JPH031690B2 - - Google Patents
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- JPH031690B2 JPH031690B2 JP18172282A JP18172282A JPH031690B2 JP H031690 B2 JPH031690 B2 JP H031690B2 JP 18172282 A JP18172282 A JP 18172282A JP 18172282 A JP18172282 A JP 18172282A JP H031690 B2 JPH031690 B2 JP H031690B2
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- sphere
- position information
- input device
- information input
- housing
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
- G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of two-dimensional [2D] relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
- G06F3/03543—Mice or pucks
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Position Input By Displaying (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、操作板上において2次元的に描く手
書き図形などをコンピユータにオンラインで入力
する場合などに使用して有効な位置情報入力装置
に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a positional information input device that is effective for inputting handwritten figures drawn two-dimensionally on an operation panel into a computer online. be.
従来例の構成とその問題点
従来、手動操作にともなつて平面上を移動する
物体に付属された球体の動きを信号に変換して、
その物体の位置情報を得、その位置情報をコード
などを通してコンピユータなどに入力する装置と
して第1図および第2図に例示するものが考えら
れている。これを説明すると、第1図は従来の位
置情報入力装置の一部切断縦断面図、第2図はそ
の一部切断平面図である。それらの図面におい
て、1は把持可能なハウジングであり、その内部
には鉄製の球体2が転動可能に納められており、
かつ、その球体2の下部は、ハウジング1の底部
に設けられた開口3より下方へ突出して、載置平
面4と接するようになつている。Conventional configuration and its problems Conventionally, the movement of a sphere attached to an object moving on a plane due to manual operation is converted into a signal.
The devices illustrated in FIGS. 1 and 2 are considered as devices for obtaining position information of the object and inputting the position information into a computer or the like through a code or the like. To explain this, FIG. 1 is a partially cutaway vertical sectional view of a conventional position information input device, and FIG. 2 is a partially cutaway plan view thereof. In those drawings, 1 is a grippable housing, and an iron sphere 2 is rotatably housed inside the housing.
Moreover, the lower part of the sphere 2 protrudes downward from an opening 3 provided at the bottom of the housing 1 and comes into contact with the mounting plane 4.
また、上記ハウジング1は、上記球体2と、ハ
ウジング1の底面部に転動自在に設けられた複数
個のボール5によつて、載置平面4上で移動自在
に支承される。 Further, the housing 1 is movably supported on the mounting plane 4 by the spherical body 2 and a plurality of balls 5 which are rotatably provided on the bottom surface of the housing 1.
上記球体2は、その周囲の近傍に配設された4
つのアングル6a,6b,6c,6dにそれぞれ
回転自在に設けられたローラ7a,7b,7c,
7dに接することで水平方向の位置が規制され、
また、ハウジング1の内部中央上面部に転動自在
に配されたボール8に上面中央部が接することで
上方向の位置が規制されている。9aおよび9b
はローラ7a〜7dのうち、回転軸の延長線が直
交する一対のローラ7bと7cの回転軸10aと
10bにそれぞれ連結されたポテンシヨメータで
あり、それらは、ローラ7b,7cの回転量に応
じて抵抗値が変化するように構成され、かつ、図
示していないがコードを通してコンピユータの入
力部に接続されている。 The above-mentioned sphere 2 has 4
Rollers 7a, 7b, 7c rotatably provided at the four angles 6a, 6b, 6c, 6d, respectively,
The horizontal position is regulated by touching 7d,
Further, the upward position is regulated by the center portion of the top surface coming into contact with a ball 8 that is rotatably disposed on the top center portion of the interior of the housing 1 . 9a and 9b
are potentiometers respectively connected to the rotating shafts 10a and 10b of a pair of rollers 7b and 7c whose extension lines are perpendicular to each other among the rollers 7a to 7d, and these potentiometers are connected to the rotational amounts of the rollers 7b and 7c. It is configured so that the resistance value changes accordingly, and is connected to the input section of the computer through a cord (not shown).
次に、この従来例の動作について説明する。 Next, the operation of this conventional example will be explained.
まず、入力操作者が手でハウジング1を把持し
て、載置平面4上で動かすと、そのハウジング1
の移動にともなつて球体2も載置平面4上を転動
する。すると、その球体2の外周に四方から接触
しているローラ7a〜7bも回転するとともに、
回転軸10a,10bも回転する。この場合、球
体2は、ハウジング1の移動方向と同方向へ向か
つて転動するとともに、ハウジング1の移動量に
応じた量だけ回転する。従つて、ポテンシヨメー
タ9a,9bによつて、ローラ7b,7cの回転
角を検出することにより、ハウジング1の移動方
向ならびに移動量に応じた位置情報を検出するこ
とができる。 First, when the input operator grasps the housing 1 with his hand and moves it on the mounting plane 4, the housing 1
As the sphere 2 moves, the sphere 2 also rolls on the mounting plane 4. Then, the rollers 7a to 7b that are in contact with the outer periphery of the sphere 2 from all sides also rotate, and
The rotating shafts 10a and 10b also rotate. In this case, the sphere 2 rolls in the same direction as the moving direction of the housing 1, and rotates by an amount corresponding to the moving amount of the housing 1. Therefore, by detecting the rotation angles of the rollers 7b, 7c using the potentiometers 9a, 9b, positional information corresponding to the moving direction and amount of movement of the housing 1 can be detected.
しかしながら、上記従来の位置情報入力装置に
おいては次のような問題があつた。すなわち、位
置情報入力装置の操作中において、球体2の載置
平面4上での移動は、球体2がハウジング1内で
ローラ7a〜7dに押されることによつてなさ
れ、かつ、その球体2の回転運動は、その球体2
と載置平面4の間の摩擦力が球体2の接線方向に
働いて回転力となることによつてなされる。ここ
で、位置情報入力装置の操作速度を上げて、その
移動の加速度を大にすると、球体2の載置平面4
上での移動に関しては、球体2がハウジング1内
で支持されているため、位置状報入力装置と同じ
加速度でもつて移動するが、球体2の回転に関し
ては、球体2と載置平面4との間の摩擦力はほと
んど変らないため、球体2の回転角加速度はある
限界値以上に上げることはできない。このため、
位置情報入力装置の移動加速度がある一定値を超
えると、球体2の回転が追従しなくなり、球体2
と載置平面4との間にすべりが生じて、位置情報
入力装置が載置平面4上で実際に移動した距離
と、位置情報入力装置が球体2の回転から読み取
つた値とが異なるものとなる。したがつて、この
従来の位置情報入力装置においては、移動加速度
があまり大にならないように、ゆつくり操作しな
ければならないという問題があつた。 However, the conventional position information input device described above has the following problems. That is, during operation of the position information input device, the movement of the sphere 2 on the mounting plane 4 is achieved by the sphere 2 being pushed by the rollers 7a to 7d within the housing 1, and Rotational motion is the sphere 2
This is achieved by the frictional force between the spherical body 2 and the mounting plane 4 acting in the tangential direction of the sphere 2, resulting in a rotational force. Here, if the operation speed of the position information input device is increased and the acceleration of its movement is increased, the placement plane 4 of the sphere 2
Regarding the upward movement, since the sphere 2 is supported within the housing 1, it moves with the same acceleration as the position information input device, but regarding the rotation of the sphere 2, the rotation of the sphere 2 is due to the difference between the sphere 2 and the mounting plane 4. Since the frictional force between them hardly changes, the rotational angular acceleration of the sphere 2 cannot be increased above a certain limit value. For this reason,
When the movement acceleration of the position information input device exceeds a certain value, the rotation of the sphere 2 will no longer follow the rotation of the sphere 2.
Slippage may occur between the position information input device and the mounting plane 4, and the distance that the position information input device actually moves on the mounting surface 4 differs from the value read by the position information input device from the rotation of the sphere 2. Become. Therefore, this conventional position information input device has a problem in that it must be operated slowly so that the movement acceleration does not become too large.
なお、上記従来の位置情報入力装置において、
移動加速度の上限値を大きくするためには、球体
2を上から押しつける力Fを大にして、球体2と
載置平面4との間の摩擦力を大にすれば良いが、
しかし、このようにすると、球体1の回転を妨げ
る方向に働く摩擦力も大となるため、あまり効果
は期待できない。 In addition, in the above-mentioned conventional location information input device,
In order to increase the upper limit of the movement acceleration, the force F that presses the sphere 2 from above can be increased to increase the frictional force between the sphere 2 and the mounting plane 4.
However, if this is done, the frictional force that acts in a direction that prevents the rotation of the sphere 1 will also increase, so that little effect can be expected.
以上のように、従来の位置情報入力装置におい
ては、載置平面上で移動した距離と測定値が等し
くなるためには球体を、すべりを生じさせること
なく転動させる必要があり、このために位置情報
入力装置をゆつくり操作するか、または位置情報
入力装置の上方から力を入れて操作しなければな
らず、操作感の悪いものとなつていた。 As described above, in conventional position information input devices, in order for the distance traveled on the mounting plane to be equal to the measured value, it is necessary to roll the sphere without causing any slippage. It is necessary to operate the position information input device slowly or with force from above the position information input device, resulting in a poor operational feeling.
発明の目的
本発明は、上述のような従来例の問題を解決す
るものであり、球体を極力すべらせずに転動させ
て、実際の位置情報入力装置の移動量と位置情報
入力装置が読み取つた値を等しくさせるときの位
置情報入力装置の操作加速度の上限値を大にし、
かつ操作感を向上させた位置情報入力装置を提供
するものである。Purpose of the Invention The present invention solves the problems of the conventional example as described above, and the present invention is to roll the sphere without slipping as much as possible so that the actual movement amount of the position information input device can be read by the position information input device. Increase the upper limit of the operating acceleration of the position information input device when making the values equal,
In addition, the present invention provides a position information input device with improved operability.
発明の構成
本発明の位置情報入力装置は、平面上で転動し
て位置情報入力装置の移動を読み取るための球体
の中心部の密度を球体外殻部の密度より大にし
て、球体の中心部に質量を集中させたものであ
り、同一質量,同一半径で球体全体が均一な密度
で構成される球体と比べると、球体と、それが接
して転動する平面の間の摩擦力は同じとなり、球
体に与えられる回転力も同じとなるが、球体の中
心部の密度を大にしたものの方が、回転軸回りの
慣性モーメントが小となるために、同じ回転力を
与えられたときに回転しやすくなるようにしたも
のである。これにより、球体の回転が追従し得る
球体の移動加速度の範囲を大にさせ、操作感を向
上させ得るものである。Composition of the Invention The position information input device of the present invention rolls on a flat surface to read the movement of the position information input device, and the density at the center of the sphere is greater than the density at the outer shell of the sphere. Compared to a sphere with the same mass, radius, and uniform density, the frictional force between the sphere and the plane on which it rolls is the same. Therefore, the rotational force applied to the sphere is the same, but the sphere with higher density at the center has a smaller moment of inertia around the axis of rotation, so it rotates when the same rotational force is applied. This is to make it easier. Thereby, the range of movement acceleration of the sphere that can be followed by the rotation of the sphere can be increased, and the operational feeling can be improved.
実施例の説明
以下、本発明の実施例について図面を参照して
説明する。第3図は本発明の一実施例の斜視図、
第4図は同実施例の一部切断側面図、第5図はそ
の一部切断平面図である。それらの図面におい
て、11は位置情報入力装置、12は位置情報入
力装置11を移動自在に載置可能にした平板状の
操作板である。なお、これは必ずしも板状である
必要はない。ここで、上記位置情報入力装置11
は、把持可能なハウジング13と、そのハウジン
グ13の一構成要素ともなる底板13aと、前記
底板13aを含むハウジング13を前記操作板1
2上で所定間隙あけて移動可能に支承するために
前記底板13aの下面部に転動自在に配設された
スチールボールなどのボール14a,14b,1
4c,14dと、下部が前記底板13aに穿設さ
れた円穴15から下方へ突出して前記操作板12
の面上に接するように、前記ハウジング13内に
転動可能に配設された球体16と、その球体16
の水平方向の移動を規制するように、その外周の
4点において、すなわち上方から見て90度の離間
間隔をあけて四方から接するように回転自在に配
されたゴムローラなどのローラ17a,17b,
17c,17dと、それらのローラ17a〜17
dを底板13a上で回転自在に支持するように、
それらの軸18a,18b,18c,18dを支
承する支持部材19a,19b,19c,19d
と、前記ローラ17a〜17dのうち、回転軸の
延長線が直交するローラ、例えば17bと17c
の軸18bと18cに連結されて、それぞれのロ
ーラ17b,17cの回転角を検出し、電気信号
として得る位置情報検出手段であるところのエン
コーダ20a,20bを含めて構成されている。
なお、21は前記エンコーダ20a,20bによ
つて得られた位置情報をコンピユータ等の機器に
伝送するためのコードである。なお、このコード
21に代えて、赤外線等を利用したワイヤレス方
式の情報伝送手段を採用しても良い。DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a perspective view of an embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a partially cutaway side view of the same embodiment, and FIG. 5 is a partially cutaway plan view thereof. In those drawings, 11 is a position information input device, and 12 is a flat operation plate on which the position information input device 11 can be placed movably. Note that this does not necessarily have to be plate-shaped. Here, the position information input device 11
The housing 13 includes a grippable housing 13, a bottom plate 13a serving as a component of the housing 13, and a housing 13 including the bottom plate 13a on the operation plate 1.
Balls 14a, 14b, 1, such as steel balls, are rotatably disposed on the lower surface of the bottom plate 13a to be movably supported at a predetermined gap on the base plate 13a.
4c, 14d, and the lower part thereof protrudes downward from a circular hole 15 bored in the bottom plate 13a, and the operating plate 12
a sphere 16 rollably disposed within the housing 13 so as to be in contact with a surface of the sphere 16;
Rollers 17a, 17b, such as rubber rollers, are rotatably arranged so as to touch each other from all sides at four points on the outer periphery, that is, at 90 degree intervals when viewed from above, so as to restrict horizontal movement of the rollers.
17c, 17d and their rollers 17a to 17
d is rotatably supported on the bottom plate 13a,
Support members 19a, 19b, 19c, 19d that support those shafts 18a, 18b, 18c, 18d
Among the rollers 17a to 17d, the extension lines of the rotating shafts are perpendicular to each other, for example, 17b and 17c.
The encoders 20a and 20b are connected to the shafts 18b and 18c of the rollers 17b and 18c to detect the rotation angles of the rollers 17b and 17c, respectively, and provide positional information as an electrical signal.
Note that 21 is a code for transmitting the position information obtained by the encoders 20a and 20b to a device such as a computer. Note that instead of the cord 21, a wireless information transmission means using infrared rays or the like may be used.
ここで、前記球体16は第6図に明示するよう
に、中心部16aが鉄等の密度の大きい物質で構
成され、かつ、それをとりまく外殻部16bはゴ
ム等のように、前記中心部16aに比べて密度の
小さい物質で構成されている。 As clearly shown in FIG. 6, the sphere 16 has a center portion 16a made of a material with a high density such as iron, and an outer shell portion 16b surrounding it made of a material such as rubber. It is made of a material with a lower density than that of 16a.
また、前記底板13aに穿設した円穴15の内
径は、球体16の外径よりも小さくして、位置情
報入力器11を持ち上げた時に球体16が不要に
脱落しないようにしてある。さらに、前記ローラ
17a〜17dは、位置情報入力器11を操作板
12上に載置した場合に、それらのローラ17a
〜17dの中心と球体16の中心を結ぶ直線が操
作板12の上面と平行になるように設けられてい
る。 Further, the inner diameter of the circular hole 15 bored in the bottom plate 13a is made smaller than the outer diameter of the sphere 16 to prevent the sphere 16 from falling off unnecessarily when the position information input device 11 is lifted. Further, when the position information input device 11 is placed on the operation panel 12, the rollers 17a to 17d are
-17d and the center of the sphere 16 are provided so that a straight line is parallel to the upper surface of the operation plate 12.
第7図は前記エンコーダ20a,20bの溝成
例を示した図である。同図において、前記ローラ
17b,17cの軸18b,18cに取付けられ
て、ローラ17b,17cと一体的に回転する遮
光板22は光を透過させない材質で形成されてお
り、その遮光板22には円周上に等間隔に多数の
スリツト23が設けられている。一方、前記遮光
板22のスリツト位置に対応して、遮光板22を
はさむようにして、発光ダイオード24とフオト
トランジスタ25が設けられている。発光ダイオ
ード24には、第8図の回路図に示すように、常
時一定の光量で発光するように電源26から一定
の電圧が加えられている。また、フオトトランジ
スタ25は、受ける光量によつて端子27に得ら
れる出力電圧が変化するようになつている。した
がつて、フオトトランジスタ25と発光ダイオー
ド24の間の遮光板22のスリツト位置が変化す
ると、それを透過する光量が変化するため、フオ
トトランジスタ25の出力電圧も、それに従つて
変化する。 FIG. 7 is a diagram showing an example of the groove formation of the encoders 20a and 20b. In the figure, a light shielding plate 22 attached to the shafts 18b, 18c of the rollers 17b, 17c and rotating integrally with the rollers 17b, 17c is made of a material that does not transmit light. A large number of slits 23 are provided at equal intervals on the circumference. On the other hand, a light emitting diode 24 and a phototransistor 25 are provided corresponding to the slit positions of the light shielding plate 22 and sandwiching the light shielding plate 22 therebetween. As shown in the circuit diagram of FIG. 8, a constant voltage is applied to the light emitting diode 24 from a power source 26 so that it always emits light with a constant amount of light. Further, the phototransistor 25 is configured such that the output voltage obtained at the terminal 27 changes depending on the amount of light it receives. Therefore, when the position of the slit in the light-shielding plate 22 between the phototransistor 25 and the light-emitting diode 24 changes, the amount of light passing through it changes, and the output voltage of the phototransistor 25 also changes accordingly.
以上のことより、遮光板22が軸18b,18
cとともに回転すると、端子27に現われる出力
電圧は第9図aに示すように変化する。 From the above, the light shielding plate 22 is
When rotating with c, the output voltage appearing at terminal 27 changes as shown in FIG. 9a.
また、このエンコーダ20a,20bには、遮
光板22をはさんで、もう一組の発光ダイオード
28とフオトトランジスタ29が第7図に示すよ
うに設けられている。この発光ダイオード28と
フオトトランジスタ29の配設位置は、フオトト
ランジスタ25の出力電圧と位相が概ね90゜異な
る位置に設けられている。したがつて、例えば、
遮光板22が第7図に示す矢印A方向に回転した
場合、フオトトランジスタ25の出力電圧が第9
図aのようになるのに対して、フオトトランジス
タ29の出力電圧は、第9図bのようにフオトト
ランジスタ25の出力電圧に対して位相が90゜遅
れた形で変化する。逆に、遮光板22が第7図に
示す矢印B方向に回転すると、フオトトランジス
タ29の出力電圧は、フオトトランジスタ25の
出力電圧に対して位相が90゜進んだ形で変化する。 Furthermore, another set of light emitting diodes 28 and phototransistors 29 are provided in the encoders 20a and 20b with a light shielding plate 22 in between, as shown in FIG. The light emitting diode 28 and the phototransistor 29 are arranged so that the output voltage of the phototransistor 25 and the phase thereof differ by approximately 90 degrees. Therefore, for example,
When the light shielding plate 22 rotates in the direction of arrow A shown in FIG.
In contrast, the output voltage of the phototransistor 29 changes with a phase delay of 90° relative to the output voltage of the phototransistor 25, as shown in FIG. 9b. Conversely, when the light shielding plate 22 rotates in the direction of arrow B shown in FIG. 7, the output voltage of the phototransistor 29 changes in phase with the output voltage of the phototransistor 25 by 90 degrees.
フオトトランジスタ25,29の出力電圧はコ
ード21によつて、それぞれ第10図に示すよう
に増幅器30,31によつて増幅された後、波形
整形器32,33を通して矩形波に波形整形され
る。その後、位相比較器34によつて、2つの信
号の位相を比較することにより、遮光板22の回
転方向を検出するとともに、どちらか一方の信号
の波の数を演算器35によつて加算することによ
り、遮光板22の回転角を検出することができ
る。なお、演算器35によつて検出された信号は
コンピユータ本体に供給されて処理される。 The output voltages of phototransistors 25 and 29 are amplified by amplifiers 30 and 31, respectively, as shown in FIG. Thereafter, the phase comparator 34 compares the phases of the two signals to detect the rotation direction of the light shielding plate 22, and the arithmetic unit 35 adds the number of waves of either signal. Thereby, the rotation angle of the light shielding plate 22 can be detected. Note that the signal detected by the arithmetic unit 35 is supplied to the computer main body and processed.
以上の構成により、ローラ17b,17cの回
転方向および回転角を検出することができる。 With the above configuration, the rotation direction and rotation angle of the rollers 17b and 17c can be detected.
次に、本実施例の操作ならびに動作について詳
しく説明する。まず、位置情報入力器11を操作
板12上に載置して操作移動すると、球体16も
その移動方向に応じて転動する。このとき、球体
16は、ローラ17a〜17dによつて水平方向
から押されることによつて移動するものである
が、球体16と操作板12の上面の間の摩擦力に
よつて回転力を与えられて転がりながら移動す
る。この場合、位置情報入力装置11の操作され
る加速度が大になると、前記の従来例では球体の
回転が追従し切れなくなり、球体と操作板の上面
との間にすべりが生じ始めるが、本発明において
は、前述のように球体16の中心部16aの密度
を外殻部16bの密度より大にして、球体16の
中心部16aに質量を集中させているため、同一
質量,同一半径で球体全体が均一な密度で構成さ
れている球体を使用した場合と比べると、球体と
操作板の上面との間の摩擦力は同じとなるため、
球体に与えられる回転力も同じとなるが、球体の
中心部の密度を大にしたものの方が回転軸回りの
慣性モーメントが小となるために回転しやすくな
る。つまり、球体に与えられる回転トルクをTと
し、球体の回転軸回りの慣性モーメントをI、球
体の回転角加速度をθ¨としたときに、
T=Iθ¨
の式が成り立つのであるが、同一質量,同一半径
で球体全体が均一な密度で構成されている球体と
比べると、本発明の場合、回転トルクTは等しい
が、球体の中心部の密度を大にしていることによ
つて、回転軸回りの慣性モーメントが小になり、
その結果、球体が追従しうる回転角加速度が大と
なる。 Next, the operation and operation of this embodiment will be explained in detail. First, when the position information input device 11 is placed on the operation panel 12 and operated and moved, the sphere 16 also rolls in accordance with the direction of movement. At this time, the sphere 16 is moved by being pushed from the horizontal direction by the rollers 17a to 17d, and a rotational force is applied by the frictional force between the sphere 16 and the upper surface of the operation plate 12. It moves while being hit and rolling. In this case, when the acceleration at which the position information input device 11 is operated becomes large, the rotation of the sphere cannot be followed in the conventional example, and slippage begins to occur between the sphere and the upper surface of the operation plate, but the present invention As mentioned above, the density of the center part 16a of the sphere 16 is made higher than the density of the outer shell part 16b, and the mass is concentrated in the center part 16a of the sphere 16, so that the entire sphere has the same mass and the same radius. Compared to the case where a sphere composed of uniform density is used, the frictional force between the sphere and the top surface of the operation plate is the same, so
The rotational force applied to the sphere is the same, but the sphere with a higher density at the center has a smaller moment of inertia around the axis of rotation, making it easier to rotate. In other words, when the rotational torque applied to the sphere is T, the moment of inertia of the sphere around the axis of rotation is I, and the rotational angular acceleration of the sphere is θ¨, the formula T=Iθ¨ holds true, but the equation T=Iθ¨ holds true for the same mass. , compared to a sphere with the same radius and a uniform density, in the case of the present invention, the rotational torque T is the same, but by increasing the density at the center of the sphere, the rotation axis The moment of inertia around the
As a result, the rotational angular acceleration that the sphere can follow becomes large.
なお、球体16が転動するときの球体16の回
転方向は、位置情報入力装置11の移動方向と一
致している。また、球体16が回転することによ
つて、その球体16と接しているローラ17a〜
17bも回転するが、それぞれのローラ17a〜
17bは球体16の進行方向と、それぞれのロー
ラのなす角度に応じた回転量で回転する。すなわ
ち、球体16が操作板12上で移動した距離をL
とし、球体16の進行方向とローラ17cとのな
す角をθとすると、ローラ17cが周上で移動し
た転がり距離は、Lcpsθとなり、また、ローラ1
7bが周上で移動した転がり距離はLsioθとな
る。このとき、ローラ17b,17cの回転角
は、それらのローラが周上で移動した転がり距離
に応じた値となる。ここで、球体16の中心とロ
ーラ17cの中心を結ぶ直線をx軸とし、球体1
6の中心とローラ17bの中心を結ぶ直線をy軸
とすると、前述のローラの周上での移動距離の値
は、ちようど、球体16がx軸方向,y軸方向に
移動した距離とそれぞれ等しくなる。したがつ
て、ローラ17b,17cの回転角をエンコーダ
20a,20bにより検出することにより、球体
16の移動方向と移動量をx軸方向とy軸方向に
分けて測定することができる。 Note that the direction of rotation of the sphere 16 when it rolls coincides with the direction of movement of the position information input device 11. Further, as the sphere 16 rotates, the rollers 17a to 17a in contact with the sphere 16 are rotated.
17b also rotates, but each roller 17a~
17b rotates by an amount of rotation corresponding to the traveling direction of the sphere 16 and the angle formed by each roller. In other words, the distance that the sphere 16 has moved on the operation panel 12 is L.
If the angle between the traveling direction of the sphere 16 and the roller 17c is θ, then the rolling distance traveled by the roller 17c on the circumference is L cps θ, and the roller 1
The rolling distance that 7b moves on the circumference is L sio θ. At this time, the rotation angles of the rollers 17b and 17c have values that correspond to the rolling distances that these rollers have moved on their circumferences. Here, the straight line connecting the center of the sphere 16 and the center of the roller 17c is defined as the x-axis, and the sphere 1
If the straight line connecting the center of the ball 16 and the center of the roller 17b is the y-axis, then the value of the movement distance on the circumference of the roller described above is just the distance that the sphere 16 has moved in the x-axis direction and the y-axis direction. Each becomes equal. Therefore, by detecting the rotation angles of the rollers 17b and 17c using the encoders 20a and 20b, the direction and amount of movement of the sphere 16 can be measured separately in the x-axis direction and the y-axis direction.
従つて、エンコーダ20a,20bによつて検
出された信号を前述の第10図の回路を通して処
理することにより、それぞれの回軸角に応じた信
号が発生され、更にこの信号をコンピユータ本体
に入力することによつて、位置情報入力装置11
の移動軌跡の位置情報を与えることができる。 Therefore, by processing the signals detected by the encoders 20a and 20b through the circuit shown in FIG. 10, signals corresponding to the respective rotational axis angles are generated, and these signals are further input into the computer main body. Possibly, the location information input device 11
It is possible to provide positional information on the movement trajectory of.
発明の効果
以上の説明から明らかなように本発明は、位置
情報入力装置の移動量を検出するための球体の中
心部の密度を外殻部の密度よりも大にして、球体
の中心部に質量を集中させるようにしたため、回
転軸回りの慣性モーメントが小となつて回転しや
すくなり、このため、位置情報入力装置の操作加
速度が増加しても球体の回転が追従しやすくな
り、球体と、それが接して転動する平面との間の
すべりが起こりにくくなる。その結果、位置情報
入力装置が実際に移動した距離と、その位置情報
入力装置の移動量の検出値を等しくできる。な
お、球体の外殻部の材質をゴム系の材質にした場
合には、球体と平面との間の摩擦係数が大きくな
るため、回転力が大きくとれて、一層すべりにく
くすることができる。Effects of the Invention As is clear from the above description, the present invention provides a method in which the density of the center of the sphere for detecting the amount of movement of the position information input device is made higher than the density of the outer shell. By concentrating the mass, the moment of inertia around the axis of rotation is reduced, making it easier to rotate. Therefore, even if the operating acceleration of the position information input device increases, the rotation of the sphere can be easily followed, and the rotation of the sphere is easier to follow. , it becomes difficult for slippage to occur between it and the plane on which it rolls in contact. As a result, the distance actually moved by the position information input device can be made equal to the detected value of the amount of movement of the position information input device. Note that when the outer shell of the sphere is made of a rubber-based material, the coefficient of friction between the sphere and the plane increases, so a large rotational force can be obtained, making it even more difficult to slip.
以上のことから、前述の従来例のように、ゆつ
くり操作する必要がないし、位置情報入力装置の
上から相当な力で加圧して操作する必要もないの
で、操作性の優れた位置情報入力装置を提供する
ことができるものである。 From the above, unlike the conventional example mentioned above, there is no need to operate slowly, and there is no need to apply considerable force from above the position information input device, so it is possible to input position information with excellent operability. The device can be provided.
第1図は従来の位置情報入力装置の一部切断側
面図、第2図はその一部切断平面図、第3図は本
発明の一実施例の斜視図、第4図は同本発明の実
施例の一部切断側面図、第5図は同本発明の実施
例の一部切断平面図、第6図は本発明で使用する
球体の一例の一部切欠斜視図、第7図は本発明の
実施例におけるエンコーダの構成例を示す要部斜
視図、第8図はその回路構成図、第9図はそのエ
ンコーダの出力波形図、第10図は本発明に使用
し得る信号処理回路の一例のブロツク図である。
11……位置情報入力装置、12……操作板、
13……ハウジング、13a……底板、14a〜
14d……ボール、15……円穴、16……球
体、16a……中心部、16b……外殻部、17
a〜17d……ローラ、18a〜18d……軸、
19a〜19d……支持部材、20a,20b…
…エンコーダ。
FIG. 1 is a partially cutaway side view of a conventional position information input device, FIG. 2 is a partially cutaway plan view thereof, FIG. 3 is a perspective view of an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a partially cutaway side view of a conventional position information input device. 5 is a partially cutaway plan view of the embodiment of the present invention, FIG. 6 is a partially cutaway perspective view of an example of a sphere used in the present invention, and FIG. 7 is a partially cutaway side view of the embodiment of the present invention. FIG. 8 is a diagram of the circuit configuration thereof, FIG. 9 is an output waveform diagram of the encoder, and FIG. 10 is a diagram of the signal processing circuit that can be used in the present invention. FIG. 2 is a block diagram of an example. 11...Position information input device, 12...Operation board,
13...Housing, 13a...Bottom plate, 14a~
14d...ball, 15...circular hole, 16...sphere, 16a...center, 16b...outer shell, 17
a to 17d... rollers, 18a to 18d... shafts,
19a-19d...Supporting member, 20a, 20b...
...Encoder.
Claims (1)
ジングの前記平面上での移動にともなつて回転す
るように前記ハウジングに転動可能に設けられた
球体と、前記球体の回転によつて前記ハウジング
の移動方向や移動量を示す位置情報を検出し、そ
の検出値に応じた信号を発生する位置情報検出手
段を具備し、かつ、前記球体を、内心部と、その
内心部の外周をとりまく外殻部とで構成するとと
もに、前記内心部を前記外殻部よりも密度の大な
る物質で構成したことを特徴とする位置情報入力
装置。1. A housing movable on a plane, a sphere rotatably provided on the housing so as to rotate as the housing moves on the plane, and rotation of the sphere causes rotation of the housing. The sphere is equipped with a position information detection means for detecting position information indicating the direction of movement and amount of movement and generating a signal according to the detected value, and the sphere has an inner core and an outer shell surrounding the outer periphery of the inner core. What is claimed is: 1. A position information input device characterized in that the inner core portion is made of a material having a higher density than the outer shell portion.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57181722A JPS5969879A (en) | 1982-10-15 | 1982-10-15 | Location information input device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57181722A JPS5969879A (en) | 1982-10-15 | 1982-10-15 | Location information input device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5969879A JPS5969879A (en) | 1984-04-20 |
| JPH031690B2 true JPH031690B2 (en) | 1991-01-11 |
Family
ID=16105726
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57181722A Granted JPS5969879A (en) | 1982-10-15 | 1982-10-15 | Location information input device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5969879A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62108329A (en) * | 1985-11-07 | 1987-05-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Position information input device |
| JPH0750425B2 (en) * | 1986-07-17 | 1995-05-31 | 松下電器産業株式会社 | Position information input device |
-
1982
- 1982-10-15 JP JP57181722A patent/JPS5969879A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5969879A (en) | 1984-04-20 |
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