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JPH0748174B2 - ペン型のコンピュータ入力装置 - Google Patents

ペン型のコンピュータ入力装置

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Publication number
JPH0748174B2
JPH0748174B2 JP1228512A JP22851289A JPH0748174B2 JP H0748174 B2 JPH0748174 B2 JP H0748174B2 JP 1228512 A JP1228512 A JP 1228512A JP 22851289 A JP22851289 A JP 22851289A JP H0748174 B2 JPH0748174 B2 JP H0748174B2
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JP
Japan
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ball
movement amount
input device
rotation direction
pen
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JP1228512A
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公一 佐藤
隆一 豊田
健 正木
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR 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 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
    • G06F3/03545—Pens or stylus
    • G06F3/03546—Pens or stylus using a rotatable ball at the tip as position detecting member

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、コンピュータシステムにおけるカーソルの移
動や図形の入力をするペン型のコンピュータ入力装置に
関するものである。
従来の技術 従来より、コンピュータ等への入力装置としては、キー
ボード、マウス、デジタイザ、ライトペン、タブレット
端末等がある。そのなかで、マウスはCRT上に表示され
るカーソルを相対的に移動させる装置で、高速に移動が
できることや自由に図形を描画することが比較的簡単に
操作できる。このマウスには、移動量の検出方法によっ
て、大きく２つの種類がある。その１つはマウスの中に
ボールを抱えこませ、動かしたときのボールの回転で移
動量を検出するものと、もう１つは縦横に格子状に線が
描かれたボード上で動かし、光センサによって移動量を
検出するものとがある。
コンピュータシステムのソウトウエアによってその使い
方はさまざまであるがマウスを用いて図形を入力する
時、描きたい方向に画面上のカーソルを移動させるよう
にマウスを移動させる。しかしながらここで次のような
課題がある。マウスという装置を用いてカーソルを移動
させるために、描きたい細かな表現を正確にできないと
いう点である。それはマウスそのものを微小に動かすこ
とが、その大きさや動かし方の構造上から困難であり、
またその動きを直接モニターできないことなどが理由で
ある。したがって文字などを入力することは非常に困難
である。
発明が解決しようとする課題 しかし、従来のコンピュータへの入力装置において、自
由曲線などの図形を入力するような場合に、思い通りに
描画することが非常に困難であるという課題があった。
本発明は、以上のような従来技術の課題を解決するもの
であり、描いた通りに正確に図形をコンピュータに入力
する装置を提供することを目的とするものである。
課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、ペン型のコンピュータ入力
装置の先端部のボールの表面に無数の凹凸部、もしくは
一部埋め込み部を形成し、ボールを接触させ任意の方向
に自在に回転できるように保持する保持機構と、ボール
の回転方向と移動量を検出するセンサーとを設け、ボー
ルの回転の方向と移動量をＸ、Ｙ方向に解析し出力する
手段とから構成し、ボールの回転方向と移動量の検出に
次の３種の手段を用いるものである。第１の手段は、ボ
ールの材料を磁性体とし、センサーは磁気抵抗素子から
なる磁気センサーとして、ボールの表面の凹凸部間の磁
気抵抗素子の磁気抵抗値の変化により検出するものであ
る。第二の手段は、センサーとして電極を用い、この電
極とボールで数MHzの帰還型高周波発振回路を構成し、
この電極とボールの表面の凹、凸部間の静電容量の変化
により検出するものである。第三の手段は、ボールの表
面に複数の凹凸部およびその凹部に埋め込み部を設け、
その凸部と埋め込み部の一方が導電部、他方が絶縁材部
を構成し、ボールの表面に接触するブラシを用い、ボー
ルの回転にともなってこのボールの表面とブラシの導通
の有無を検出するものである。
作 用 本発明は上記構成によりボールの回転の方向と移動量
を、ボールの表面に設けた凹凸部、もしくは一部埋め込
み部とセンサーにより検出することによって、極めて全
体を小さくすることができ、さらに微小な移動量を検出
することができる。また、ペン型と小型化することによ
り、実際のペンで書くように図形等をコンピュータへ入
力することが可能となる。
実施例 以下、第１図から第４図を参照して本発明の第１実施例
について説明する。
第１図は本発明の第１実施例におけるペン型のコンピュ
ータ入力装置の使用方法を示した全体構成図である。第
１図において、ペン型のコンピュータ入力装置１と接続
しているコンピュータ２、そして自由曲線３が画面４上
に表示されている様子を示している。
次に、第２図はペン型のコンピュータ入力装置１の外観
を示している。第２図において、ペン軸10上の先端にボ
ール11が組み込まれ、ボール11を押し当てながら移動さ
せることでボール11が回転し、その移動方向と距離を出
力するものである。ペン軸10には入力制御用の２つのス
イッチ12、13が設けられ、ちょうど指先の操作できる位
置にある。次に、第３図ａ、及びｂはボール11の保持部
のセンサー配置図、及び断面図を示す。第３図ａ、及び
ｂにおいて、11はボールであり、ボール11は保持体14に
よって保持され、ボール11に近接して、ボール11の移動
量を検出するＸ、Ｙ方向のセンサー18、18′が設けら
れ、そのセンサー18、18′からは信号を出力するワイヤ
ー19が設けられている。次に、第４図は本実施例の信号
検出方法を示すセンサー部の構成を示す断面図である。
第４図において、21a、21bは磁気を感知する磁気センサ
ーである。
以上のような構成において、以下その動作について説明
する。
第３図において、表面に無数の凹凸面が形成されたボー
ル11はパイプ状の保持体14の先端部に保持され、その中
で任意の方向に回転できるように構成している。保持体
14の内部には壁部17があり、ボール11に近接した位置に
センサー18、18′が、Ｘ、Ｙ方向用として、それぞれ２
ケずつ設けられている。次に、ボール11を回転すること
により、ボール11の表面に設けた凹凸部をセンサー18、
18′によりその移動量を検出し、その信号をワイヤ19を
通してコンピュータに伝送する。この信号検出方法とし
て、第４図にその構成を示す。第４図において、磁気セ
ンサー21a及び21bはＸ、Ｙ方向にそれぞれ２ケ配置し、
例えば、磁気抵抗素子等を使用する。また、ボール11は
磁性体を使用する。ボール11の表面に設けた凸部と磁気
センサー21a、21bが近接すると、磁気センサー21a、21b
の信号出力は増加し、ボール11の表面に設けた凹部と磁
気センサー21a、21bが近接すると磁気センサー21a、21b
からの信号出力は減少する。この結果、ボール11が回転
することにより、その移動量をＸ、Ｙの両方向につき検
出することができる。
次に、第５図を参照して本発明の第２実施例について説
明する。第５図は本発明の信号検出方法を示すセンサー
部の構成を示す断面図である。第５図において、11は表
面に凹凸部を設けたボールであり、22a、22bは電極から
なる静電容量を検出するセンサーである。
以上のような構成において、以下その動作につき説明す
る。
第５図において、静電容量を測定するセンサーはボール
11の回転のＸ、Ｙ両方向を検出するための22a、22bbの
２ケの電極を配置し、電極22a、22bとボール11に数MHz
の帰還型高周波発振回路を構成する。この結果、電極22
a、22bとボール11の表面に設けた凹凸部との距離の大小
によって、両間の静電容量が変化し、つまり、凸部では
大きく、凹部では小さくなり、ボール11の回転に伴う移
動量を検出することができる。
次に、第６図を参照して本発明の第３実施例について説
明する。第６図は本発明の信号検出方法を示すセンサー
部の構成を示す断面図である。第６図において、11は表
面に導電部、絶縁材24部を設けたボールであり、23a、2
3bはボール11の表面に接触してなるブラシである。
以上のような構成において、以下その動作につき説明す
る。
第６図において、ボール11の表面に凹部を設け、その凹
部には絶縁材24を埋め込み、この表面に接触して先端が
球状になったブラシ23a、23bを配置する。ブラシ23a、2
3bはＸ、Ｙ両方向用として２ケ配置し、ボール11が回転
し、ボール11とブラシ23a、23bに通電することにより、
ボール11とブラシ23a、23bの接触時のみ電流が流れ、絶
縁材24部にブラシ23a、23bが接触した時は両者間に電流
は流れない。この両者間で発生する信号を検出すること
により、ボール11の回転に伴う移動量が検出できる。次
に、この信号をコンピュータへ入力する。
以上のように、ボールの表面に凹凸部、もしくは一部埋
め込み部を形成することにより、ボール自体がセンサー
の検出物になるためボール周辺にボールの回転方向、移
動量を検出するための機構を必要とせず、小型のペン型
のコンピュータ入力装置を構成することができる。
発明の効果 以上のように本発明は、各種センサーによってボールの
表面の凹凸部、もしくは一部埋め込み部を検出すること
で、ペン型で思い通りに描画入力でき、操作しやすいコ
ンピュータ入力装置を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の第１実施例におけるペン型のコンピュ
ータ入力装置の全体構成図、第２図は本発明の第１実施
例におけるペン型のコンピュータ入力装置の外観を示す
構成図、第３図ａ、及びｂは本発明の第１実施例におけ
るボール部の一部断面構成図、第４図は本発明の第１実
施例におけるボール部の一部断面構成図、第５図は本発
明の第２実施例におけるボール部の一部断面構成図、第
６図は本発明の第３実施例におけるボール部の一部断面
構成図である。 １……ペン型のコンピュータ入力装置、11……ボール、
14……保持体、17……壁部、18……センサー、21a、21b
……磁気センサー、22a、22b……電極、23a、23b……ブ
ラシ。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】磁性体を材料として表面の複数の凹凸部を
    形成したボールと、前記ボールを接触させ任意の方向に
    自在に回転できるように保持する保持機構と、前記ボー
    ルの表面の凹凸部間の磁気抵抗素子の磁気抵抗値の変化
    により前記ボールの回転方向と移動量を検出する磁気抵
    抗素子からなる磁気センサーと、前記ボールの回転方向
    と移動量をＸ、Ｙ方向に解析し、出力する手段とを具備
    してなることを特徴とするペン型のコンピュータ入力装
    置。
  2. 【請求項２】表面に複数の凹凸部を形成したボールと、
    前記ボールを接触させ任意の方向に自在に回転できるよ
    うに保持する保持機構と、前記ボールの回転方向と移動
    量を検出するセンサーと、前記ボールの回転方向と移動
    量をＸ、Ｙ方向に解析し、出力する手段とを具備し、前
    記センサーとして電極を用い、この電極と前記ボールは
    数MHzの帰還型高周波発振回路を構成し、前記電極と前
    記ボールの表面の凹、凸部間の静電容量の変化によりボ
    ールの回転方向と移動量を検出することを特徴とするペ
    ン型のコンピュータ入力装置。
  3. 【請求項３】表面に複数の凹凸部を形成しその凹部に埋
    め込み部を設けこの凸部と埋め込み部の一方が導電部、
    他方が絶縁体部を構成するボールと、前記ボールを接触
    させる任意の方向に自在に回転できるように保持する保
    持機構と、前記ボールの表面に接触するブラシと、前記
    ボールの回転にともなって前記ボールと前記ブラシの導
    通の有無を検出し、前記ボールの回転方向と移動量を
    Ｘ、Ｙ方向に解析し、出力する手段とを具備してなるこ
    とを特徴とするペン型のコンピュータ入力装置。
JP1228512A 1989-09-04 1989-09-04 ペン型のコンピュータ入力装置 Expired - Fee Related JPH0748174B2 (ja)

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EP19900309660 EP0416870A3 (en) 1989-09-04 1990-09-04 Pen-type computer input device

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