JP3756663B2 - Data input device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータ上の画面で画像を移動させ、または回転させるため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6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。
【0003】
トラックボールと称される球状の操作体10は、三次元方向へ回転自在に支持され、この球状の操作体10によりXエンコーダ12とYエンコーダ13とが駆動される。
【0004】
Xエンコーダ12は、Y方向に延びる軸を中心として回転するローラ12aと、このローラ12aと一緒に回転する円板12bを有している。円板12b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12bの外周部にはホトカプラ12cが対向している。ホトカプラ12c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12bの外周部が介在している。ローラ12aおよび円板12bが回転すると、前記ホトカプラ12cから、円板12bの回転速度に応じた周波数のパルス出力が得られる。
【0005】
同様に、Yエンコーダ13は、X方向に延びる軸を中心として回転するローラ13aと、このローラ13aと共に回転する円板13bと、円板13bの外周部に対向するホトカプラ13cとから構成されている。前記円板13b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13cからは、ローラ13aおよび円板13bの回転速度に応じた周波数のパルス出力が得られる。
【0006】
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。
【0007】
球状の操作体10がX方向へ回転させられると、Xエンコーダ12のローラ12aおよび円板12bが回転し、ホトカプラ12c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10がY方向へ回転させられると、Yエンコーダ13のローラ13aおよび円板13bが回転し、ホトカプラ13c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。
【0008】
また、操作体10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12aとローラ13aの両方が回転させられ、ホトカプラ12cとホトカプラ13c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。
【0009】
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10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10をX方向へ回転させ、Xエンコーダ12のホトカプラ12c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10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。
【0010】
すなわち、画面上のキャラクタなどは球状の操作体10と同じ方向へ回転することになる。したがって、操作体10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。
【0011】
【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10と、Xエンコーダ12およびYエンコーダ13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。
(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10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、画面上のキャラクタなどを操作体10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10を図6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10がθz方向へ回転しても、この回転の際の操作体10のY軸回り成分とX軸回り成分とにより、Xエンコーダ12とYエンコーダ13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。
(2)また、図6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Z方向(画面の奥方向および手前方向)へ移動させるためのデータの入力は不可能である。
(3)Z軸回りの回転データ、またはZ軸方向へ移動データを入力させるためには、Z軸回りに回転するZエンコーダなるものを付加すればよい。しかし、Zエンコーダを操作体10で高精度に回転させることは難しい。すなわち、Xエンコーダ12のローラ12aとYエンコーダ13のローラ13aは、球状の操作体10の下側に位置しており、指で操作体10が回転させられるときにはこの操作体10がZ軸方向へ押されるため、操作体10によりローラ12aと13aを確実に回転させることが可能である。しかし、指で操作体10を回転させたときに、Z軸方向に軸方向を有するエンコーダを確実に回転させるのが困難である。
(4)また、所定のキーを押した回転モードで画面上の物体などを回転させる場合、図6に示す従来の入力装置では、回転を連続で行なうために操作体10を回転させ続けていなければならず操作性が煩雑であった。その対策として入力装置に連続的に動作させるためのスイッチを付加することができるが、それでは操作性がさらに複雑になるという問題が発生する。
(5)以上のように、従来のデータ入力装置では、例えばXエンコーダを用いてX軸を基準としたデータ以外の座標データを入力することができず、同様にYエンコーダを用いてY軸を基準としたデータ以外の座標データを入力することができないものとなっている。したがって、図6に示すように、Xエンコーダ12とYエンコーダ13のみを有しているものでは、X−Y座標を基準とした2次元的なデータの入力が可能であるが3次元的なデータを入力することができない。
【0012】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、複雑な構造および操作性を有する装置を用いずに、画面上のキャラクタなどの画像を画面に対して奥方向および手前方向に移動させ且つ前記方向を軸として回転させることができるデータ入力装置を提供することを目的としている。
【0013】
また、画像の回転速度および回転方向を容易にコントロールすることができるデータ入力装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明のデータ入力装置は、手で操作する操作体と、この操作体で操作される角度検出部と、前記角度検出部からの出力データを画面の表面上でのX−Y座標上の移動データまたは回転データに変換する制御部と、前記制御部において前記角度検出部からのデータを画面に垂直なZ軸データに変換させるための切替部とを有し、
前記操作体には、画像への出力を開始する開始手段と、画像の回転と移動とを切替える切替手段と、画像を連続して動作させる連続動作手段とが設けられていることを特徴とするものである。
【0015】
この場合操作体は手で保持して回転させることができ、前記角度検出部は操作体自体の傾きを検出するものであり、前記切替部は操作体が所定の方向へ所定の角度で傾けられたときに、制御部に対しZ軸データへの変換の切替を行なわせることができる。そして、上記のような3つのスイッチを設けることにより、例えば操作を開始する場合には前記開始スイッチを押し、この開始スイッチを押した状態で前記切替スイッチを押すことにより移動動作を行なうモードに変換される。
【0016】
上記手段において、操作体を所定量例えば90度回転させたときに前記回転によって検出された回転データが画像を移動させるデータに変換される。すなわち、画面上の画像が画面の奥方向から手前方向を軸として移動可能になる。それによって画像が奥側に移動した場合には初期状態よりも縮小されて表示され、画像が画面の手前側に移動した場合には初期状態よりも拡大されて表示される。
【0017】
また前記角度検出部が、操作体の回転を検知する角度センサーを操作体内のX,Y,Z軸上にそれぞれ配置してなり、前記切替部により切替えられたときには前記いずれかの角度センサーからのデータがZ軸データに変換されることが好ましい。
【0018】
上記のように操作体内においてX,Y,Z軸の3軸上にそれぞれ角度センサー具体的には振動型ジャイロなどを用いて形成することにより、装置自体の構造を簡単且つ安価に形成することができる。なお、この場合の角度センサーとしては、振動型ジャイロのように角速度を検出し、これを積分して角度データにするものに限らず光を利用したジャイロあるいはその他の角度(傾き)を検出できるものであってもよい。
【0019】
この場合、X軸上に形成された角度センサーでは操作体のX軸上の回転を検出することによって、Y軸上の移動またはX軸上の回転を制御できる。またY軸上に形成された角度センサーでは操作体のY軸上の回転を検出することによって、Y軸上の回転およびX軸上の移動を制御できる。またZ軸上に形成された角度センサーでは操作体のZ軸上の回転を制御することができる。
【0022】
この場合操作体をX軸上で回転させることにより回転させた方向と同様な方向すなわちY軸方向へ画面上の画像が移動し、また操作体をY軸上で回転させた場合にはその回転させた方向と同様な方向すなわちX軸方向へ画像が移動する。
【0023】
また開始スイッチを押した状態で切替スイッチを押さなかった場合には回転動作を行なうモードに変換される。
【0024】
この場合操作体をX軸上で回転させると画像をX軸回りに回転させることができ、また操作体をY軸上で回転させると画像をY軸回りに回転させることができる。
【0025】
また本発明では、前記連続動作手段による連続モードが動作している場合に、この動作状態が継続している間、操作体の回転角度に応じて画面上の画像を回転させる回転速度または移動させる移動速度を変化して出力させることができる。
【0026】
例えば前記開始スイッチおよび切替スイッチの両者を押した状態で連続動作スイッチを押して操作体をX軸上で回転させた場合には、画像はY軸上(画面縦方向)を連続して移動し、Y軸上で回転させた場合には、画像はX軸上(画面横方向)を連続して移動する。
【0027】
また前記開始スイッチを押した状態で連続動作スイッチを押して操作体をX軸上で回転させた場合には、画面上の画像はX軸回りに連続して回転する。また開始スイッチを押し且つ連続動作スイッチを押した状態で操作体をY軸上で回転させた場合には、画面上の画像はY軸回りに連続して回転するようになる。
【0028】
また本発明では、操作体を回転させてその回転角度に応じた回転速度で画像を回転または移動させているときに、さらに操作体を回転させることによりその回転角度に応じた回転速度または移動速度が累積されて画像を回転または移動させるようにして出力させることができる。
【0029】
例えば前記切替スイッチを押さずに回転モードで動作させ操作体を角度θ傾けた状態を保持した場合に画像が回転速度V1で回転していたとする。この状態からさらに角度を2倍の2θに傾けることにより回転速度が累積され画像が回転速度V1の2倍で回転するようになる。
【0030】
また前記切替スイッチを移動モードで動作させ操作体を角度θ傾けて画像の移動速度をV2で移動させたとする。この状態からさらに角度を2倍の2θに傾けることにより移動速度が累積されて画像が移動速度V2の2倍で移動するようになる。
【0031】
また、操作体の回転角度の量および方向により画像の速度を制御することができる。
【0032】
例えば画像を回転状態から停止させる場合には、そのときの回転方向とは反対方向に操作体を回転させて逆向きの回転速度を与えることにより操作体を停止させることができ、さらに操作体を回転させることにより前記とは逆向きに回転させることができる。また画像を移動させる場合にも、移動させている方向とは逆向きに操作体を回転させ逆向きの移動速度を与えることにより操作体を停止させることができ、さらには操作体を前記とは逆向きに移動させることができる。
【0033】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のデータ入力装置について図1ないし図5を参照して説明する。
【0034】
図1は、データ入力装置本体である操作体1を用いてコンピュータ側の画面2上での操作を行なう場合の配置関係を示す斜視図である。なお、この場合画面2の平面を横方向にX軸、縦方向にY軸、そして画面2に垂直な奥行き方向をZ軸とする。
【0035】
図1に示されるように、操作体1は球形または手で保持しやすい形状に形成され、操作体1の外部にスイッチA,B,Cが3個所突設されている。前記スイッチAは、画面2に表示される画像Mの動作を開始するための開始スイッチである。前記スイッチBは画像Mの回転と移動を切替えるための切替スイッチであり、オンのときは移動モード、オフのときは回転モードである。前記スイッチCは画像Mを連続的に動作させるための連続動作スイッチであり、これらスイッチA,B,Cは操作体1の前方に縦方向に並んで配置されている。
【0036】
さらに操作体1の内部にはスイッチDが形成されている。このスイッチDは傾き検出スイッチであり、操作体1が90度傾いたときに動作(スイッチON)し、画像MのZ軸方向への移動が可能になる座標軸変換機能を有している。
【0037】
なお、操作体1の形状および前記スイッチA,B,Cの配列は操作し易いように適宜変更することができる。
【0038】
また、操作体1の内部には、図3に示すように振動型のジャイロ4a,4b,4cによるセンサーが形成されている。前記ジャイロ4a,4b,4cはそれぞれX軸,Y軸,Z軸上に形成されている。
【0039】
前記ジャイロ4a,4b,4cは、各軸上の回転角速度を検出できるものであり、また角速度を積分することにより回転角度(傾き)を検出でき、前記回転角度に応じた速度で画像Mを回転または移動させることができる。すなわち、操作体1を回転させてジャイロ4aをX軸上で図3の矢印方向(+方向)へ回転させることによって画像Mを画面2上においてY軸方向下方(−方向であればY軸方向上方)へ移動させたり、あるいはX軸回りに回転させることができる。また、操作体1を回転させてジャイロ4bをY軸上で矢印方向(+方向)へ回転させることにより画像Mを画面上でX軸左方向へ移動させたり、Y軸回りに回転させることができる。また、操作体1を回転させてジャイロ4cをZ軸上で矢印方向(+方向)へ回転させることにより画像MをZ軸上で反時計回り(−方向の場合は時計回り)に回転させることができる。
図4は、操作体1の内部回路図を示している。
【0040】
図4に示すように、ジャイロ4a,4b,4cはそれぞれアナログスイッチ5に接続され、前記ジャイロ4a,4b,4cのセンサーから送られる角速度データを有するアナログデータがA/Dコンバータ6を介してデジタルデータに変換され、制御部3に送られて処理される。また前記スイッチDを動作させるために操作体1を傾けた場合に、制御部3側からアナログスイッチ5の切替を行って使用するジャイロの切替を制御することができる。
【0041】
また、操作体1に設けられたスイッチA、スイッチB、スイッチCそしてスイッチDは制御部3に接続され、各スイッチA,B,C,DのON/OFF動作による情報が制御部3に送られ所定の処理が行われる。
【0042】
上記のように形成された操作体1は、制御部3において前記角速度データが積分されて角度データが得られて、ホストコンピュータ側の画面2が制御される。
【0043】
また、操作体1に形成されたスイッチAを動作させることによりこれからデータを送り始める信号が制御部3に送信される。このときスイッチBをONにして操作体1を回転させて操作するが、この場合X軸上において回転させることにより画像をY軸方向に移動させることができ、またY軸上において回転させることにより画像をX軸方向に移動させることができる。
【0044】
前記スイッチAを押した状態でスイッチBをOFFすることにより、画像Mを移動動作から回転動作に変換することができる。この場合、操作体1をX軸上で回転させることにより画像MをX軸回りで回転させることができ、またY軸上で回転させることにより画像MをY軸回りで回転させることができ、またZ軸上で回転させることにより画像MをZ軸回りで回転させることができる。
【0045】
また、スイッチAを押した状態でスイッチCをONしてその状態を保持することにより連続回転モードになり、それによって画像Mを画面2上にて連続して回転させることができる。この場合、操作体1をX軸上で回転させることにより画像MをX軸回りに連続して回転させることができ、また操作体1をY軸上で回転させることにより画像MをY軸回りに連続して回転させることができ、さらに操作体1をZ軸上で回転させることにより画像MをZ軸回りに連続して回転させることができる。
【0046】
また、スイッチAおよびスイッチBを押した状態で連続動作スイッチCをONとしてその状態を保持することにより連続移動モードになり、それによって画像Mを画面2上にて連続して移動させることができる。この場合、操作体1をX軸上で回転させることにより画像MをY軸方向(画面縦方向)に連続して移動させることができ、また操作体1をY軸上で回転させることにより画像MをX軸方向(画面横方向)に連続して移動させることができる。
また、Z軸上で回転させると画像MをZ軸回りに回転させることができる。
【0047】
さらに、操作体1を90度傾けることにより(図1に示す操作体1を後方へ90度)スイッチDがONになり、画像MをZ軸方向に移動させる入力が可能になる。なおこのときの操作方法としては、図1に示す操作体1を手で握り肘を支点として腕を90度以上後方(手前側)へ回転させるように倒してその状態を保持しながら操作体1を回転させることにより行なうことができる。
【0048】
すなわち、スイッチDをONすることにより、スイッチDの状態を制御部3が検知し、そしてジャイロ4a,4b,4cのうちのジャイロ4aのみが機能するように制御部3から信号が送られる。
【0049】
この場合、操作体1を90度傾けた状態を保持し且つX軸上での回転動作を行なうことにより、画像Mは画面2に対して奥行き方向(前後方向)に移動するようになる。
【0050】
また、前記状態すなわち操作体1を傾けた状態を保持し且つスイッチCをONすることにより、画面2に対して奥行き方向(前後方向)に画像Mを連続して移動させることができる。
【0051】
また、本発明の装置では操作体1を回転させる(傾ける)角度の分量および向きによって、画像Mの移動速度および回転速度を制御することができる。
【0052】
すなわち、ジャイロ4a,4b,4cでは、実際には角速度が検出されるため、この角速度を制御部3において時間で積分することにより角度データが算出される。この角度データを用いて画像Mの移動速度および回転速度に対応させて出力させる。
【0053】
例えば、スイッチAおよびスイッチCが動作している状態で、操作体1をY軸上で回転角度θで回転させそのときの回転速度がV1で動作している場合、前記状態から操作体1を逆向きに角度θ回転させることにより、前記回転によって生じる回転速度(−V1)が加算されて速度はゼロとなり、画像Mは画面2上で停止する。また、上記した回転角度θの状態からさらに同方向へ角度θ回転させて回転角度2θで回転させることにより、画像MはV1の2倍の速度で動作する。
【0054】
上記のようにして、操作体1の回転角度の分量および回転角度の方向によって画面2上に表示された画像Mの回転速度および移動速度を制御することができるようになる。なお、ジャイロで得られる角速度データをそのまま画像Mの移動速度としてもよい。
【0055】
図5は、上記したデータ入力装置に使用される回路によるフローチャートを示す。
【0056】
操作体1を動作させる場合には、まずステップ1(ST1)において、操作の開始スイッチであるスイッチAが動作したか否かが制御部3において監視され、スイッチAの動作が検出されるまで待機している。スイッチAの動作(スイッチオンの状態)が確認された後操作体1を操作することによって、ジャイロ4a,4b,4cから読込まれたセンサ読込データ(角速度データ)GyroX,GyroY,GyroZがそれぞれX,Y,Z軸専用の演算用バッファDATAX,DATAY,DATAZに格納される(ST2〜ST4)。例えばこのときX軸とY軸で形成される別軸を中心に回転させた場合にはジャイロ4a,4bによるセンサー読込データGyroX,GyroYがそれぞれの演算用バッファに格納される。
【0057】
次に連続動作用のスイッチCが動作したか否かが監視され(ST5)、このときスイッチCがONの場合にはST6にて連続動作のための連続モード演算用バッファにゼロが格納される。すなわち、前記連続モード演算用バッファにゼロが格納されることにより、操作体1を操作してジャイロ4a,4b,4cから読取られたセンサ読込データのみを演算用バッファに格納し、前記読込データをもとに算出された速度で連続して移動させることができる。
【0058】
またST5においてスイッチCがOFFである場合には、移動と回転との切替用のスイッチBおよび傾き検出用のスイッチDの動作を監視し(ST7)、両スイッチB,DがONである場合には前記と同様にST6へと処理が進み、同様にして連続モード演算用バッファにゼロが格納される。
【0059】
またST7においてスイッチBおよびスイッチDがONであることが検出されなかった場合すなわちスイッチAのみがONである場合には、単なる移動モードになる。このとき操作体1を操作してジャイロ4a,4b,4cから送られるセンサ読込データが演算用バッファに格納されるが、さらに操作体1を操作してジャイロ4a,4b,4cを回転させることにより、その回転角度の分量および向きに応じた角度に関するセンサ読込データが前記演算用バッファに加算される(ST8,ST9)。
【0060】
さらにST10においてスイッチBの動作が確認される。前記スイッチBの動作がONであると検出された場合には、Y軸上に形成されたジャイロ4bによるセンサ読込データがX軸の移動出力用バッファ(DoutX)に格納される(ST11)。
【0061】
次いでスイッチDの動作状態を監視し、スイッチDがOFFである場合には、ジャイロ4aによるX軸回りのセンサ読込データを符号を逆にして(図3の回転符号参照)Y軸方向を制御する移動出力用バッファに格納し(ST13)、且つそのときのZ軸方向の移動出力用バッファにはゼロを格納する。それによって移動出力用バッファに格納されたデータが制御部3において処理され、画像MをY軸方向への移動として制御される。
【0062】
またST12においてスイッチDが動作している場合には、ジャイロ4aによるX軸回りのセンサ読込データをZ軸方向を制御する移動出力用バッファに格納し(ST18)、且つY軸方向を制御する移動出力用バッファにはゼロを格納する。このようにして移動出力用バッファに格納されたデータが制御部3において処理され、画像MをZ軸方向すなわち画面の奥行き方向に対して移動させることができるようになる。
【0063】
またST10において、スイッチBがOFFの場合には、ジャイロ4aによってX軸上のセンサ読込データが検出されると前記データが回転すなわちピッチ(PITCH)用の回転出力用バッファに格納される(ST15)。またジャイロ4bによってY軸上のセンサ読込データが検出されると前記データが回転すなわちヨー(YAW)用の回転出力用バッファに格納される(ST16)。またジャイロ4cによってZ軸上のセンサ読込データが検出されると前記データが回転すなわちロール(ROLL)用の回転出力用バッファに格納される(ST17)。
【0064】
上記のようにして回転出力用のバッファにデータが格納されることにより、画像Mが図2に示すような状態で回転する。すなわち、PITCHの場合にはY軸とZ軸とで形成される面上で回転運動が起こり、YAWの場合にはX軸とZ軸とで形成される面上で回転運動が起こり、ROLLの場合にはX軸とY軸とで形成される面上で回転運動が起こる。
【0065】
以上のようにして、画面2上の画像MをX軸方向およびY軸方向の移動、X軸上の回転、Y軸上の回転およびZ軸上の回転に、さらにZ軸方向の移動が制御可能になる。
【0066】
なお、画像Mを初期の状態例えば画面2の中央に戻したい場合には、ホストコンピュータに接続されたキーボードの任意に設定されたキーを押すことにより行なえるように設定が可能である。
【0067】
また、操作体1とホストコンピュータとのデータのやり取りは、ケーブルを使用した有線タイプのものでもよく、また操作体1とホストコンピュータ側とにそれぞれ送受信できる装置を形成したワイヤレスタイプのものでもよい。
【0068】
【発明の効果】
以上のように本発明のデータ入力装置は、簡単な装置および操作で画面上の画像を画面の奥行き方向に移動させることができ、且つ操作体を回転させる角度の量によって回転速度の大きさを制御することができ、さらには回転角度の向きによって回転させる速度を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】データ入力装置と画面との配置関係を示す斜視図、
【図2】傾き方の違いを説明するための説明図、
【図3】操作体に内蔵されるジャイロの配置を示す斜視図、
【図4】データ入力装置を示す機能ブロック図、
【図5】フローチャート、
【図6】従来のデータ入力装置の内部構造を示す平面図、
【符号の説明】
A 開始スイッチ
B 切替スイッチ
C 連続動作スイッチ
D 傾き検出スイッチ
M 画像
1 操作体
2 画面
3 制御部
4a,4b,4c 振動型ジャイロ
5 アナログスイッチ
6 A/Dコンバータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a data input device for inputting coordinate data for moving or rotating an image on a screen on a computer.
[0002]
[Prior art]
FIG. 6 is a plan view showing a conventional data input device using a so-called trackball.
[0003]
A
[0004]
The
[0005]
Similarly, the
[0006]
A general input operation when the data input device is connected to a computer will be described.
[0007]
When the
[0008]
Further, when the
[0009]
For example, rotation mode data can be input as coordinate data by rotating the
[0010]
That is, the character on the screen rotates in the same direction as the
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the data input device including the
(1) When inputting rotation data on coordinates, rotation data about the Z axis orthogonal to the X axis and the Y axis cannot be input. That is, as described above, when the
(2) In addition, the input device shown in FIG. 6 cannot input movement data in the Z-axis direction. Therefore, for example, it is impossible to input data for moving a character or object appearing on the screen in the Z direction (the back direction and the near side of the screen).
(3) In order to input rotation data around the Z axis or movement data in the Z axis direction, a Z encoder that rotates around the Z axis may be added. However, it is difficult to rotate the Z encoder with the
(4) Also, when rotating an object or the like on the screen in a rotation mode in which a predetermined key is pressed, in the conventional input device shown in FIG. 6, the
(5) As described above, in the conventional data input device, for example, coordinate data other than data based on the X axis cannot be input using the X encoder, and the Y axis is similarly used using the Y encoder. Coordinate data other than the reference data cannot be input. Therefore, as shown in FIG. 6, in the case of having only the
[0012]
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and without using a device having a complicated structure and operability, moves an image such as a character on the screen in the back direction and the near side with respect to the screen, and An object of the present invention is to provide a data input device that can be rotated around a direction.
[0013]
It is another object of the present invention to provide a data input device that can easily control the rotation speed and rotation direction of an image.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
A data input device according to the present invention includes an operating body operated by a hand, an angle detection unit operated by the operating body, and movement of output data from the angle detection unit on an XY coordinate on the surface of the screen. A control unit for converting data into rotation data, and a switching unit for converting data from the angle detection unit into Z-axis data perpendicular to the screen in the control unit;Have
The operating body includes start means for starting output to an image, switching means for switching between rotation and movement of the image, and continuous operation means for continuously operating the image.Is provided.
[0015]
In this case, the operating body can be held and rotated by the hand, the angle detection unit detects the inclination of the operating body itself, and the switching unit is tilted in a predetermined direction at a predetermined angle. In this case, the control unit can switch the conversion to Z-axis data.By providing the three switches as described above, for example, when the operation is started, the start switch is pressed, and the mode is changed to a mode in which the moving operation is performed by pressing the changeover switch while the start switch is pressed. Is done.
[0016]
In the above means, the rotation data detected by the rotation when the operating body is rotated by a predetermined amount, for example, 90 degrees, is converted into data for moving the image. That is, the image on the screen can move from the back direction of the screen with the near side as the axis. As a result, when the image moves to the back side, the image is reduced and displayed from the initial state, and when the image moves to the near side of the screen, the image is enlarged and displayed from the initial state.
[0017]
Further, the angle detection unit is arranged with an angle sensor for detecting rotation of the operating body on the X, Y, and Z axes in the operating body, respectively, and when switched by the switching unit, from any of the angle sensors. The data is preferably converted to Z-axis data.
[0018]
As described above, the structure of the device itself can be easily and inexpensively formed by using an angle sensor, specifically a vibrating gyroscope, on the X, Y, and Z axes in the operating body. it can. Note that the angle sensor in this case is not limited to detecting angular velocities and integrating them into angle data, such as a vibrating gyroscope, and can detect gyroscopes using light or other angles (tilts). It may be.
[0019]
In this case, the angle sensor formed on the X-axis can control the movement on the Y-axis or the rotation on the X-axis by detecting the rotation on the X-axis of the operating body. Further, the angle sensor formed on the Y axis can control the rotation on the Y axis and the movement on the X axis by detecting the rotation of the operating body on the Y axis. Further, the angle sensor formed on the Z axis can control the rotation of the operating body on the Z axis.
[0022]
In this case, the image on the screen moves in the same direction as the direction rotated by rotating the operating body on the X axis, that is, the Y-axis direction, and when the operating body is rotated on the Y axis, the rotation is performed. The image moves in the same direction as that of the direction, that is, the X-axis direction.
[0023]
Further, when the start switch is pressed and the changeover switch is not pressed, the mode is converted to a mode in which the rotation operation is performed.
[0024]
In this case, when the operating body is rotated on the X axis, the image can be rotated around the X axis, and when the operating body is rotated on the Y axis, the image can be rotated around the Y axis.
[0025]
In the present invention, the continuous operationmeansWhen the continuous mode is activated, the rotation speed of rotating the image on the screen or the moving speed of moving is changed and output according to the rotation angle of the operating body while this operation state continues. Can do.
[0026]
For example, when both the start switch and the changeover switch are pressed and the continuous operation switch is pressed and the operating body is rotated on the X axis, the image continuously moves on the Y axis (the vertical direction of the screen) When rotated on the Y axis, the image continuously moves on the X axis (horizontal direction of the screen).
[0027]
When the operation switch is rotated on the X axis by pressing the continuous operation switch while the start switch is pressed, the image on the screen is continuously rotated around the X axis. When the operating body is rotated on the Y axis while the start switch is pressed and the continuous operation switch is pressed, the image on the screen is continuously rotated around the Y axis.
[0028]
In the present invention, when the operation body is rotated and the image is rotated or moved at a rotation speed corresponding to the rotation angle, the operation body is further rotated to rotate the operation body according to the rotation angle or the movement speed. Can be output by rotating or moving the image.
[0029]
For example, it is assumed that the image is rotated at the rotation speed V1 when the operation body is operated in the rotation mode without pressing the changeover switch and the operation body is held at an angle θ. By further tilting the angle to 2θ from this state, the rotational speed is accumulated, and the image is rotated at twice the rotational speed V1.
[0030]
In addition, it is assumed that the changeover switch is operated in the movement mode and the operation body is tilted by an angle θ to move the moving speed of the image by V2. By further tilting the angle to 2θ from this state, the moving speed is accumulated, and the image moves at twice the moving speed V2.
[0031]
Further, the image speed can be controlled by the amount and direction of the rotation angle of the operating body.
[0032]
For example, when the image is stopped from the rotation state, the operation body can be stopped by rotating the operation body in the opposite direction to the rotation direction at that time to give a reverse rotation speed. By rotating it, it can be rotated in the opposite direction. Also, when moving an image, the operating body can be stopped by rotating the operating body in the opposite direction to the moving direction and giving a moving speed in the opposite direction. It can be moved in the reverse direction.
[0033]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The data input device of the present invention will be described below with reference to FIGS.
[0034]
FIG. 1 is a perspective view showing an arrangement relationship when an operation on a
[0035]
As shown in FIG. 1, the
[0036]
Further, a switch D is formed inside the
[0037]
In addition, the shape of the operating
[0038]
Further, as shown in FIG. 3, sensors using vibration-
[0039]
The
FIG. 4 shows an internal circuit diagram of the
[0040]
As shown in FIG. 4, the
[0041]
The switches A, B, C, and D provided on the
[0042]
In the
[0043]
In addition, by operating the switch A formed on the
[0044]
By turning off the switch B while the switch A is pressed, the image M can be converted from a moving operation to a rotating operation. In this case, the image M can be rotated about the X axis by rotating the operating
[0045]
In addition, when the switch A is pressed and the switch C is turned ON and this state is maintained, the continuous rotation mode is entered, whereby the image M can be continuously rotated on the
[0046]
In addition, when the switch A and the switch B are pressed and the continuous operation switch C is turned on and the state is maintained, the continuous movement mode is set, and the image M can be continuously moved on the
Further, if the image M is rotated on the Z axis, the image M can be rotated around the Z axis.
[0047]
Further, by tilting the
[0048]
That is, when the switch D is turned on, the control unit 3 detects the state of the switch D, and a signal is sent from the control unit 3 so that only the
[0049]
In this case, the image M moves in the depth direction (front-rear direction) with respect to the
[0050]
Further, the image M can be continuously moved in the depth direction (front-rear direction) with respect to the
[0051]
In the apparatus of the present invention, the moving speed and rotating speed of the image M can be controlled by the amount and the direction of the angle at which the
[0052]
That is, since the angular velocities are actually detected in the
[0053]
For example, in the state where the switch A and the switch C are operating, when the operating
[0054]
As described above, the rotation speed and the movement speed of the image M displayed on the
[0055]
FIG. 5 shows a flowchart of a circuit used in the data input device described above.
[0056]
When operating the operating
[0057]
Next, it is monitored whether or not the switch C for continuous operation is operated (ST5). If the switch C is ON at this time, zero is stored in the continuous mode calculation buffer for continuous operation in ST6. . That is, when zero is stored in the continuous mode calculation buffer, only the sensor read data read from the
[0058]
When the switch C is OFF in ST5, the operation of the switch B for switching between movement and rotation and the operation of the switch D for tilt detection are monitored (ST7), and when both switches B and D are ON. In the same manner as described above, the process proceeds to ST6, and similarly, zero is stored in the continuous mode calculation buffer.
[0059]
Further, when it is not detected in ST7 that the switch B and the switch D are ON, that is, when only the switch A is ON, the mode is a simple movement mode. At this time, the sensor reading data sent from the
[0060]
In ST10, the operation of the switch B is confirmed. When it is detected that the operation of the switch B is ON, the sensor read data by the
[0061]
Next, the operating state of the switch D is monitored. If the switch D is OFF, the sensor read data around the X axis by the
[0062]
When the switch D is operating in ST12, the sensor reading data around the X axis by the
[0063]
In ST10, when the switch B is OFF, when the sensor read data on the X axis is detected by the
[0064]
By storing the data in the rotation output buffer as described above, the image M rotates in a state as shown in FIG. That is, in the case of PITCH, rotational movement occurs on the surface formed by the Y axis and the Z axis, and in the case of YAW, rotational movement occurs on the surface formed by the X axis and the Z axis. In some cases, rotational movement occurs on the surface formed by the X and Y axes.
[0065]
As described above, the movement of the image M on the
[0066]
When the image M is desired to be returned to the initial state, for example, the center of the
[0067]
Further, the data exchange between the operating
[0068]
【The invention's effect】
As described above, the data input device of the present invention can move the image on the screen in the depth direction of the screen with a simple device and operation, and the magnitude of the rotation speed can be determined by the amount of the angle by which the operation tool is rotated. Further, the rotation speed can be controlled by the direction of the rotation angle.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an arrangement relationship between a data input device and a screen;
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining a difference in inclination;
FIG. 3 is a perspective view showing the arrangement of a gyro built in an operating body.
FIG. 4 is a functional block diagram showing a data input device;
FIG. 5 is a flowchart;
FIG. 6 is a plan view showing the internal structure of a conventional data input device;
[Explanation of symbols]
A Start switch
B changeover switch
C Continuous operation switch
D Tilt detection switch
M image
1 Operation body
2 screens
3 Control unit
4a, 4b, 4c Vibration type gyro
5 Analog switch
6 A / D converter
Claims (6)
前記操作体には、画像への出力を開始する開始手段と、画像の回転と移動とを切替える切替手段と、画像を連続して動作させる連続動作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。An operation body operated by a hand, an angle detection unit operated by the operation body, and a control for converting output data from the angle detection unit into movement data or rotation data on XY coordinates on the surface of the screen And a switching unit for converting data from the angle detection unit into Z-axis data perpendicular to the screen in the control unit ,
The operation body is provided with start means for starting output to an image, switching means for switching between rotation and movement of the image, and continuous operation means for continuously operating the image. Data input device.
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