、Ｘ軸方向の出力のベクトルとしてＶＸ＝（ＶＡ＋ＶＣ）−（ＶＢ＋ＶＤ）、Ｙ軸方向の出力のベクトルとしてＶＹ＝（ＶＡ＋ＶＢ）−（ＶＣ＋ＶＤ）がそれぞれ得られる。
【００３１】
このとき、Ｘ軸周りの回転角度とＶＸとの関係は、リニアな出力変化を有するＳ字カーブとなる。同様に、Ｙ軸周りの回転角度とＶＹとの関係は、リニアな出力変化を有するＳ字カーブとなる。したがって、ＶＸのリニア出力範囲では、Ｘ軸回転角度に対してＶＸが一義的に決定され、ＶＹのリニア出力範囲では、Ｙ軸回転角度に対してＶＹが一義的に決定される。なお、ＶＸとＶＹの算出時に、Ｘ軸周りの回転ではＡとＣ、ＢとＤの各フォトダイオード、Ｙ軸周りの回転ではＡとＢ、ＣとＤの各フォトダイオードの出力電流をそれぞれ加算したのは、光の像の移動方向に対して有効に使用できる受光面積を大きくするためであり、実使用上のアセンブリばらつきによる光軸のばらつきを吸収するためにも上記の加算処理は有効となる。
【００３２】
そして、アナログ信号処理回路５４によってＶＸとＶＹの出力が得られたら、デジタル信号処理回路５６によって２方向のベクトルの合成により可動体２３に加えられた操作に対する操作方向とその大きさが求められる。すなわち、方向をθ、大きさをＶとすると、
以上のように、ＶＸ，ＶＹが求まれば、（１）、（２）式より方向θおよび大きさＶが決定する。そして、決定されたθおよびＶに基づいて、カーソル５１の移動方向と移動速度を求める。したがって、可動体２３を操作することにより、その操作方向および操作量に対応して出力が得られ、これによって表示装置５０においてカーソル５１は画面上を所望の方向に所望の距離だけ移動する。
【００３３】
そして、第一制御部５２のＡ／Ｄ変換回路５５によってＶＸおよびＶＹをＡ／Ｄ変換した信号は、第二制御部５３のデジタル信号処理回路６５にも出力される。ここで、ＶＸとＶＹをそれぞれ６ビットに分割し、その組合わせによりＬＥＤ３６を点灯させている。すなわち、ＶＸおよびＶＹは、図７の如く、それぞれＡ〜Ｆ、ａ〜ｆの６個のスレッシュレベルにて６ビットのデジタル信号に変換される。図８に示すＶＸとＶＹの組み合わせに基づいて図９に示すように配置されたＬＥＤ３６に対応させ、該当するＬＥＤ３６を点灯させる。また、図８に示した組み合わせによるＬＥＤ３６の選定を行うための各Ａ〜Ｆ、ａ〜ｆの状態とＬＥＤ３６のＮＯ．の対応表を図１０に示す。例えば、ＶＸがＡのレベルより小かつＶＹがａのレベルより小であればＮｏ．２３のＬＥＤ３６を点灯する。また、ＶＸがＡのレベルより小かつＶＹがａより大きくｂのレベルより小であればＮｏ．１５のＬＥＤ３６を点灯する。したがって、操作方向に対応した方向に並んだＬＥＤ３６のうち、操作量が大きければ中心から離れたＬＥＤ３６が点灯し、操作量が小さければ中心に近いＬＥＤ３６が点灯する。
【００３４】
なお、本処理方法は一実施例であり、ＶＸとＶＹの分割数や図８，１０に対応する組み合わせについては、Ａ／Ｄ変換の分解能の変更や論理回路にて種々設定可能である。また、本実施例では、Ｘ軸，Ｙ軸のベクトルの方向、大きさを１個のＬＥＤを点灯させることで表示したが、図８，１０の組み合わせを変更することで、Ｎｏ．１のＬＥＤ３６を基点として、棒状（放射状）にＬＥＤ３６を複数個点灯させるエリア表示とすることも可能である。さらに、各ＬＥＤ３６の発光色を単色光として表示してもよいが、視覚的なアピール度または表示の識別しやすさを考慮して、複数の色を用いてもよい。例えば、Ｎｏ．１のＬＥＤ３６を緑色を発光するものとし、他を赤色を発光するものとする。また、多色発光ＬＥＤを用いて実施することも可能である。
【００３５】
上記実施例では、２次元的（平面的）な操作に対する表示を行ったが、入力部２０が３次元方向（Ｚ軸方向）に操作可能とすると、Ｚ軸方向への変位に対しても表示することができる。例えば、図２に示したマウス状入力部２０において、チルトセンサ２５に可動体２３が近接可能となるようにＺ軸方向へのストロークを大きくすることによって、３次元的な操作を行うことができる。この場合、可動体２３のＺ軸方向への変位をＺ軸のベクトル情報としてＶＺの出力信号を得るための信号処理として、制御手段を図１１，１２に示すような構成とする。２次元の表示の場合と異なる点は、図１２のアナログ信号処理回路５４において減算処理部６１にオペアンプ６４が１つ追加され、Ｚ軸方向のアナログ信号ＶＺが各４分割フォトダイオードＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの加算出力としてＶＺ＝ＶＡ＋ＶＢ＋ＶＣ＋ＶＤで得られること、およびアナログ信号処理回路５４からの出力ＶＺがＡ／Ｄ変換回路５５へ入力され、第一制御部５２によってＺ軸方向の出力として信号処理が行われることである。その他の構成および処理は２次元の場合と同等である。これによって、表示装置５０においてカーソル５１は画面上の３次元座標内を移動する。
【００３６】
また、表示については、第二制御部５３において３次元方向の操作に対してＬＥＤ３６の光の輝度の強弱を変化させるか、または色を変化させるような駆動制御を行うことにより表示し、２次元的な変化に加えて表示を行う。
【００３７】
次に、表示部２１の他の実施例を以下に示す。まず、マウス状入力部２０を用いた場合、図１３の如く、可動体２３の上面の操作の妨げにならず目に見える位置に、複数個のＬＥＤ３６を放射状に配列したもの（同図ａ）、ＬＥＤアレイ７０を用いたもの（同図ｂ）、液晶表示装置７１を用いたもの（同図ｃ）とする。
【００３８】
また、操作箱２７あるいはコンピュータのキーボード等に搭載されたトラックボール４４の場合、図１４（ａ）（ｂ）の如く、透明なトラックボール４４を用い、トラックボール４４の下方に複数個のＬＥＤ３６を放射状に配列することによって、トラックボール４４を通してＬＥＤ３６の光が見える。図１４（ｃ）の如く、トラックボール４４を中心にしてその周囲に複数個のＬＥＤ３６を放射状に配列する。図１４（ｄ）の如く、トラックボール４４の周囲のある１カ所にＬＥＤアレイ７０あるいは液晶表示装置を配置する。
【００３９】
さらに、操作箱２７あるいはコンピュータのキーボード等に搭載された小型スティック４２の場合、図１５（ａ）（ｂ）の如く、小型スティック４２の三方に張り出した脚７２の上に複数個のＬＥＤ３６を放射状に配列した円板７３を被せる。図１５（ｃ）の如く、小型スティック４２の周囲のある１カ所にＬＥＤアレイ７０あるいは液晶表示装置を配置する。
【００４０】
さらにまた、操作箱２７あるいはコンピュータのキーボード等に搭載されたジョイスティック４３の場合、図１６（ａ）の如く、ジョイスティック４３を中心にして複数個のＬＥＤ３６を放射状に配列する。図１６（ｂ）の如く、ジョイスティック４３の周囲のある１カ所にＬＥＤアレイ７０あるいは液晶表示装置を配置する。
【００４１】
以上のように、表示部２１を入力部２０上に配置したり、入力部２０の周囲に配置することによって、省スペース化を図れる。なお、入力部２０に従来のマウス、トラックボール等を用いた場合、本実施例の光センサとは検出方式が異なって、例えば静電容量方式、抵抗変化方式、メカニカル方式＋光センサ方式、圧電方式、歪方式、超音波方式となり、それぞれの方式により前記制御部の構成や処理方法は多少変更となるが、基本的には同様の結果となる。また、ＬＥＤアレイ７０や液晶表示装置７１を用いると信号処理の方法は多少異なるが、複数個のＬＥＤ３６を配列した場合と同様の作用効果が得られる。
【００４２】
このように、操作される入力部２０に対して、その操作方向および操作量を表示する表示部２１を設けることにより、別機器の表示装置を用いなくても容易に入力部２０の動作確認を行うことができ、特にメンテナンス時に有効に活用できる。また、視覚的に訴えるといった機能が付加され、利用価値が高くなり、入力装置としての商品価値を高めることができる。
【００４３】
さらに、入力部２０と表示部２１との間で相互通信を行えるようにして、例えば複数個のＬＥＤ３６を用いた表示部２１においてそれぞれのＬＥＤ３６の位置に対応させたコマンドを決めておき、入力部２０で任意のＬＥＤ３６を選択することにより、そのＬＥＤ３６に対応するコマンドを実行するようにコンピュータに出力する。これによって、入力装置にパネル状のマルチ選択スイッチの機能を付加することができる。
【００４４】
なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修正および変更を加え得ることは勿論である。例えば、入力装置が装着された操作箱２７とコンピュータ等の機器２２あるいは入力部２０と表示部２１とはケーブルの代わりに光ファイバで接続してもよく、さらに入力部２０側に発光素子および発光素子ドライバ回路を設け、相手側に受光素子および受光素子信号処理回路を設けて光通信を行ったり、電波による信号伝送を行うといった空間を介した信号伝送を行ってもよい。
【００４５】
また、入力部２０と表示部２１とを一体化したものを機器２２から分離して設置するだけでなく、コンピュータ等のキーボードに設置するといったように機器２２に直接装着してもよい。さらに、入力部２０と表示部２１とを分離させる場合、両者を機器２２に装着してもよく、あるいはどちらか一方を機器２２に装着し、他方を機器２２から分離させてもよい。
【００４６】
また、複数個のＬＥＤ３６を放射状に配列した例を示したが、入力部２０の設置状況や入力部２０の形状との関係であらゆる形状の配列が可能である。
【００４７】
そして、入力装置はパーソナルコンピュータに使用するだけでなく、コンピュータゲーム機のジョイスティックやマウス、あるいはスイッチや方向指示を要するナビゲーションシステム用に使用することができる。
【００４８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り、本発明によると、入力部および入力部に与えられた操作方向および操作量を表示する表示部を設けることにより、入力部の操作方向および操作量を視覚的に認識できる。したがって、入力部の動作確認が容易となるので、メンテナンス時において別の表示装置を用いなくてもよくなり、作業効率の向上を図ることができる。また、装置全体が視覚的に華やかでかつ視覚に訴えるものがあり、入力部だけの入力装置に比べて利用価値の高い１つの商品として入力装置を提供することができる。
【００４９】
そして、表示部を入力部と一体化することにより、省スペース化になるとともに、操作する手元を見ながら動作確認を行うことができ、より一層便利となる。また、コンピュータ等の機器に固定または分離して設置できるようにしておくと、携帯性に優れたり、スペースを取らずに設置することも可能となり、目的に応じた使い方ができ、利用範囲が広まる。
【００５０】
また、表示部と入力部とを分離し、両者の間において空間あるいは有線を介して信号の伝送を行うことにより、入力部自体が大きくならず、設置スペースが従来の入力装置と変わらないので、操作性も変化せず、表示機能が付加された分だけ商品としての価値が高まる。
【００５１】
そして、表示部にＬＥＤまたは液晶表示装置が使用され、２次元方向の操作に対しては単色または複数色により表示を行い、３次元方向の操作に対しては色調または色の変化により表示を行うと、視認性がよくなり、さらに見た目にも華麗となり、視覚的な華やかさが要求される機器に適応できる。
【００５２】
さらに、入力部と表示部との間で相互通信を行い、表示部上の任意の位置を入力部で選択することにより、多用途な選択スイッチの機能が付加され、入力装置としての商品価値をさらに高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の入力部と表示部が一体となった入力装置の全体構成図
【図２】入力部を示し、（ａ）は操作状態を示す図、（ｂ）は断面図
【図３】入力部が表示部と分離された入力装置の全体構成図
【図４】入力部と表示部が一体となった入力装置の別の実施例を示し、（ａ）は小型スティックを用いた入力装置の斜視図、（ｂ）はジョイスティックを用いた入力装置の斜視図、（ｃ）はトラックボールを用いた入力装置の斜視図
【図５】２次元入力装置の制御ブロック図
【図６】アナログ信号処理回路の構成図
【図７】チルトセンサの出力と６分割用スレッシュレベルの関係を示す図
【図８】チルトセンサの出力とＬＥＤの組み合わせを示す図
【図９】ＬＥＤの配置図
【図１０】チルトセンサの出力と点灯するＬＥＤの対応関係を示す図
【図１１】３次元入力装置の制御ブロック図
【図１２】３次元入力装置におけるアナログ信号処理回路の構成図
【図１３】表示部が組み込まれたマウス状の入力装置の斜視図で、（ａ）は複数個のＬＥＤを用いた場合、（ｂ）はＬＥＤアレイを用いた場合、（ｃ）は液晶表示装置を用いた場合
【図１４】（ａ）はトラックボールと複数個のＬＥＤを組み合わせた入力装置の平面図、（ｂ）はその側面図、（ｃ）はトラックボールの周囲にＬＥＤを配置した入力装置の平面図、（ｄ）はトラックボールとＬＥＤアレイを組み合わせた入力装置の平面図
【図１５】（ａ）は小型スティックの周囲にＬＥＤを配置した入力装置の側面図、（ｂ）はその斜視図、（ｃ）は小型スティックとＬＥＤアレイを組み合わせた入力装置の斜視図
【図１６】（ａ）はジョイスティックの周囲にＬＥＤを配置した入力装置の斜視図、（ｂ）はジョイスティックとＬＥＤアレイを組み合わせた入力装置の斜視図
【図１７】従来のトラックボールが搭載されたパーソナルコンピュータの斜視図
【図１８】トラックボールにおける動作原理を説明する図
【図１９】マウスの斜視図
【図２０】マウスの断面図
【符号の説明】
２０ 入力部
２１ 表示部
２２ 機器
３６ ＬＥＤ
５０ 表示装置
５１ カーソル[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an input device for moving a cursor or the like on a screen in a personal computer, a computer game machine or the like.
[0002]
[Prior art]
As an input device (pointing device) for a display device such as a computer, there are a trackball and a mouse. As shown in FIGS. 17 and 18, the trackball 1 is mainly installed on a keyboard 3 such as a personal computer 2. The trackball 1 is displayed on the screen according to the direction and amount of rotation when the ball 4 is rotated with a finger. The position of the cursor is moved. The operation principle will be briefly described. As shown in FIG. 18, the rotary encoders 7 and 8 detect the rotational direction and the rotational speed of the ball 4 via the rollers 5 and 6 in the two directions of the X axis and the Y axis. , And the rotation direction and rotation amount signals of the rotary encoders 7 and 8 corresponding to the rotation direction of the ball 4 can be detected. This signal is converted into an electric signal separated in the X-axis direction and the Y-axis direction and transmitted to the personal computer main body, and the cursor position on the screen is moved according to the signal on the computer main body side.
[0003]
For example, when the ball 4 rotates in the X-axis direction, the shaft 9 in the X-axis direction rotates, and the rotating plate 11 formed with a plurality of slits 10 rotates. In the two sets of the LED 12 and the light receiving element 13 arranged with the rotating plate 11 interposed therebetween, the light of the LED 12 is converted into a pulse signal by the slit 10 and converted into an electric signal by the light receiving element 13. As a result, the rotation direction and the number of rotations of the rotating plate 11 are detected, and the amount of rotation of the ball 4 in the X-axis direction is known, so that the cursor position on the screen is moved in the direction corresponding to the X-axis direction according to the amount of rotation. . Further, if the rotation direction of the ball 4 is 45 ° with respect to the X axis and the Y axis, a rotation amount signal having the same amount as the rotation direction can be obtained simultaneously from the X axis and Y axis rotary encoders 7 and 8. The cursor position is moved obliquely according to the signals in the respective axial directions.
[0004]
Further, the mouse 15 has a shape as shown in FIGS. 19 and 20, and a ball 16 similar to the trackball 1 is installed on the lower surface. An input operation is performed by moving the cursor on the screen in accordance with the movement and pressing the click button 18. The internal structure is almost the same as that of the trackball 1.
[0005]
As an input device having a smaller operation space than a trackball or a mouse, there is a joystick or a pointing stick disposed between keys in a keyboard.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The above input device cannot function alone, is connected to a device such as a computer, for example, a personal computer or a computer game machine, and operates the input device to move a cursor or an object of the display device. it can. In this way, it is a product that has utility value only after being connected to a display device such as a computer.
[0007]
Therefore, since a separate device display device is required, when performing a simple operation check of the input device, particularly during maintenance, the operation is performed via the display device, and it is necessary to carry the display device. Is not suitable. Further, since the input device has only a function of performing input, the input device itself is treated as one accessory, and has a low value as a system product.
[0008]
In view of the above, an object of the present invention is to provide an input device that can easily perform an operation check and further enhances the utility value by adding an additional function.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
As shown in FIG. 1, the problem solving means according to the present invention includes an input unit 20 for inputting 2-dimensional or 3-dimensional position information obtained by an artificial operation to a computer or the like, and an operation direction and operation given to the input unit 20. The display part 21 which displays quantity is provided.
[0010]
The display unit 21 is configured by a single color display or a color display such as the LED 36 or the liquid crystal display device 71, and is provided integrally with or separated from the input unit 20. These are fixed or separated from a device 22 such as a computer, and when one of the three is separated, signals are transmitted via space or wire.
[0011]
Further, mutual communication is performed between the input unit 20 and the display unit 21, and an arbitrary position on the display unit 21 is selected by the input unit 20.
[0012]
[Action]
In the above problem solving means, by operating the input unit 20 in a two-dimensional direction or a three-dimensional direction, the cursor 51 of the display device 50 such as a computer moves, and the display unit 21 corresponds to this movement. The operation direction and the operation amount are displayed three-dimensionally, and the three-dimensional direction is displayed by the strength of the color tone or the color change, so that the operation state can be visually recognized instantly.
[0013]
Since the combination of installation of the input unit 20 and the display unit 21 can be arbitrarily selected, it may be installed according to the purpose of use, and there is no need to stick to the installation location, thereby improving usability.
[0014]
Further, when mutual communication is performed between the input unit 20 and the display unit 21, a function such as a panel-shaped multi-select switch can be obtained by selecting an arbitrary position of the display unit 21 with the input unit 20.
[0015]
【Example】
As shown in FIG. 1, the input device according to the present embodiment includes an input unit 20 that inputs position information obtained by an artificial operation to a computer or the like, and a display unit that displays an operation direction and an operation amount given to the input unit 20. 21, the display unit 21 is integrated with the input unit 20, and is installed separately from a device 22 such as a computer.
[0016]
As shown in FIG. 2, the input unit 20 detects a tilt of the movable body 23, a dome-shaped movable body 23, a fixed body 24 that elastically supports the movable body 23 so as to tilt by an artificial operation. The mouse-like input unit 20 includes a tilt sensor 25 and can be operated in a palm size, and is mounted on an operation box 27 connected to a device 22 such as a computer by a cable 26.
[0017]
The fixed body 24 is attached to the operation box 27 so as to be flush with the upper surface of the operation box 27, the tilt sensor 25 is attached to the center of the upper surface of the fixed body 24, and the movable body covers the upper side of the tilt sensor 25. 23 is arranged. The movable body 23 is formed in an inverted bowl shape, and the lower end thereof is inserted into a groove 28 formed on the peripheral edge of the upper surface of the fixed body 24, and is integrated with the fixed body 24 by an elastic member 29 such as a spring or rubber. It is attached so that it can tilt freely. In addition, the surface of the movable body 23 that faces the tilt sensor 25 is a flat surface, and a reflection plate 30 that has been subjected to a surface treatment for mirroring is formed. A click button 31 is disposed on the upper surface of the movable body 23.
[0018]
The tilt sensor 25 is a reflective optical sensor in which a light emitting element 32, a light receiving element 33, and an imaging lens 34 are integrated. Then, the LED (light emitting diode) as the light emitting element 32 and the multi-divided (four divided) photodiode as the light receiving element 33 are respectively primary molded with a translucent epoxy resin or the like, and further 2 with a light shielding epoxy resin or the like. The lens 34 is detachably fitted to the next molded body 35 so that the lens 34 is positioned above the light emitting element 32 and the light receiving element 33. The photodiodes of the four-division photodiodes that are the light receiving elements 33 are arranged in a square shape.
[0019]
With such a structure, when the operation box 27 is placed at an arbitrary position and is held so as to wrap the movable body 23 with the palm, and the palm is moved in the two-dimensional direction, back and forth, left and right, the movable body 23 is tilted, and accordingly Thus, the reflecting plate 30 is tilted, and the displacement of the movable body 23 can be detected by the tilt sensor 25. Therefore, it is not necessary to move the plane like a mouse while having the operability of a mouse to operate in the size of a human hand, and it becomes an operation in a state where it is fixed at an arbitrary position. You can pursue ease of use regardless of the state of the plane. Further, unlike a mouse, there is no mechanical working part, and it is superior to a conventional input device such as a mouse in terms of cost and reliability.
[0020]
The display unit 21 includes 25 LEDs 36 arranged radially at equal intervals in eight directions from one center, and is arranged on the upper surface of the operation box 27 along with the input unit 20.
[0021]
Here, as another embodiment of the input unit, as shown in FIG. 3, a conventional mouse 40 that is movable on a different plane from the mouse-like input unit 20 is used separately from the display unit 21. In this case, the mouse 40 and the operation box 27 on which the display unit 21 is mounted are connected via the cable 41. Further, as shown in FIG. 4 (a), a small stick 42 having a built-in tilt sensor (the detailed structure is described in paragraphs 0013 to 0028 of Japanese Patent Application No. 7-66071 filed by the present applicant), A joystick 43 as shown in FIG. 4B and a trackball 44 as shown in FIG.
[0022]
Then, as shown in FIG. 5, the position information from the input unit 20 is output to the input device as the position information of the cursor 51 or the icon in the display device 50 of the device 22 such as a computer. Control means for controlling the drive of 21 is provided. The control means detects the displacement of the operated movable body 23 from the output of the light receiving element 32 and outputs it as position information of the cursor 51 or the icon in the display device 50 of the device 22 such as a computer, A second control unit 53 that converts the output of the element 33 into a display signal and controls the drive of the display unit 21 is provided, each of which includes a microcomputer or a control IC.
[0023]
The input unit 20 is provided with an analog signal processing circuit 54 that performs signal processing of the output current from the light receiving element 33 and calculates output signals in the X-axis direction and the Y-axis direction. An A / D conversion circuit 55 that converts an analog value output from the analog signal processing circuit 54 into a digital value, and a digital that converts the A / D converted output signal into a signal of position information such as an operation direction and an operation amount A signal processing circuit 56, a serial interface 57 for enabling connection to a device 22 such as a computer, and an LED drive circuit 58 for driving the light emitting element 32 are provided.
[0024]
As shown in FIG. 6, the analog signal processing circuit 54 includes a voltage conversion unit 59 that converts the output current from the light receiving element 33 to a voltage, and two predetermined photodiodes among the four photodiodes A, B, C, and D. An addition processing unit 60 that adds the output voltages of A, B, C, and D, and a subtraction processing unit 61 that calculates outputs in the X-axis direction and the Y-axis direction from the added output voltages. The voltage conversion unit 59 includes operational amplifiers 62 and resistors R1 corresponding to the photodiodes A, B, C, and D, and the addition processing unit 60 includes four operational amplifiers 63 and resistors R2, and a subtraction processing unit 61. Has two operational amplifiers 64 and a resistor R2.
[0025]
Also, the digital signal processing circuit 56 calculates the direction and magnitude of the weight by combining the vectors of the outputs in the respective axis directions, and performs arithmetic processing for determining the moving direction and moving speed of the cursor 51 from these. Yes. Alternatively, instead of this arithmetic processing, after A / D conversion, software processing is performed on the device side such as a computer, for example, each vector of the output in each axial direction is decomposed with a necessary number of decompositions, A simple method may be implemented in which the combination is a matrix and the direction and size are two-dimensional.
[0026]
The second control unit 53 converts the output signal A / D converted by the A / D conversion circuit 55 of the first control unit 52 into a signal of position information such as an operation direction and an operation amount, A display unit driver 66 that drives the LED 36 based on the position information is provided, and is provided integrally with the display unit 21.
[0027]
In addition, the configuration of each control unit is a case where an optical sensor is used, and other detection methods such as a capacitance method, a resistance change method, a mechanical method + an optical sensor method, a piezoelectric method, etc. in a conventional mouse, trackball, etc. Even in the case of the method, the distortion method, and the ultrasonic method, the processing method of the control unit is slightly changed depending on each method, but basically the same result is obtained.
[0028]
Next, the principle of detecting the displacement of the mouse-like input unit 20 and the input process when operated will be described. When the movable body 23 is operated in a two-dimensional direction with the palm of the hand, the movable body 23 is displaced in a slightly tilted state, and the angle between the reflecting plate 30 and the optical axis of the tilt sensor 25 changes. Therefore, the light emitted from the light emitting element 32 passes through the lens 34 and is reflected by the reflecting plate 30 of the movable body 23, passes through the lens 34 again, and forms an image on the light receiving element 33. At this time, the image of the light received by the light receiving element 33 moves before and after the displacement of the movable body 23.
[0029]
Here, the displacement of the movable body 23 is a rotation about the axis where the light emitting element 32 and the light receiving element 33 are arranged, that is, the X axis and the Y axis orthogonal thereto. Thus, the input process can be performed by replacing the operation direction given by an artificial operation with two directions of rotation about the X axis and the Y axis. For example, the image of the light on the light receiving element 33 moves in the Y axis direction by rotation around the X axis. Moreover, the image of the light on the light receiving element 33 moves in the X-axis direction by the rotation around the Y-axis.
[0030]
The current values obtained by the four photodiodes A, B, C, and D of the light receiving element 33 are respectively expressed as I SCA , I SCB , I SCC , I SCD And When the output currents of the photodiodes A, B, C, and D are converted into voltages by the voltage conversion unit 59, V A = R1 × I SCA , V B = R1 × I SCB , V C = R1 × I SCC , V D = R1 × I SCD It becomes. Next, with respect to the rotation around the X axis, the image of light moves in the Y axis direction due to the change in the angle of the reflecting plate 30. Add each output voltage. Similarly, for rotation around the Y-axis, the output voltages are added to two sets of photodiodes A and B and photodiodes C and D, respectively. As a result, the output from the addition processing unit 60 is − (V A + V C ) And-(V B + V D ), And for rotation around the Y axis,-(V A + V B ) And-(V C + V D ) Is obtained. Then, the subtraction processing unit 61 outputs V as an output vector in the X-axis direction. X = (V A + V C )-(V B + V D ), V as the output vector in the Y-axis direction Y = (V A + V B )-(V C + V D ) Respectively.
[0031]
At this time, the rotation angle around the X axis and V X Is an S-shaped curve having a linear output change. Similarly, the rotation angle around the Y axis and V Y Is an S-shaped curve having a linear output change. Therefore, V X In the linear output range, V vs. X axis rotation angle. X Is uniquely determined and V Y In the linear output range, V vs. Y-axis rotation angle. Y Is uniquely determined. V X And V Y The output currents of the photodiodes A and C, B and D in the rotation around the X axis, and the output currents of the photodiodes A and B and C and D in the rotation around the Y axis, respectively, The above addition processing is also effective to absorb the variation in the optical axis due to the assembly variation in actual use.
[0032]
The analog signal processing circuit 54 X And V Y When the output is obtained, the digital signal processing circuit 56 obtains the operation direction and the magnitude of the operation applied to the movable body 23 by combining vectors in two directions. That is, if the direction is θ and the size is V,
As above, V X , V Y Is obtained, the direction θ and the magnitude V are determined from the equations (1) and (2). Then, based on the determined θ and V, the moving direction and moving speed of the cursor 51 are obtained. Therefore, by operating the movable body 23, an output is obtained corresponding to the operation direction and the operation amount thereof, whereby the cursor 51 moves on the display device 50 in a desired direction in a desired direction on the screen.
[0033]
Then, the A / D conversion circuit 55 of the first control unit 52 performs V X And V Y A / D converted signal is also output to the digital signal processing circuit 65 of the second control unit 53. Where V X And V Y Are divided into 6 bits, and the LED 36 is lit by the combination. That is, V X And V Y 7 is converted into a 6-bit digital signal at six threshold levels A to F and a to f, respectively, as shown in FIG. V shown in FIG. X And V Y Based on this combination, the corresponding LED 36 is turned on in correspondence with the LED 36 arranged as shown in FIG. Further, the states of A to F and a to f for selecting the LED 36 by the combination shown in FIG. The correspondence table is shown in FIG. For example, V X Is less than A level and V Y Is smaller than the level a, No. 23 LEDs 36 are turned on. Also, V X Is less than A level and V Y Is larger than a and smaller than the level of b. 15 LEDs 36 are turned on. Accordingly, among the LEDs 36 arranged in the direction corresponding to the operation direction, the LED 36 that is far from the center is lit when the operation amount is large, and the LED 36 that is near the center is lit when the operation amount is small.
[0034]
This processing method is an example, and V X And V Y The number of divisions and combinations corresponding to FIGS. 8 and 10 can be variously set by changing the resolution of A / D conversion or by a logic circuit. In this embodiment, the direction and size of the X-axis and Y-axis vectors are displayed by turning on one LED. However, by changing the combination of FIGS. It is also possible to use an area display in which a plurality of LEDs 36 are lit in a bar shape (radially) with one LED 36 as a base point. Furthermore, although the light emission color of each LED 36 may be displayed as monochromatic light, a plurality of colors may be used in consideration of the degree of visual appeal or ease of identification of the display. For example, no. One LED 36 emits green light and the other LED 36 emits red light. Moreover, it is also possible to implement using multicolor light emitting LED.
[0035]
In the above embodiment, display for a two-dimensional (planar) operation is performed. However, if the input unit 20 can be operated in a three-dimensional direction (Z-axis direction), display is also performed for displacement in the Z-axis direction. can do. For example, in the mouse-like input unit 20 shown in FIG. 2, a three-dimensional operation can be performed by increasing the stroke in the Z-axis direction so that the movable body 23 can approach the tilt sensor 25. . In this case, the displacement of the movable body 23 in the Z-axis direction is expressed as V-axis vector information V Z As the signal processing for obtaining the output signal, the control means is configured as shown in FIGS. The difference from the two-dimensional display is that one operational amplifier 64 is added to the subtraction processing unit 61 in the analog signal processing circuit 54 of FIG. Z Is the added output of each quadrant photodiode A, B, C, D Z = V A + V B + V C + V D And an output V from the analog signal processing circuit 54. Z Is input to the A / D conversion circuit 55, and signal processing is performed by the first control unit 52 as an output in the Z-axis direction. Other configurations and processes are the same as in the two-dimensional case. As a result, the cursor 51 moves in the three-dimensional coordinates on the screen in the display device 50.
[0036]
In addition, the display is performed by changing the intensity of the light intensity of the LED 36 in response to the operation in the three-dimensional direction in the second control unit 53 or by performing drive control so as to change the color. Display in addition to typical changes.
[0037]
Next, another embodiment of the display unit 21 is shown below. First, when the mouse-like input unit 20 is used, as shown in FIG. 13, a plurality of LEDs 36 are arranged radially at a visible position without hindering the operation of the upper surface of the movable body 23 (FIG. 13A). It is assumed that the LED array 70 is used (b in the figure) and the liquid crystal display device 71 is used (c in the figure).
[0038]
In the case of the trackball 44 mounted on the operation box 27 or the keyboard of the computer, a transparent trackball 44 is used as shown in FIGS. 14 (a) and 14 (b), and a plurality of LEDs 36 are provided below the trackball 44. By arranging them radially, the light of the LED 36 can be seen through the trackball 44. As shown in FIG. 14C, a plurality of LEDs 36 are radially arranged around the trackball 44 as a center. As shown in FIG. 14D, the LED array 70 or the liquid crystal display device is arranged at one place around the trackball 44.
[0039]
Further, in the case of the small stick 42 mounted on the operation box 27 or the keyboard of the computer, a plurality of LEDs 36 are arranged radially on the legs 72 projecting in three directions of the small stick 42 as shown in FIGS. The disc 73 arranged in the top is covered. As shown in FIG. 15C, the LED array 70 or the liquid crystal display device is arranged at one place around the small stick 42.
[0040]
Furthermore, in the case of the joystick 43 mounted on the operation box 27 or the keyboard of the computer, a plurality of LEDs 36 are arranged radially around the joystick 43 as shown in FIG. As shown in FIG. 16B, the LED array 70 or the liquid crystal display device is arranged at one place around the joystick 43.
[0041]
As described above, space can be saved by arranging the display unit 21 on the input unit 20 or around the input unit 20. When a conventional mouse, trackball, or the like is used for the input unit 20, the detection method is different from that of the optical sensor of the present embodiment. For example, a capacitance method, a resistance change method, a mechanical method + an optical sensor method, a piezoelectric method. There are a method, a distortion method, and an ultrasonic method, and the configuration and processing method of the control unit are slightly changed depending on each method, but basically the same result is obtained. Further, when the LED array 70 and the liquid crystal display device 71 are used, the signal processing method is slightly different, but the same operation and effect as when a plurality of LEDs 36 are arranged can be obtained.
[0042]
Thus, by providing the display unit 21 that displays the operation direction and the operation amount for the input unit 20 to be operated, the operation of the input unit 20 can be easily confirmed without using a display device of another device. Can be used, especially during maintenance. Further, a function of visually appealing is added, the utility value is increased, and the commercial value as an input device can be increased.
[0043]
Further, mutual communication between the input unit 20 and the display unit 21 can be performed, for example, in the display unit 21 using a plurality of LEDs 36, a command corresponding to the position of each LED 36 is determined, and the input unit By selecting an arbitrary LED 36 at 20, a command corresponding to the LED 36 is output to the computer to be executed. As a result, the function of a panel-shaped multi-select switch can be added to the input device.
[0044]
In addition, this invention is not limited to the said Example, Of course, many corrections and changes can be added to the said Example within the scope of the present invention. For example, the operation box 27 in which the input device is mounted and the device 22 such as a computer or the input unit 20 and the display unit 21 may be connected by an optical fiber instead of a cable. An element driver circuit may be provided, and a light receiving element and a light receiving element signal processing circuit may be provided on the other side for optical communication or signal transmission through a space such as signal transmission by radio waves.
[0045]
In addition, the input unit 20 and the display unit 21 integrated may be directly mounted on the device 22 such as being installed on a keyboard of a computer or the like instead of being installed separately from the device 22. Furthermore, when separating the input unit 20 and the display unit 21, both may be attached to the device 22, or one of them may be attached to the device 22 and the other may be separated from the device 22.
[0046]
Moreover, although the example which arranged several LED36 radially was shown, arrangement | positioning of all shapes is possible according to the installation condition of the input part 20, and the shape of the input part 20. FIG.
[0047]
The input device can be used not only for a personal computer but also for a navigation system that requires a joystick or mouse of a computer game machine or a switch or direction indication.
[0048]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, the operation direction and the operation amount of the input unit are visually recognized by providing the input unit and the display unit for displaying the operation direction and the operation amount given to the input unit. it can. Accordingly, it is easy to check the operation of the input unit, so that it is not necessary to use another display device during maintenance, and work efficiency can be improved. In addition, there are some devices that are visually gorgeous and appealing visually, and the input device can be provided as one product having higher utility value than an input device having only an input unit.
[0049]
By integrating the display unit with the input unit, the space can be saved and the operation can be checked while looking at the operating hand, which is more convenient. In addition, if it can be fixed or separated from a computer or other device, it can be easily installed without taking up space, and can be used according to its purpose, thus expanding the range of use. .
[0050]
In addition, by separating the display unit and the input unit and transmitting signals between them via space or wire, the input unit itself does not become large, and the installation space is not different from the conventional input device, The operability does not change, and the value of the product increases as much as the display function is added.
[0051]
An LED or a liquid crystal display device is used for the display unit, and display in a single color or a plurality of colors for a two-dimensional operation, and display by a color tone or a color change for a three-dimensional operation. This improves the visibility, and also makes it look brilliant, and can be applied to devices that require visual glare.
[0052]
Furthermore, mutual communication is performed between the input unit and the display unit, and by selecting an arbitrary position on the display unit with the input unit, a function of a versatile selection switch is added, and the commercial value as an input device is increased. It can be further increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an input device in which an input unit and a display unit are integrated according to an embodiment of the present invention;
FIGS. 2A and 2B show an input unit, FIG. 2A is a diagram showing an operation state, and FIG. 2B is a cross-sectional view;
FIG. 3 is an overall configuration diagram of an input device in which an input unit is separated from a display unit.
4A and 4B show another embodiment of an input device in which an input unit and a display unit are integrated. FIG. 4A is a perspective view of the input device using a small stick, and FIG. 4B is a diagram of the input device using a joystick. A perspective view, (c) is a perspective view of an input device using a trackball
FIG. 5 is a control block diagram of a two-dimensional input device.
FIG. 6 is a configuration diagram of an analog signal processing circuit.
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between an output of a tilt sensor and a 6-segment threshold level.
FIG. 8 is a diagram showing a combination of an output of a tilt sensor and an LED.
FIG. 9 LED layout diagram
FIG. 10 is a diagram showing the correspondence between the output of the tilt sensor and the LED to be lit.
FIG. 11 is a control block diagram of a three-dimensional input device.
FIG. 12 is a configuration diagram of an analog signal processing circuit in a three-dimensional input device.
FIGS. 13A and 13B are perspective views of a mouse-like input device incorporating a display unit, in which FIG. 13A shows a case where a plurality of LEDs are used, FIG. 13B shows a case where an LED array is used, and FIG. When using the device
14A is a plan view of an input device in which a trackball and a plurality of LEDs are combined, FIG. 14B is a side view thereof, and FIG. 14C is a plan view of the input device in which LEDs are arranged around the trackball. , (D) is a plan view of an input device combining a trackball and an LED array.
15A is a side view of an input device in which LEDs are arranged around a small stick, FIG. 15B is a perspective view thereof, and FIG. 15C is a perspective view of an input device in which a small stick and an LED array are combined.
16A is a perspective view of an input device in which LEDs are arranged around a joystick, and FIG. 16B is a perspective view of an input device in which a joystick and an LED array are combined.
FIG. 17 is a perspective view of a personal computer on which a conventional trackball is mounted.
FIG. 18 is a diagram for explaining the operating principle of a trackball
FIG. 19 is a perspective view of a mouse.
FIG. 20 is a sectional view of a mouse.
[Explanation of symbols]
20 Input section
21 Display section
22 Equipment
36 LED
50 Display device
51 cursor