JPH0329017A - データ入力用マウス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ。産業上の利用分野 本発明はディスプレー装置等に接続して使用する電気機
械的データ入力装置の分野、より詳細に言えば、ディス
プレー装置のスクリーン上のカーソル、またはポインタ
が３次元的に応答することの出来るデータ入力装置に関
する． Ｂ．従来の技術及び発明が解決しようとする課題コンピ
ュータのユーザからコンピュータへ通信する入力、即ち
データ入力は、多くの公知の装置を使用することによっ
て入力することが可能である．最も普及している入力手
段は、コンピュータ・システムに直接に按続することの
出来るタイブライタ式のキーボードである．周知のよう
に、コンピュータ・システムは通常、ＣＲＴのモニタ型
（監視式）の或る種のディスプレー装置を含んでいる．
ＣＲＴのモニタ型の装置とは、オペレータによって現在
取扱っている映像情報か、テキスト情報、あるいは入力
される映像情報か、テキスト情報をスクリーン上に表示
する能力を持つ装置である．また、モニタ装置はオペレ
ータとコンピュータ・システムとの間のコミニュケーシ
ョンを目で見ることを可能とする入力手段である．また
、ディスプレー装置は、適当なデータ入力装置によって
図形を作るのにも使用され、加えて、ディスプレー装置
は、スクリーン上のデータ、またはグラフィック・イメ
ージを適当に手で操作することによって、コンピュータ
と対話するのに使用することが出来る．ユーザ、即ちオ
ペレータがコンピュータと対話する通常の方法は、スク
リーン上にカーソル，またはポインタを選択的に移動す
ることによって行われ、この場合、カーソル、またはポ
インタの移動は、行データを人力するか、または、オペ
レータによって遂行されている仕事に特に関連するディ
スプレー上の特定のセクションを指示するかの何れかに
開連している． ディスプレー装置のスクリーン上のカーソルの位置が、
ユーザ、即ちオペレータによって、選択的に移動するこ
との出来る多くの装置が開発されており、一般に広く使
用されている．これらのディスプレー装置は、直交する
方向、即ちＸｌ！ｌ標軸方向、またはＹ！標軸方向にデ
ィスプレーのカーソルを移動するキーボード上のカーソ
ル・キーを含み、また、Ｘ−Ｙ座標軸方向の運動が検出
され、Ｘ−Ｙ軸方向の運動データがカーソル移動に変換
されるシステムに伝送されるライトベン、ジョイ・ステ
ィック及び各種マウスを含んでいる．従って、ユーザ、
即ちオペレータの手の動きは、そのような人力装置によ
って、座標軸に闇する情報、またはコマンドに変換され
、それらの情報、またはコマンドはコンピュータにより
解釈され、そしてカーソルを移動するために使用される
． 多くのアプリケーションにおいて、スクリーンは２次元
的であり、多〈のアプリケーションは２つの次元だけし
か必要としないから、Ｘ−Ｙ軸方向にカーソルを移動す
ることで通常は充分である．然しながら、或る種のアプ
リケーションにおいて、適当なソフトウエアの支援の下
で、第３の入力次元、即ちＺ軸方向の移動を持つことが
必栗な場合があり、このようなアプリケーションの例を
挙げると、公知のように、３次元アイソメトリック・グ
ラフィック・ディスプレー装置中の特定の位置を取上げ
ること、または３次元的なメニュー表示中の特定のメニ
ューを選択することがある．他の主要なアプリケーショ
ンはイメージの「ズーム」機能（オブジェクトを絋大、
または縮小する機能）を制御すること、またはオブジェ
クトを変換することである． ３次元式の装置は３次元の選択、または３次元的な取出
しじ限定されない．３次元式の装置はオブジェクト、ま
たはイメージを変換、または拡大するのにも使用するこ
とが出来る．例えば、３次元式の装置によって、ユーザ
は物質の分子の３次元の映像、または航空機から地上の
３次元の映像を表示することが出来る．また、新しい制
御機構によって、ユーザは物質の分子モデル、即ち分子
像を拡大することが出来る．その他、第３の次元の′Ｍ
御は、標準的な２次元のスクリーンに対して垂直な方向
にモデルを変換することが出来る．また、他の映像的な
特性、例えばカラー、輝度等を制御す゜るための３次元
的な入力手段として使用することも可能である． マウス型のカーソル制御装置を介して，３次元的データ
、即ちＺ軸方向のデータを入力することの可能なマウス
型の装置は、商品としては現在知られていない．Ｚ座標
軸方向にカーソル移動を導入する特定の機構、つまり、
ディスプレー・システム中に上記の第３の次元を電気的
に導入して、使い心地が良く、且つ容易に実行出来る特
定の機構を持つマウスを得ることが出来れば、明らかに
利点がある．本発明はこれらの要望Ｚ答えるものである
． 米国特許第４７３６１９１号は、予め決められた装置中
に形成された複数個の独立した導電性プレートで４ｌＩ
ｌ威されたタッチ・パッドを含む非常に複雑なカーソル
制御装置を開示している．この装置は、オペレータの指
、または手がパッドに触れると、その接触から生じるプ
レートの容量の変化が検出されるものである．ユーザに
よって触られたパッドの部分を検出するために、比較的
複雑な回路が必要であり、そして、パッドへの接触の部
分の関数としてＸ−Ｙ座標軸が主として決められ、Ｚ座
標軸が接触ざれた全体の面積の関数として発生される。

本発明のカーソル制御装置は、通常のＸ−Ｙ方向のマウ
ス入力のカーソル制御装置に対して、親指、または人差
し指によって加えられた移動、または圧力を基本として
感知するマウス・ボディ内に設けられた第３の感知素子
を付加したものである．また、本発明の装置は、通常の
（ｘ−ｙ）ディスプレー・システム・アーキテクチャは
最少限の変更を施して使用することが出来る．１９８１
年１月のＩＢＭテクニカル・ディスクロージャ・ブレテ
イン第２３巻第８号、３８３１頁乃至３８３４頁の「キ
ーボードで走査する容量性のジョイ・スティック・カー
ソル制御」と題する文献は、カーソルのＸ−Ｙ方向の移
動に変換する感知回路によって取出される容量の変化を
利用する上述の米国特許と同様のジョイ・スティック用
カーソル制御装置を開示している．コンデンサの電荷を
測定することは、本発明の３次元マウスがＺ座標軸方向
のデータを発生する１つの方法であるけれども、容量が
測定されるこの文献の特定の方法は本発明の構造、また
は機能とは異なっている。

勿論、これらの技術は種々の型のＸ−Ｙｌｊ！標軸方向
のマウス入力装置に使用することが出来るけれども、本
発明のように、Ｚ座標軸方向のデータを入力することが
出来るマウスは知られていない．本発明の目的はＸ％Ｙ
及びＺ座標軸方向にデータを発生することの出来る３次
元のマウス入力式のカーソル制御装置を提供することに
ある．本発明の他の目的は、Ｚ座標軸方向のデータを与
えるために、オペレータにとって手軽で且つ使い心地の
良いマウスを提供することにある．本発明の他の目的は
、Ｚ座標軸方向の入力が、マウスのボデー上のオペレー
タの親指、または他の指の圧力、または指の移動量の関
数として動作するマウスを提供することにある． 本発明の他の目的は、Ｚ座標軸方向の人力データを発生
するための手段は、オペレータの指を挿入することの出
来るマウスのボデイの開口部を含み、信号の大きさは指
の挿入量に比例するようなマウスを提供することにある
． 本発明の他の目的は、コンピュータ・ディスプレー・シ
ステムのマウス・カーソル制御入力システム、またはマ
ウスのボデイに設けられた通常のＸ１Ｙ方向の運動の取
出し手段を有するマウス・カーソル制御入力システムに
よって達或される。

本発明の装置は、オペレータの親指か、または他の指に
よりマウスのボデイに加えられる圧力か、またはマウス
のボデイに対して与えられる指の運動かによって、マウ
スのボデイ中で容易に発生されるＺ座標軸方向の入力信
号を発生する手段が備えられている． 本発明の１つの実施例において、指を挿入するための開
口部がマウスのボデイに設けられており、その開口部の
中に、指を容易に挿入することが出来、そして指の挿入
の深さが、適宜の手段によつてＺ軸方向の信号の大きさ
として検出される．ｃ．ｉ＊題を解決するための手段 本発明は座標軸方向のデータを発生する機構を有する第
３次元の軸Ｚが与えられた通常のＸ−Ｙマウスを用いた
コンピュータのディスプレー装置用のカーソル制御のデ
ータ入力装置である．本発明のマウスは、Ｘ−Ｙ座標軸
のデータを発生するために、適当な信号取出し素子を持
つ月並なＸ　−Ｙデータ発生ホイール、または回転可能
ボールが設けられており、しかも、特別の支持面を準備
することなく使用することが出来る．第３の次元、即ち
Ｚ座標軸方向のデータはマウス・ボディ内の第３の装置
によって発生され、この第３の装置はユーザの親指、ま
たは人差し指で操作されることが望ましい．マウスの表
面に装着された圧力感知ボタンを含む手段か、または、
マウスの表面にある開口部内にユーザの指を挿入するこ
とによって動作する手段かによって、上記のＺ座標軸方
向のデータが発生される．また、Ｚ座標軸方向のデータ
を発生する手段として、指の移動を測定する手段を用い
ることが出来、この場合、開口部内の指の移動は開口部
の内壁に設けられた一連の装置対によって測定される． Ｄ．実施例 ディスプレー・システムの人力マウスは、「ベインテイ
ンク」プログラム（表示用プログラム）の制御の下でス
クリーン上のメニュー表示を移動する時、或は他の表示
の゛２次元の移動をする時に、カーソルの上下移動を必
要とするアプリケーションに対して、感覚的に指示する
ことの出来る有効な装置であることが証明されている。

然しながら、３次元方向の移動の制御は従来、上述の米
国特許のように、複雑であり、且つ感覚的に良好な操作
をすることが出来なかった．本発明は、マウスによる第
３の方向へのカーソルの移動に関して、感覚的に使い心
地の良い操作が出来る装置を与える．本発明の以下の説
明において、３次元マウスの実施例が説明される．それ
らすべての実施例において、ユーザにとって心理的、肉
体的に使い心地の良い方法で、第３の入力方向を与える
簡単で効果的な装置が与えられている。

第１の実施例は、自然な感覚により、３つの方向を指示
する能力を与えるためＺ１通常のマウスに付加されたビ
エゾ圧力変換器（ＰＰＴ）を使用することを含んでいる
． 第２の実施例は、指を挿入することの出来る開口部が設
けられたマウス・ボディに細いリングが付加されている
．このリングは通常の蒲鉾型の指輪に似ている．然しな
がら、本発明のリングは、マウスの軸方向に向う運動、
または、マウスの軸から外方に向う運動に適する垂直な
取付け溝に装着されている．換言すれば、リングは、０
．５センチメートルだけマウスの表面から突出している
ということである．リングの上下運動は検出することが
出来る． リングはボテンショメータのシャフトの囲りに巻きつけ
られた糸に装着することが出来る．リングを持ち上げる
ことによって、ボテンショメータを回転させて、ポット
の電気抵抗を変化させる．この抵抗の変化はマウスの回
路によって検出することが出来る．ポットのシャフトは
、デホルト位置に自動的に戻るようにスプリングで偏倚
されている。従って、リングの移動は図形用として第３
の方向を指示するために用いることが出来る．この構造
は、上下の移動が容易で、且つ座標軸に対して容易で、
感覚的な抵抗なく受入れることが出来、これは勿論、オ
ペレータが単純に圧力を保つ動作よりも一層自然な動作
なので、上述のリングの運動は単純な圧力パッド式より
も良い．他の実施例において、例えば親指を挿入するこ
との出来る開口部がマウスのボデイの中央に設けられて
いる．挿入された指の深さは、幾つかの異なった手段で
測定される．複数個の発光ダイオード（ＬＥＤ）と、Ｌ
ＥＤの反対側に位置付けられた例えば、光導電体のよう
な光検出器とによって、挿入された指の深さを測定する
光学的手段を使用することが出来る． 挿入された指の深さを測定する他の手段は、開口部の底
部に設けられたビエゾ電気式の圧力変換器（ＰＰＴ）を
使用することが出来る．この装置については、以下に説
明する． このＰＰＴを含む実施例において、ＰＰＴはマウスのボ
デイの支持面の圧力を測るために用いられる．広く知ら
れているように、ＰＰＴはＰＰＴに加えられた圧力を、
加えられた圧力の大きさに対応した電圧は変換する半導
体デバイスである．ＰＰＴは半導体装置や、他の測定装
置にしばしば使用されており、非常に敏感に圧力を検出
する能力がある．この実施例において、ＰＰＴは、圧縮
可能なフエルト・パッドを介して、通常の光学式マウス
の底部に装着されるか、または、回転可能なボールから
隔離されている回転ボール式マウスの底部に装着される
，Ｘ−Ｙ座標軸の運動は、通常のマウスの運動の態様と
同じに制御される．Ｚ座標軸方向に「指示すること」は
、マウスが移動する面に対して垂直方向に加えられ、且
つＰＰＴに向けられる圧力定よって達或される．マウス
内の回路は、ＰＰＴから受取った電圧をＺ方向のデータ
を示す信号に変換し、変換された信号はＸ−Ｙ方向の移
動を表わすマウスの他の移動信号と共にディスプレー・
システムは転送される． 容易に動＜Ｘ−Ｙ方向の移動を避けるために大きな圧力
を必要とせず、しかも、通常の手の圧力ＺよってはＺ方
向の移動を表わす信号が発生されることがないように、
ＰＰＴ回路の動作を校正する必要がある．このために、
上方向及び下方向の単純なしきい値が与えられる． Ｚ軸方向にマウスを「押付け」でいる闇に、スクリーン
上のカーソル、また他のポインタをＸ一Ｙ軸方向に移動
させるという考え方は、感覚的な使い心地が良いからで
ある．ここで使われた感覚的と言う言葉は、Ｚ軸方向の
移動の必要を知覚し、そして、その移動を容易に且つ自
動的に達或するための、ユーザの頭脳的で感触的な自然
な反応を意味している．ディスプレー装置のすベレータ
は通常、２次元の面上で作業をしており、第３の方向の
手操作を行うことは迩かに少ないので、Ｚ軸方向を認織
することは更に困難である．更に、既に理解出来るよう
に、カーソルを適正に移動するために、このＺ軸方向の
移動を注意深く制御することが必要である．このような
感覚的な使い心地の良さは、本発明のすべての実施例に
おいて維持されている。

或る場合には、マウス全体を押付けることは、マ巾スの
通常のＸ−Ｙ方向の移動の制御に影響することが有り得
る．このような場合について、ＰＰＴがマウスの側面に
非移動「ボタン」（マウスの支持面と接触するマウスの
底部に装着する代りに）を設けられる他の方法がある．
この場合、マウスが通常の態様で支持面上を移動してい
る時、力の大きさを変化する際にボタンを押すのに親指
が使われる．この実施例は、カーソルの移動に対して、
より細かな制御を可能にする利点を生じるが、使い心地
がやや低下する． 本発明の良好な実施例は、マウスのボデイ中間部に、例
えば人差し指のような指を挿入することの出来る開口部
が設けられている．指の挿入深さは、開口部の内壁に沿
って位置付けられ、対向しているＬＥＤ／ＰＣセンサ対
により上述のように測ることが出来るし、または或る種
の容量性の感知方法、或は音響的な感知方法を使用して
測定することも出来る．この実施例は、マウスをＸ−Ｙ
軸方向に同時に移動している時に、開口部中に指の深さ
を安定して維持することが容易は出来るから、上述した
ような押ボタン式の実施例よりも好ましいと考えられる
． ここで説明した３次元マウスの利点は、マウスをＸ−Ｙ
ｌｄ１方向に移動するためのソフトウエア製品すべてに
互換性を持っていることである．力一ソルを制御するた
めの通常のＸ−Ｙマウスだけを必要とするアプリケーシ
ョンに対しては、Ｚ軸方向の信号は単に無視されるだけ
である．３次元のマウスが有用である現在のソフトウエ
ア・アプリケーションの幾つかの例を以下に説明する．
例えば、ＣＡＤＡＭシステムのような３次元の図形作或
プログラムにおいて、３次元のマウスは３次元の対象物
を設計するのは使用される．通常、設計者は一度に１つ
の２次元の図しか見ることが出来ないが、３次元のマウ
スは、３次元のすべての方向に対して常にアクセスする
ことが出来る． 重ね合わされたメニューを持つシステムはおいて、３次
元マウスの第２の使用方法がある．この場合、先ず、マ
ウスのカーソルをメニューのカテゴリーの「タイル（　
ｔｉｌｅｓ　）　Ｊのスクリーンの「入力（ｉｎｔｏ）
Ｊに移動する。カーソルは予め決められた位置にあるこ
れらのタイルの１つの上に置かれ、そして、上述のカテ
ゴリー中にある選択項目の選択を通じて「下方（ｐｕｓ
ｈｅｄ　ｄｏｗｒ＋　）　Ｊ、または「内方（　ｉｎｗ
ａｒｄ　）　Ｊに移動する。何れかの移動により、所望
のタイルに達した時、所定の項目が選択されたことを表
示するために、マウス上の専用ボタンが押される．階層
的なメニュー・システムとは異なって、この方式はすべ
てのカテゴリーを目で見ることが出来、且つすべての選
択セ同じスクリーンで選択することが出来る． ３次元マウスの他の使用方法はＸ−Ｙ−Ｚ座標軸の空間
的な次元以外の複数パラメータを制御する時に用いられ
る．制御の他の次元を付加するととは、コンピュータが
リアル・タイムの制御信号を与える場合、例えば、電子
音楽システムのすべての音階のパラメータの制御や、照
明システムの制御等に関する「ワルドーｗａｌｄｏ）ｊ
装置が制御信号を必要とする場合に常に必要である．こ
こで使用される用語「ワルドー」は、遠隔制御され、人
間の能力を模倣する機械的な装置を意味する包括的な術
語である．例えば、機械的な腕及び手の形を持つワルド
ーは、コンピュータ制御の操作回路に入力データを与え
ることにより、本発明の３次元マウスで制御して、核反
応装置の内部で使用することが出来る． 本発明のマウス制御システムにより与えられる第３の次
元に対して他の多くの使用法が可能である．若し、本発
明を適用した装置が市販されるならば、現在親しまれて
いるマウスのソフトウエア・システムの開発者はそのよ
うなシステムに沢山の付加的な使用方法を更は開発する
であろう。

第１図は、本発明を適用した３次元制御のマウスの他の
実施例を示す図である．第１図において、マウスの内部
を示すためＺ，左半分を取去った斜視図が示されている
．この装置は、ユーザが３つの独立したアナログ信号を
ディスプレー装置等に入力するために使用される．２つ
のアナログ信号は代表的なＸ及びＹ信号、即ちマウスの
移動方向の信号である．第３のアナログ信号はＺ軸方向
の信号であり、以下に説明する方法によってディスプレ
ー等に印加される． 第１図は本発明の機能に特に関係する部分のみを示した
図である．従って、マウスのボデイ１はＸ及びＹ信号を
発生し、且つ取出すのに必要な手段と、特に、Ｚ信号を
発生する機構とのすべてを含んでいる．また、マウスの
ボデイ１は、電力供給用電線と、ホスト・システムと通
信するための信号線を含むケーブル１０が装着されてい
る．従来のＸ−Ｙマウスと同様に、ユーザは、マウスの
移動を制御するために、マウスのボデイの前方の隆起部
２にユーザの手のひらｔ！．載せる．球状の囲転可能な
ボール３は、公知の任意の方法でＸ及びＹ方向のアナロ
グ信号を発生する．従来と同様に、１つ、またはそれ以
上の制御ボタン４が或る種のマウスの機能を制御するた
めは設けられている。

本発明に従って、指を挿入するための空洞、即ち開口部
５がＺ方向の信号を発生し、且つ制御するために設けら
れている．ユーザは、指ボタン６に対向して、開口部内
に指を挿入する．ユーザが指ボタン６を押すと、スプリ
ング７が圧縮される．スプリングの圧縮はアナログ測定
装置を制御するのに用いられる．このスプリング７は、
信頼性ある入力を与えることの出来る表面音波（　ｓｕ
ｒｆａｃｅａｃｏｕｓｔｉｃ　ｗａｖｅ−ＳＡＷ　）装
置９に対してゴム・ホール８を圧縮する．このような装
置の表面において、７乃至１０ヘルツの範囲の周波数を
持つ音波は剛性の表面に沿って伝播せず、剛性の表面に
留まっている．ゴム・ボールがその面に圧縮された時、
ゴム・ボールはその表面を介して伝播する音波バースト
、即ち音波の拡がりを減衰する，ＳＡＷ装置は出力信号
を発生し、その出力信号の大きさは、ゴム・ボールで被
われた領域の大きさに比例して変化する．言い換えれば
、この出力信号はユーザの指で加えられた圧力の大きさ
によって制御されることを意味する．ゴム・ボールの歪
の大きさは、均一で、正確な圧力の大きさを与え、これ
は転じて、与えられた圧力にほぼ比例したアナログ信号
を発生する，ＳＡＷ技術は、安価で、小型の装置はよっ
て、正確なアナログ出力を発生させることが出来る．こ
の装置において、装置の出力範囲全体を越えた動作をさ
せるような大きな範囲の運動を必要としないことは重要
なことである．既に述べたような光学手段のように、指
の挿入深さを測定し、または指の運動を測定するための
他の公知の手段を使用することが出来るのは明らかであ
る．例えば、指の移動を正確に測るために、指により遮
蔽される光ビームをどの程度の数に決めたかに応じて、
一連の光発生装置及び検出装置の対を開口内に設けた装
置などは、この道の専門家には容易に作ることが出来る
． 挿入された指の深さｔ−測るための他の方法は、指輪型
の金属リングを使用するために、マウスの開口部を取囲
んで埋込まれた電磁コイルを用いることを含んでいる．
電磁コイルを通る指輪型の金属リングの移動はＺ信号出
力を与えることが出来る．この出力は、Ｘ及びＹ出力と
同様に、連統したコイルを用いた場合にはアナログ侶号
であり、積層されたコイルを用いた場合にはバイナリ信
号である． 指ボタンの位置に基づいてアナログ信号を発生するのに
使用される更に他の手段は、この道の専門家には容易に
推考することが出来る．本発明が、第３の次元の人力信
号の重要性ｔ−認識したこと、第３の次元の信号を発生
する手段をマウスのボデイに設けること、その手段は使
い心地が良いことを含んでいることは重要な特長である
。

従って、本発明の３次元マウスは、アプリケーション・
ソフトウエアと共ｅ使用した時、アプリケーション・ソ
フトウエアに対してアナログ制御入力の使用を増加させ
る利点を持っている。ユーザはこの第３の制御パラメー
タを用いるために、他の別個の装置を制御する必要がな
い。

第２図はディスプレー装置のスクリーン上に３次元の物
体を表示した態様セ示す図である．この物体上の各交差
点のＸ％Ｙ及びＺ座標軸は、３＊元マウスによって動的
に決めることが出来る。

大きな十印によって示されたカーソルの現在位置１１は
、Ｘ軸に沿ったＸ変位１２と、Ｙ軸に沿ったＹ変位１４
と、Ｚ軸に沿ったＺ変位１６とによって決められる．Ｘ
変位及びＹ変位はマウスの底部に設けられた標準的な回
転ボールによって発生される．Ｚ方向の変位は、例えば
、第１図に示された開口部及び圧力式変換器のような本
発明のマウス・ボディに含まれたＺ次元の入力手段を用
いて発生される． 第３図の機能的ブロック図は、マウス・ボディ内か、ま
たはマウスと関連してＸ％Ｙ及びＺ入力信号を発生し、
それらの信号を変換してパーソナル・コンピュータ等の
ディスプレー装置に供給する代表的な回路の動作を説明
するための図である．第３図において、破線１で取囲ん
だ部分はマウスのボディ内に容易に組み込むことの出来
る機能単位である．この図において、Ｘ及びＹ入力と、
その信号発生回路は月並なものである。

マウスのＸ軸入力、マウスのＹ軸入力及びマウスの軸Ｚ
入力と書かれた３個のブロック３１は、ユーザによって
発生されたマウスの移動を表わしており、このマウスの
移動はＸ，Ｙ及びＺ方向の信号に夫々分かれている．Ｘ
次元及びＹ次元の入力信号は、第１図の実施例の球状ボ
ールに装着された信号取出しホイールの運動として取出
され、Ｚ次元の信号は、上述の実施例の信号取出し手段
の１つを用いて取出される。

マウスへのＸ及びＹの物理的な各入力は、公知のＸ−Ｙ
運動取出しホイールを持つ可動球体のアナログ的な回転
運動で導入される。これらのホイール回転運動はＸ及び
Ｙのアナログ出力波形、即ち信号３０及び３２を発生す
る．この回転運動は溝付のエミツタ・ホイールを回転す
るのに用いられ、エミツタ・ホイールは、回転に比例し
て、光発射ダイオードとホト・トランジスタ（ＬＥＤ／
ＰＴＸ）の組合せ装置を含むブロック３４をオン及びオ
フに切換える．ＬＥＤ／ＰＴＸ！ｆｔのブロック３４か
らの出力信号３６及び３８は可変矩形波として図示され
ており、これらの矩形波は、転じて、パーソナル・コン
ピュータ４０の入力パスのＸ及びＹ位置に接続される．
この道の専門家には自明のように、アナログ波形３０及
び３２をパイナリ信号表示に変換するために、アナログ
／デイジタル変換手段をブロック３４中に含ませること
が出来る．良〈知られているように、これらの信号はア
ナログ信号の反復サンプリングを表わすパイナリ値を持
つ一連の信号を含んでいる． Ｚ軸入力として示されている第３のマウス入力は、既に
説明した装置、例えば（１）作業面上のマウスによる圧
力を測定する移動ボールと関連する圧力感知装置、（２
）光学的な取出し、圧力による取出し、または容量の変
化はより取出しを利用する開口部、（３）親指によって
係合可能なマウスの側面の圧力変換器の１つによって与
えられる．Ｚ信号を発生するためにどのような装置を用
いるかは、本発明はとって重要ではない．取出し手段か
らの電気的アナログ信号（第３図において、アナログ波
形４２として示されているマウスのＺ入力）はアナログ
／ディジタル・コンバータ４４に送られる．アナログ／
ディジタル・コンバータ４４は、上述したように、この
アナログ信号を連続してサンプルすることによって、ア
ナログ信号を連続した８ビットのパイナリ・コード信号
に変換した後、この信号をパーソナル・コンピュータ４
０のパス４６に印加する。広く知られているように、こ
のバスを構或する８本の線のオン、オフ状態は、マウス
から来るマウスのＺ人カの連続したアナログ信号によっ
て表示される０がら２５５の間の連続した８ビット値を
定義することになる．マウスのＺ入力と同様に、２つの
ブロックの装置３４を、ブロック４４と同じアナログ／
ディジタル・コンパータを持つ装置に置換したい場合Ｃ
は、勿論、パーソナル・コンビエータ４０に接続された
２つのブロック３４の接続線もまた、パス４６と同様に
８本の線で構或されてもよい。

本発明の原理を適用した新規な３次元マウスの構造を説
明して来たが、これを以下に要約する．本発明のマウス
の特長は、第３次元の方向、即ち第３の入力パラメータ
を与えることが出来ることのみに留まらず、重要なこと
は、ユーザが、第３の入力を与える際に、感覚的に抵抗
なく人力することを可能としたことである。マウスの第
３の次元、即ちＺ軸の基準は顕著な利用価値を持ってい
るから、感覚的な使い心地の良さに閲するこの独特の特
性は、将来開発される製品の利用価値を著しく増大させ
る誘因となるものと信じられる。本発明のマウスは、標
準的な従来の２次元入力のアプリケーションに変更を加
えることなく使用することが出来ると共に、上記の第３
のＺ次元を用いるのに作られた特別のアプリケーション
にも利用することが出来る． Ｅ．発明の効果 本発明のマウスは構造簡単で、直接的であり、且つ従来
の種々のマウス技術を利用して、第３の次元の人力を容
易に且つ安価に達或することが出来る．また、３次元マ
ウスのＺ方向の移動の感触的な使い心地の良さを与え、
これにより、Ｚ方向のカーソルの移動を容易に且つ正確
に制Ｈすることが出来る．既に広く使用されているマウ
スのユーザが、親しみ易く導入することが出来る第３の
次元を用いる適当なアプリケーション・プログラムを容
易に書くことが出来る．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従って構戒された３次元マウスの断面
を示す斜視図、第２図は３次元のすべての方向にカーソ
ルを位置付けるために、Ｘ．Ｙ及びＺ座標軸の使用法を
説明するために立体的に表示された３次元の物体の図、
第３図はマウスの移動によって発生されたＸ，Ｙ及びＺ
方向の入力が、ディスプレー装置のスクリーン上のカー
ソルの運動を制御するためのパーソナル・コンピュータ
の入力に、どのようにして転送されるかを説明するため
の機能的ブロック図である． １・・・・マウス・ボディ、２・・・・マウスの前面の
隆起部、３・・・・回転ボール、４・・・・制御用押ボ
タン、５・・・・開口部、６・・・・指ボタン、７・・
・・スプリング、８・・・・ゴム・ボール、９・・・・
表面音波（ＳＡＷ）装置、１０・・・・ケーブル。 ＦＩＧ．　２

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）マウス・ボディと、マウスのＸ及びＹ軸方向の相
   対的移動を表示するデータを与えるために、Ｘ及びＹ軸
   方向の移動を取出す第１及び第２の手段とを含むカーソ
   ル制御式のデータ入力マウスにおいて、 （ａ）上記マウス・ボディ中にあり、ユーザによつて第
   ３の入力パラメータを表示する信号を発生するための第
   ３の手段と、 （ｂ）上記第３のパラメータはＺ軸方向の次元を表示す
   ることと、 を含むデータ入力用マウス。
2. （２）請求項第（１）項記載のデータ入力用マウスにお
   いて、上記第３の手段は、上記マウス・ボディ中にあり
   、マウスが移動される面に対して押し付けられる上記マ
   ウスに応答する圧力変換装置を含むことを特徴とするデ
   ータ入力用マウス。
3. （３）請求項第（１）項記載のデータ入力用マウスにお
   いて、上記第３の手段は、 （ａ）上記マウスの表面上にあり、上記第３のパラメー
   タを発生するのに動作する圧力感知ボタンと、 （ｂ）上記第３のパラメータの信号の大きさはユーザの
   親指、または他の指により印加される圧力に比例してい
   ることと、 を含むことを特徴とする入力用マウス。
4. （４）請求項第（１）項記載のデータ入力用マウスにお
   いて、上記第３の手段は、 （ａ）ユーザの指を受入れるために上記マウス・ボディ
   に設けられた開口部と、 （ｂ）上記開口部内に挿入されたユーザの指の深さを測
   るために、上記開口部と協働関係に装着された上記マウ
   ス・ボディ内の信号発生変換手段と、を含むことを特徴
   とするデータ入力用マウス。
5. （５）請求項第（４）項記載のデータ入力用マウスにお
   いて、上記信号発生変換手段は、（ａ）上記開口部内に
   位置する圧力感知変換器と、 （ｂ）ユーザの指が上記開口部に更に深く挿入された時
   に、変換器の圧力を深さに比例して増加するために、ユ
   ーザの指と協働して動作する弾性手段と、 を含むことを特徴とするデータ入力用マウス。
6. （６）請求項第（４）項記載のデータ入力用マウスにお
   いて、上記信号発生変換手段は、（ａ）上記開口部の長
   さ方向に沿つて上記開口部内部の対向する側に位置する
   光源及び複数個の光検出器の対と、 （ｂ）指が挿入された時に滅勢される光検出器の個数の
   関数としてユーザの指の挿入の深さを測定するために動
   作する制御手段と、 を含むことを特徴とするデータ入力用マウス。
7. （７）請求項第（４）項記載のデータ入力用マウスにお
   いて、上記信号発生変換手段は、ユーザの指が上記開口
   部に挿入された時、容量が挿入深さに比例して増加する
   容量性変換装置を含むことを特徴とするデータ入力用マ
   ウス。
8. （８）請求項第（１）項記載のデータ入力用マウスにお
   いて、上記第３の手段は、 （ａ）上記マウス・ボディの上部に可動的に位置し、ユ
   ーザの指が挿入可能なリングと、（ｂ）上記リングは上
   記マウス・ボディの方に向かつて移動し、または上記マ
   ウス・ボディから外側に向かつて移動し得る軸手段に装
   着され支持されていることと、 （ｃ）上記マウス・ボディに対して上記リング支持手段
   の位置の関数としての信号を発生する手段と、 を含むことを特徴とするデータ入力用マウス。
9. （９）請求項第（４）項記載のデータ入力用マウスにお
   いて、上記信号発生変換手段は、（ａ）上記開口部の底
   部に位置する表面音波装置と、 （ｂ）ユーザの指が上記弾性手段を押した時、上記弾性
   手段と上記表面音波装置との間の接触領域が増加し、こ
   れにより上記表面音波装置により発生される出力信号を
   変化するように、上記表面音波装置に関連した弾性手段
   と、 を含むことを特徴とするデータ入力用マウス。