JPH0449719Y2

JPH0449719Y2 -

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Publication number: JPH0449719Y2
Application number: JP1987180411U
Authority: JP
Priority date: 1987-11-26
Filing date: 1987-11-26
Publication date: 1992-11-24
Also published as: JPH0184138U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この考案はＸ−Ｙ方向入力装置に関し、特に、
たとえばテレビゲーム装置におけるジヨイステツ
クのような入力装置として使える、マウスやトラ
ツクボール等の新規なＸ−Ｙ方向入力装置に関す
る。

〔従来技術〕

テレビゲーム装置では、ゲームに応じて、たと
えばテレビ画面上に表示されたキヤラクタを移動
させるためにはジヨイステツクにような方向入力
装置を操作しなければならない。

〔考案が解決しようとする問題点〕

一方、本来的にはXY平面上の座標位置を入力
するために用いられるマウスやトラツクボール等
は、その操作が簡単なため、これをゲーム装置の
方向入力装置として利用することが考えられる。
しかしながら、マウスはそれが実際に移動した距
離に応じた移動距離しか入力できないため、ゲー
ム装置の方向入力装置としては、広い操作平面を
必要とするなど、不適であつた。

たとえば特開昭61−42023号においては、マウ
スの移動変位量を修飾することによつて、少ない
移動距離でも大きな変位が得られるマウスが提案
されている。

しかしながら、このマウスは、修飾された変位
量を距離データとして出力するだけで、ゲーム装
置の方向入力装置のように方向信号が得られるも
のではなく、したがつて、方向入力装置としては
依然として不適当である。

それゆえに、この考案の主たる目的は、回転体
を用いるＸ−Ｙ方向入力装置において、少ない移
動量で方向指示を入力できる、新規なＸ−Ｙ方向
入力装置を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

この考案は、一部に孔が形成されたハウジン
グ、ハウジング内に回転自在に支持されかつ孔か
らその一部を突出した状態で収納された回転体、
回転体のＸ軸成分方向への回転に伴つてパルスを
発生する第１のパルス発生手段、回転体のＹ軸成
分方向への回転に伴つてパルスを発生する第２の
パルス発生手段、回転体がＸ軸方向の正方向に回
転したことに応答して正方向への移動を示す信号
を出力しかつ負方向に回転したことに応答して負
方向への移動を示す信号を出力する第１の方向判
別手段、回転体がＹ軸方向の正方向に回転したこ
とに応答して正方向への移動を示す信号を出力し
かつ負方向に回転したことに応答して負方向への
移動を示す信号を出力する第２の方向判別手段、
第１のパルス発生手段からのパルスを計数するこ
とによつてＸ軸方向への移動量に相当する値を求
める第１の計数手段、第２のパルス発生手段から
のパルスを計数することによつてＹ軸方向への移
動量に相当する値を求める第２の計数手段、第１
の方向判別手段が正または負の方向の信号を出力
しかつ第１の計数手段の計数値が予め定めた第１
の値以上であることに応答して、Ｘ軸成分方向へ
の移動であることを判断するための第１の移動方
向判定手段、第２の方向判別手段が正または負の
方向の信号を出力しかつ第２の計数手段の計数値
が予め定めた第１の値以上であることに応答し
て、Ｙ軸成分方向への移動であることを判断する
ための第２の移動方向判定手段、および方向信号
出力手段を備え、方向信号出力手段は第１の移動
方向判定手段の判断結果と第１の方向判別手段の
出力とに基づいて回転体のＸ軸の正または負方向
への移動信号を連続的に発生し、第２の移動方向
判定手段の判断結果と第２の方向判別手段の出力
とに基づいて回転体のＹ軸の正または負方向への
移動信号を連続的に発生し、連続的にＸ軸または
Ｙ軸の正もしくは負方向への移動信号の出力中
に、異なる第２または第１の方向判別手段出力が
ありかつ前記第１または第２の計数手段が第１の
値よりも小さな第２の値の移動量を計数したこと
に応答して、Ｘ軸またはＹ軸の正もしくは負方向
への移動信号の出力を停止することを特徴とす
る、Ｘ−Ｙ方向入力装置である。

〔作用〕

Ｘ−Ｙ方向入力装置が平面上に載置されると、
ハウジングに回転自在に支持された回転体の一部
は平面と接触し、その状態でハウジングまたは回
転体を動かせば、回転体は回転される。そして、
回転体の回転に応じて出力されるパルスが方向信
号出力手段に与えられる。方向信号出力手段から
は、回転体が一定以上方向に回転したとき、Ｘ−
Ｙ方向入力装置がその方向に移動していることを
示す方向信号が出力される。

〔考案の効果〕

この考案によれば、回転体が一定以上同方向に
回転したとき方向信号を出力するようにしている
ので、少ない移動量でも方向指示を入力できる。
したがつて、特にたとえば、テレビゲーム装置の
方向入力装置としても利用可能な新規なＸ−Ｙ方
向入力装置が得られる。

テレビゲーム装置に利用する場合、方向信号出
力手段からの信号を検出すると、テレビ画面上の
キヤラクタを以後ずつと同じ方向に移動させるよ
うにすれば、キヤラクタの移動を指示するときで
もハウジングまたは回転体は少し動かすだけでよ
い。したがつて、このＸ−Ｙ方向入力装置をゲー
ム装置の入力装置として利用する場合でも、ハウ
ジングまたは回転体を動かすスペースは小さくて
よい。

この考案の上述の目的、その他の目的、特徴お
よび利点は、図面を参照して行う以下の実施例の
詳細な説明から一層明らかとなろう。

〔実施例〕

第２図はこの考案の一実施例の構造を示す断面
図解図である。Ｘ−Ｙ方向入力装置の一例として
のマウス１０は、上ケース１２ａおよび下ケース
１２ｂによつて構成されるハウジングないしケー
ス１２を含む。ケース１２は片手で操作できる大
きさの略直方体形状であり、ケース１２を掴みや
すくするために、必要な個所には傾斜ないし勾配
が形成され、コーナには面取りが施される。この
ようなケース１２は、上ケース１２ａの嵌合部
に、下ケース１２ｂの嵌合部を合わせた後、ビス
によつて一体として固定される。

そして、ケース１２の端部からはコード（図示
せず）が引き出され、そのコードは後述するマイ
クロコンピユータと接続される。

また、ケース１２の内部空間には、後述するよ
うに、マウス１０の移動に応じて回転する球体
と、球体の回転を検出するロータリエンコーダお
よびそのロータリエンコーダの出力を処理する装
置などが内蔵される。

さらに、上ケース１２ａの外表面の一部には、
本願出願人の販売に係る家庭用テレビゲーム機
（商品名「フアミリーコンピユータ」）のコントロ
ーラと同様の各種スイツチ群（第１図に示す８
６）のボタンが配設される。上ケース１２ａの内
部の上壁には、作動板１４が設けられ、この作動
板１４は、ボタンを外表面に露出させた状態でそ
れを保持するとともに、ボタンの操作を内部回路
（図示せず）に伝達する。

基板１６の下側には、第３図に詳細に示すよう
に、平面をXY平面とした場合のＸ軸方向のＸ−
Ｙ方向入力装置の移動を検出するためのＸ軸用ロ
ータリエンコーダ１８と、Ｙ軸方向の移動を検出
するためのＹ軸用ロータリエンコーダ２０とが設
けられる。Ｘ軸用ロータリエンコーダ１８および
Ｙ軸用ロータリエンコーダ２０は、図示しない
が、スリツト円板と、そのスリツト円板に光を照
射するための発光素子と、その光を受光するため
の受光素子とを含む。

Ｘ軸用ロータリエンコーダ１８の回転軸２２
は、それぞれ軸受２４ａおよび２４ｂによつてそ
の両端で回転自在に支持される。さらに、回転軸
２２にはローラ２６が一体的に設けられる。この
ローラ２６は、マウス１０を移動することによつ
て球体２８が回転したとき、平面上のＸ座標成分
の移動量に相当する回転量をＸ軸用ロータリエン
コーダ１８に伝達する。同様に、Ｙ軸用ロータリ
エンコーダ２０の回転軸３０も、軸受３２ａおよ
び３２ｂによつてその両端で回転自在に支持され
る。そして、回転軸３０に一体的に設けられたロ
ーラ３４は、マウス１０を移動することによつて
球体２８が回転したとき、Ｙ座標成分の移動量に
相当する回転量をＹ軸用ロータリエンコーダ２０
に伝達する。

なお、ロータリエンコーダ１８および２０に替
えて、回転体の回転に応じてパルスを発生するそ
の他のパルス発生手段を用いてもよい。

回転軸２２および３０は、第３図に示すよう
に、90°ずれた関係で配置される。そして、ロー
ラ２６と球体２８との接触部、およびローラ３４
と球体２８との接触部は、常に、球体２８の直径
方向に対して90°の角度を保つている。

基板１６の下面には、第３図および第４図に示
すように、揺動部材３６が揺動可能に支持され
る。すなわち、揺動部材３６の上端が基板１６の
下面に固定された軸受４０ａおよび４０ｂによつ
て支持された軸３８によつて、揺動可能に支持さ
れる。したがつて、揺動部材３６は、揺動軸３８
を中心として、第３図の矢印Ａ方向（第４図の矢
印Ｂ方向）に揺動可能にされる。

揺動部材３６には、第４図に示すように、中程
に中空部が設けられ、この中空部を貫通して軸４
２が固着される。そして、軸４２には、球体２８
と常時接触状態を保つて当接力を与えるためのロ
ーラ４４が回転可能に支持される。

揺動部材３６の下部には、外方すなわち第４図
でいえば左側に、コイルばね４６の一方端を嵌め
込むための突起が形成される。コイルばね４６の
他方端は、下ケース１２ｂに一体形成された部材
４８で支持される。したがつて、コイルばね４６
の弾発力は、揺動部材３６を常に球体２８に向か
つて押す力として作用する。すなわち、ローラ４
４は、コイルばね４６の弾発力によつて常時球体
２８に圧接される。

第２図において実線で示される球体２８は、マ
ウス１０が平面上に載置されたときの状態を示
す。このとき、球体２８の平面と接触する部分
は、下ケース１２ｂの下面とほぼ面一の状態にな
る。ところが、マウス１０が持ち上げられたと
き、球体２８はその自重によつて１点鎖線で示す
ように、下ケース１２ｂの下面より下方に突出す
る。そうすると、ローラ４４の軸４２の中心は、
球体２８の中心より上方位置になるため、ローラ
４４が回転し、コイルばね４６の弾発力に従つ
て、揺動部材３６は若干右側に揺動する。すなわ
ち、第２図において、球体２８が実線で描いた状
態にあるとき、ローラ４４の接触位置は、球表面
の最大値径の部分である。ところが、球体２８が
１点鎖線で示すような状態にあるとき、ローラ４
４が接触した部分における直径は、実線で描いた
状態に比べて、若干小さくなり、その分だけ揺動
部材３６の下端が内方すなわち第４図でいえば右
側に変位する。

このような揺動部材３６の変位によつて、第４
図に示すように揺動部材３６の右側に設けられた
スイツチ５０をオンする。スイツチ５０は、下ケ
ース１２ｂ上に設けられ、可動接点５０ａと固定
接点５０ｂとを含む。そして、可動接点５０ａ
は、揺動部材３６に押されて、固定接点５０ｂと
接触する。すなわち、マウス１０が平面上に載置
されたとき、可動接点５０ａは固定接点５０ｂか
ら引き離される。ところが、マウス１０が持ち上
げられたとき、球体２８が第２図の１点鎖線で示
すように下方に降下するため、可動接点５０ａは
固定接点５０ｂと接触する。すなわち、スイツチ
５０は、それがオンされることによつて、マウス
１０が移動平面上から持ち上げられたことを検出
する。

下ケース１２ｂには、球体２８の球表面の一部
を第２図の１点鎖線で示すように、突出させるた
めに、球体２８の半径よりも小さな半径の孔５２
が形成される。そして、下ケース１２ｂの下面に
は、マウス１０が平面上に載置されたとき、球体
２８の球表面の一部との協働によつて、マウス１
０を水平に配置するための突起５４が形成され
る。

なお、第２図において下ケース１２ｂと基板１
６とで仕切られる内部空間には、後述するマイク
ロコンピユータに入力する信号を処理するための
電子部品が内蔵される。

第１図はこの実施例を示すブロツク図である。
マウス１０は、マイクロコンピユータ５６から与
えられるラツチ信号LATCHおよびクロツクパル
スCLOCKに応答して、移動距離に相当するデイ
ジタルデータをマイクロコンピユータ５６へ出力
する。

Ｘ軸用ロータリエンコーダ１８の出力は、波形
整形回路５８で波形整形され、デコーダ機能を有
するパルス発生および方向デコーダ回路６０に入
力される。パルス発生および方向デコーダ回路６
０は、ロータリエンコーダ１８から与えられた信
号に応じてパルスを発生するとともに、マウス１
０がＸ軸上の正方向（前進）あるいは負方向（後
退）のどちらの方向に動いているかを判別し、方
向判別結果を出力する。そして、発生したパルス
は、Ｘカウンタ６２のクロツク端子CLOCKに入
力される。一方、パルス発生および方向デコーダ
回路６０からの方向判別出力は、Ｘカウンタ６２
のアツプダウン端子DOWN／UPに入力される。

同様に、Ｙ軸用ロータリエンコーダ２０の出力
も、波形整形回路６４で波形整形され、パルス発
生および方向デコーダ回路６６に入力される。パ
ルス発生および方向デコーダ回路６６の出力パル
スはＹカウンタ６８のクロツク端子CLOCKに入
力される。マウス１０がＹ軸の正または負のどち
らの方向に移動しているかを判別した結果の方向
判別出力は、Ｙカウンタ６８のアツプダウン端子
DOWN／UPに入力される。

Ｘカウンタ６２およびＹカウンタ６８は、パル
ス発生および方向デコーダ回路６０および６６か
らの方向判別出力がハイレベルのとき、クロツク
端子CLOCKに与えられるパルス毎にインクリメ
ント（アツプカウント）され、方向判別出力がロ
ーレベルのときパルス毎にデイクリメント（ダウ
ンカウント）される。したがつて、Ｘカウンタ６
２およびＹカウンタ６８は、Ｘ軸方向およびＹ軸
方向へのマウス１０の移動方向と距離とに応じた
データを発生する。

Ｘカウンタ６２およびＹカウンタ６８のクリア
入力端子CLRには、NORゲート７０の出力が与
えられる。NORゲート７０の一方入力にはマウ
ス１０の電源をオンしたときに発生するリセツト
パルスが反転して入力され、他方入力にはラツチ
信号微分回路７２の出力端子が反転して入力され
る。ラツチ信号微分回路７２の入力端子には、マ
イクロコンピユータ５６からラツチ信号LATCH
が与えられる。ラツチ信号微分回路７２は、ラツ
チ信号LATCHがハイレベルからローレベルに変
化したことに応答して、所定の時間幅のパルスを
出力する。したがつて、NORゲート７０は、リ
セツトパルスが与えられた状態で、ラツチ信号微
分回路７２からパルスが与えられたときだけ、ク
リア信号を出力する。このクリア信号によつて、
Ｘカウンタ６２およびＹカウンタ６８がともにク
リアされる。すなわち、Ｘカウンタ６２およびＹ
カウンタ６８は、マイクロコンピユータ５６によ
つて距離データの取込み（ラツチ）が終了する毎
にクリアされる。

Ｘカウンタ６２およびＹカウンタ６８のカウン
ト値、たとえば８ビツトのデイジタルデータは、
並直変換器として働くシフトレジスタ７４および
７８と、後に詳細に説明する信号変換回路７６に
与えられる。シフトレジスタ７４のシリアル入力
端子は、シフトレジスタ７８のシリアル出力端子
からのデータを受ける。したがつて、マイクロコ
ンピユータ５６からのラツチ信号LATCHおよび
クロツクパルスCLOCKに応答して、シフトレジ
スタ７４にロードされているデイジタルデータ
（Ｘカウンタ６２の値）と、シフトレジスタ７８
にロードされているデイジタルデータ（Ｙカウン
タ６８の値）とが、シリアルデータとして、イン
バータを介してシフトレジスタ８０のシリアルデ
ータ入力端子に与えられる。

また、シフトレジスタ７８のシリアル入力端子
（左１ビツト目）には、さらにスイツチ５０から
の信号が与えられる。したがつて、このシフトレ
ジスタ７８の入力端子には、マウス１０が持ち上
げられているときローレベルが与えられ、マウス
１０が移動平面上に置かれているときハイレベル
が与えられる。

信号変換回路７６は、後に詳述するように、Ｘ
カウンタ６２およびＹカウンタ６８からそれぞれ
与えられた８ビツトのデイジタルデータに基づい
て、方向信号に変換し、その出力をフリツプフロ
ツプのようなフラグレジスタ８２に与える。

なお、フラグレジスタ８２は、マウス１０が持
ち上げられてスイツチ５０がオンすることにより
リセツトされる。

フラグレジスタ８２からのフラグ出力すなわち
RIGHT，LEFT，UPおよびDOWNの各信号は、
ビツトパラレルにシフトレジスタ８０に与えられ
る。シフトレジスタ８０には、スイツチ群（Ａボ
タン、Ｂボタン、セレクトボタンおよびスタート
ボタンを含む）８６の４ビツトの出力もビツトパ
ラレルに入力される。したがつて、シフトレジス
タ８０からは、マイクロコンピユータ５６からの
ラツチ信号LATCHに応答して、最初の８ビツト
でボタン（スイツチ）データとフラグデータをビ
ツトシリアルに出力し、次に８ビツトでＸ方向の
移動距離データを出力し、次の８ビツトでＹ方向
の移動距離データを出力し、最後の１ビツトでボ
ールスイツチ５０の状態を出力する。したがつ
て、マイクロコンピユータ５６は、ラツチ信号
LATCHに後続して25個のクロツクパルスを出力
し、25ビツトのシリアルデータを取り込む。

なお、Ｘ方向およびＹ方向の移動距離データ
は、実際は７ビツトであるが、それぞれの最後の
１ビツトに、パルス発生およびデコーダ回路６０
および６６からの方向ビツトが付加されて、合計
８ビツトのデータとして出力される。

以下に、信号変換回路７６およびフラグレジス
タ８２について詳細に説明するが、その説明は、
Ｘ軸方向の動きだけすなわちテレビ画面の右方向
（RIGHT）または左方向（LEFT）の移動あるい
は停止を判別するものとして説明する。しかしな
がら、Ｙ軸方向の動きすなわちテレビ画面の上方
向（UP）または下方向（DOWN）あるいは停止
についても、全く同じ回路構成によつて判別でき
ることを予め指摘しておく。

第５図は第１図における信号変換回路およびフ
ラグレジスタを具体的に示すブロツク図である。
Ｘカウンタ６２から与えられた８ビツトのデータ
ｄ０〜ｄ７は、後述の第６図に詳細に示すデコー
ダ８８に入力される。そして、Ｘ座標の正または
負を示す１ビツトのデータｄ７は、正負判定回路
９０および方向判定回路９２に入力される。デコ
ーダ８８は、与えられた８ビツトのデータをデコ
ードして、マウス１０が停止していることを示す
１ビツトのデータ、またはマウス１０がＸ軸方向
に動いていることを示す１ビツトのデータに変換
して、方向判定回路９２に与える。正負判定回路
９０は、与えられた１ビツトのデータによつて、
マウスが正方向に移動している（前進の状態にあ
る）のか、あるいは負方向に移動している（後退
の状態にある）のかを判定し、その判定結果を１
ビツトのデータとして方向判定回路９２に与え
る。

方向判定回路９２は、デコーダ８８および正負
判定回路９０から与えられたデータによつて、左
右のどちらに動いているかを示す方向判別データ
に変換する。すなわち、方向判定回路９２から
は、一方の出力端子から右方向への移動を示すデ
ータが出力され、他方の出力端子からは左方向へ
の移動を示すデータが出力される。

方向判定回路９２の２つの出力端子は、それぞ
れ対応するＤ−フリツプフロツプ９４および９６
のデータ入力Ｄにそれぞれ接続される。Ｄ−フリ
ツプフロツプ９４および９６のトリガ入力端子Ｔ
には、パルス発生および方向デコーダ回路６０の
カウントパルスが与えられる。Ｄ−フリツプフロ
ツプ９４および９６のそれぞれのリセツト端子Ｒ
には、第１図図示のNORゲート８４からリセツ
トパルスが与えられる。このようにして、方向判
定回路９２の方向判別出力は、Ｄ−フリツプフロ
ツプ９４または９６で保持される。

第６図は第５図をより詳細に示す具体的な論理
回路図である。デコーダ８８は、デコーダ９８と
複数のゲート１００〜１１４とによつて構成され
る。すなわち、デコーダ９８は８ビツトのデータ
ｄ０〜ｄ７を受け、ORゲート１００および１０
２が５ビツトのデータｄ２〜ｄ６を受け、AND
ゲート１０４が８ビツトのデータｄ０〜ｄ７を受
ける。ORゲート１００および１０２の出力が、
それぞれ、ANDゲート１０８および１１０の一
方入力に与えられ、これらANDゲート１０８お
よび１１０の他方入力には１ビツトのデータｄ７
が与えられる。

デコーダ９８は、Ｘカウンタ６２のカウント値
が「２」または「３」のとき、マウス１０の停止
または静止状態とみなして、いずれかの出力から
ハイレベルを出力する。したがつて、この実施例
では、Ｘカウンタ６２のカウント値が絶対値で
「２」または「３」のとき、ORゲート１０６か
ら停止ないし静止状態にあることを表す信号がハ
イレベルとして出力される。

ANDゲート１０８の出力は、カウント値で
「４」以上正方向に移動されたときハイレベルと
なる。ANDゲート１１０の出力は、カウント値
で「−５」より大きく負方向に移動されたときハ
イレベルとなる。一方、ANDゲート１０４の出
力はＸカウンタ６２のカウント値が「−４」のと
きハイレベルになる。したがつて、ORゲート１
１２は、カウント値で「−４」以上負方向に移動
されたときハイレベルを出力する。したがつて、
上述の２つのゲート１０８および１１２の出力を
２入力として受けるORゲート１１４は、Ｘカウ
ンタ６２のカウント値の絶対値で「４」以上移動
されたときに移動を表すハイレベルの信号を出力
することになる。

このようにして、ORゲート１０６または１１
４から停止または移動を示す信号が出力される。

一方、正負判定回路９０は、ANDゲート１１
６〜１２０およびORゲート１２２によつて構成
される。ANDゲート１１６および１１８の１入
力には、Ｘカウンタ６２からマウス１０の移動方
向を示す１ビツトのデータｄ７が与えられる。そ
して、ANDゲート１１６および１１８の残りの
２入力ならびにANDゲート１２０の２入力には、
フラグレジスタ８２を構成するＤ−フリツプフロ
ツプ９４および９６の出力Q_LおよびQ_Rがそのま
ま、あるいは反転されてそれぞれ与えられる。

これらのANDゲート１１６〜１２０の出力は、
ORゲート１２２を介して、方向判定回路９２の
ANDゲート１２４および１２８の１入力として、
または反転されてANDゲート１３０の１入力と
してそれぞれ与えられる。方向判定回路９２は、
４つのANDゲート１２４〜１３０と２つのORゲ
ート１３２および１３４とインバータ１３５とに
よつて構成される。

次に、マウス１０の移動方向と移動距離、すな
わちＸカウンタ６２またはＹカウンタ６８のカウ
ント値と判定との関係を具体的に説明する。この
実施例では、各カウンタ６２，６８のカウント値
が「１」の場合は、使用者の手の揺れや振動によ
る誤検出の虞があるので、何の判定もしない。ま
た、カウント値が「４」以上の場合は、マウス１
０が移動されたものと判定する。その中間の
「２」または「３」の場合は、使用者がある方向
への移動を指示した後、逆方向に若干移動させて
停止または静止を指示するものと判断する。なぜ
ならば、マウス１０が一旦カウント値が「４」以
上になるように移動されると、移動を停めてもそ
の判定結果が保持されているので、移動検出の出
力が継続される。そこで、停止したい場合は、逆
方向へ若干（カウント値「２」または「３」に相
当する距離だけ）戻すことによつて、停止または
静止を指示するように定めているためである。

まず、マウス１０が平面上に載置されると、球
体２８が上方に押し上げられることによつてスイ
ツチ５０がオフされる。応じて、Ｄ−フリツプフ
ロツプ９４および９６がリセツトされ、出力Q_R
およびQ_Lはハイレベルとなつて、ANDゲート１
２０はハイレベルを出力する。

その後、マウス１０が左方向（負方向）に移動
されると、データｄ７がハイレベルになり、カウ
ント値で「−４」動いた時点でＤ−フリツプフロ
ツプ９６の出力Q_Lがローレベルに切り換わる。
すると、ANDゲート１２０の出力はローレベル
になる。同様にして、マウス１０が右方向（正方
向）に移動されると、データｄ７がローレベルに
なり、カウント値で「４」動いた時点でＤ−フリ
ツプフロツプ９４の出力Q_Rがローレベルに切り
換わり、ANDゲート１２０の出力がローレベル
になる。

左または右方向への移動中に、マウス１０の向
きが突然変えられると、データｄ７の出力も直ち
に切り変わる。すなわち、データｄ７は移動方向
が左から右に変化するとハイレベルからローレベ
ルに切り変わり、右から左に変化するとローレベ
ルからハイレベルに切り換わる。したがつて、マ
ウス１０が左方向または右方向にカウントの絶対
値で「４」以上移動されたとき、ANDゲート１
１６〜１２０の出力はいずれもローレベルである
が、左から右方向に変えられるとANDゲート１
１６の出力は直ちにハイレベルになり、逆に右か
ら左方向に変えられるとANDゲート１１８の出
力は直ちにハイレベルになる。そして、これらの
ハイレベルは、それぞれカウント値が絶対値で
「４」の期間維持される。

マウス１０が左方向または右方向にＸカウンタ
６２のカウント値の絶対値で「２」または「３」
だけ移動されたときは、ORゲート１０６の出力
がハイレベル、ORゲート１１４の出力がローレ
ベル、ORゲート１２２の出力がハイレベルとな
るため、ANDゲート１２４の出力はハイレベル
になる。ANDゲート１２４の出力はORゲート１
３２を介してＤ−フリツプフロツプ９６に与えら
れ、パルス発生および方向デコーダ回路６０（第
１図）のカウントパルスに同期して読み込まれ
る。しかし、Ｄ−フリツプフロツプ９６は、初期
状態においてリセツトされて、既にハイレベルに
なつているので、その出力Q_Lに変化はない。

次に、マウス１０がさらに右方向に移動される
ことによつて、Ｘカウンタ６２のカウント値が
「４」になると、ORゲート１０６の出力がロー
レベルとなり、ORゲート１１４の出力はハイレ
ベルになる。すると、ANDゲート１２４の出力
はローレベル、ANDゲート１２６の出力はハイ
レベルになる。したがつて、ANDゲート１２４
がローレベルになつても、ORゲート１３２の他
方の入力にはORゲート１３４を介してANDゲー
ト１２６のハイレベルが与えられるので、Ｄ−フ
リツプフロツプ９６の出力Q_Lはハイレベルのま
まである。

一方、ANDゲート１２６の出力がハイレベル
になることによつてORゲート１３４の出力がハ
イレベルになると、このハイレベルはインバータ
１３５でローレベルに反転され、パルス発生およ
び方向デコーダ回路６０のカウントパルスに同期
しＤ−フリツプフロツプ９４に読み込まれる。応
じて、Ｄ−フリツプフロツプ９４の出力Q_Rはハ
イレベルからローレベルに切り換わる。すなわ
ち、マウス１０が右方向にカウント値で「４」動
かされると、Ｄ−フリツプフロツプ９４の出力
Q_Rはローレベルになり、信号RIGHTとして出力
される。

Ｄ−フリツプフロツプ９４の出力Q_Rがローレ
ベルになると、正負判定回路９０のANDゲート
１２０の出力がローレベルになるため、ORゲー
ト１２２の出力がローレベルになる。このとき、
データｄ７がローレベルであるので、ANDゲー
ト１３０はハイレベルになる。すなわち、マウス
１０が右方向にカウント値で「４」以上移動され
ると、ORゲート１３４にはANDゲート１２６お
よび１３０からハイレベルが与えられる。

次に、マウス１０が右方向にカウント値で
「４」以上移動された後で、移動方向が急に左方
向に変えられた場合、すなわち停止指示の動作に
ついて説明する。移動方向が左方向に変えられる
と、データｄ７がハイレベルになるため、直ちに
正負判定回路９０のANDゲート１１８の出力が
ハイレベルになる。そこで、Ｘカウンタ６２のカ
ウント値が「−２」または「−３」になると、
ORゲート１０６の出力がハイレベルになり、
ANDゲート１２８の出力はローレベルになる。
このため、ANDゲート１２６〜１３０の出力が
総てローレベルになり、このローレベルはインバ
ータ１３５で反転され、Ｄ−フリツプフロツプ９
４の出力Q_Rはハイレベルに復帰する。したがつ
て、Ｘカウンタ６２のカウント値で「−２」およ
び「−３」の期間、Ｄ−フリツプフロツプ９４お
よび９６の出力Q_RおよびQ_Lは共にハイレベルと
なり、マウス１０が停止または静止していること
を表す状態信号が出力される。

逆に、マウス１０が停止の状態から左方向（負
方向）に大きく移動されてカウント値が「−４」
以上になつたときの動作について説明する。カウ
ント値が「４」になると、ANDゲート１２４の
出力はローレベルになる。しかし、データｄ７が
ハイレベルであるのでANDゲート１２６および
１３０の出力は、依然としてローレベルに保たれ
る。また、ANDゲート１２８も、ORゲート１１
４からハイレベルが与えられるので、出力のロー
レベルに変化はない。そうすると、ORゲート１
３２の２入力はともにローレベルということにな
り、Ｄ−フリツプフロツプ９６には、カウントパ
ルスに応答してローレベルが読み込まれ、出力
Q_Lはローレベルに変わる。すなわち、マウス１
０が左方向にカウント値で「−４」動かされる
と、Ｄ−フリツプフロツプ９６の出力Q_Lはロー
レベルになり、信号LEFT（以下、信号上部にバ
ーを付ける場合は“／”の後に記号を付して示
す。この例では“信号／LEFT”として出力され
る。

また、マウス１０が左方向に「−４」以上移動
された後、右方向に変更された場合を説明する。
データｄ７がローレベルとなるため、正負判定回
路９０のANDゲート１１６が直ちにハイレベル
となる。Ｘカウンタ６２のカウント値が「２」ま
たは「３」になると、ORゲート１０６の出力が
ハイレベルになる。このとき、向きが変えられた
瞬間にANDゲート１１６がハイレベルになつて
ORゲート１２２がハイレベルになつているの
で、ANDゲート１２４はハイレベルになる。し
たがつて、向きが変えられてからカウント値で
「２」または「３」になると、ANDゲート１２４
のハイレベルがORゲート１３２を介してＤ−フ
リツプフロツプ９６に与えられるので、Ｄ−フリ
ツプフロツプ９６の出力Q_Lはハイレベルに復帰
する。そのため、左方向へのマウス１０の移動は
停止されたと判断される。Ｄ−フリツプフロツプ
９４および９６の出力Q_RおよびQ_Lは共にハイレ
ベルとなり、マウス１０が停止または静止してい
ることを表す状態信号が出力される。

上述のような動作を達成するためのさらに他の
実施例として、第７図および第８図に示す回路が
考えられる。

第５図および第６図実施例が第１図のＸカウン
タ６２からのデイジタルデータを受けたのに対し
て、第７図実施例は第１図のパルス発生および方
向デコーダ回路６０から直接出力を受ける。

すなわち、パルス発生および方向デコーダ回路
６０のパルスは、ANDゲート１３６および１３
８の一方の入力に与えられる。方向判別信号は、
ANDゲート１３８の他方の入力に与えられると
ともに、インバータ１４０で反転されてANDゲ
ート１３６の他方の入力に与えられる。したがつ
て、マウス１０が右方向（正の方向）に動かされ
たとき、パルス発生および方向デコーダ回路６０
のパルスはANDゲート１３６を介してアツプカ
ウンタ１４２に与えられる。

マウス１０が左方向に移動されると、パルス発
生および方向デコーダ回路６０のパルスはAND
ゲート１３８を介してダウンカウンタ１４６に与
えられる。

これらアツプカウンタ１４２およびダウンカウ
ンタ１４６のそれぞれのカウント値は、ビツトパ
ラレルに対応のデコーダ１４４および１４８に与
えられる。デコーダ１４４および１４８は、とも
に、アツプカウンタ１４２およびダウンカウンタ
１４６のそれぞれのカウント値が絶対値で「４」
以上になつたとき、信号SETをハイレベルとし
て、対応のＤ−フリツプフロツプ１５０および１
５２のデータ入力Ｄに与えるとともに、クリア信
号CLRを出力してそれぞれのNORゲート１５６
および１５４の一方入力に与える。このNORゲ
ート１５４および１５６の他方入力には第１図の
NORゲート８４からのリセツトパルスが与えら
れる。

マウス１０が右方向にカウント値で「４」以上
移動されたとき、デコーダ１４４から信号が得ら
れ、この信号によつてパルス発生およびデコーダ
回路６０からのパルスに応答して、Ｄ−フリツプ
フロツプ１５０の出力／Q_R（すなわち信号／
RIGHT）がローレベルに切り換わる。それとと
もに他方のＤ−フリツプフロツプ１５２の出力
Q_Lがもしローレベルであれば、ハイレベルにリ
セツトされる。

逆に、マウス１０が左方向にカウント値で「−
４」以上移動されたとき、デコーダ１４８から信
号が得られ、この信号によつてパルス発生および
方向デコーダ回路６０からのパルスに応答して、
Ｄ−フリツプフロツプ１５２の出力／Q_L（信号／
LEFT）がローレベルに切り換わる。それととも
に、他方のＤ−フリツプフロツプ１５０の出力／
Q_Rがもしローレベルであれば、ハイレベルにリ
セツトされる。

第８図はその他の実施例の信号変換回路を示す
ブロツク図である。この実施例では、第７図に比
べて回路構成をさらに簡略化している。第８図に
おいて、アツプシフトレジスタ１５８およびダウ
ンシフトレジスタ１６０の端子INには、電圧
Vccが与えられる。アツプシフトレジスタ１５８
の入力側からたとえば４ビツト目の端子Ａはイン
バータを介してNORゲート１６２の一方の入力
端子に接続される。NORゲート１６２の他方の
入力端子にはリセツトパルスが与えられる。した
がつて、NORゲート１６２の出力がダウンシフ
トレジスタ１６０のクリア端子CLRと接続され
ているので、アツプシフトレジスタ１５８の端子
Ａがローレベルの状態でリセツトパルスがローレ
ベルになると、ダウンシフトレジスタ１６０の入
力側からたとえば５ビツト目の端子Ｂはハイレベ
ルになる。

ダウンシフトレジスタ１６０の入力側からたと
えば４ビツト目の端子Ａは、インバータを介して
NORゲート１６４の一方の入力端子に接続され、
NORゲート１６４の他方の入力端子にはリセツ
トパルスが与えられる。したがつて、NORゲー
ト１６４の出力がアツプシフトレジスタ１５８の
クリア端子CLRと接続されているので、ダウン
シフトレジスタ１６０の端子Ａがローレベルの状
態でリセツトパルスがローレベルになると、アツ
プシフトレジスタ１５８の入力側からたとえば５
ビツト目の端子Ｂはハイレベルになる。

そして、マウス１０が左方向に移動されて５個
のカウントパルスがダウンレジスタ１６０に与え
られるまで出力Ｂはローレベルのままであり、信
号／RIGHTはハイレベルとなる。一方、マウス
１０が右方向に移動されて５個のカウントパルス
がアツプシフトレジスタ１５８に与えられるまで
アツプシフトレジスタ１５８の出力Ｂはローレベ
ルのままであり、信号／LEFTはハイレベルであ
る。

マウス１０がさらに左方向に動かされてダウン
シフトレジスタ１６０に５個のパルスが与えられ
ると、４個のパルスが与えられた時点で、アツプ
シフトレジスタ１５８はダウンシフトレジスタ１
６０の端子Ａの信号によつてクリアされ、アツプ
シフトレジスタ１５８の端子Ｂはローレベルのま
まである。一方、５個目のパルスがダウンシフト
レジスタ１６０に与えられると、その端子Ｂがハ
イレベルに転じ、信号／LEFTがローレベルとな
つて、左方向の移動を示す信号が得られる。

また、マウス１０が右方向に動かされてアツプ
シフトレジスタ１５８に５個のパルスが与えられ
ると、４個のパルスが与えられた時点で、ダウン
シフトレジスタ１６０はアツプシフトレジスタ１
５８の端子Ａの信号によつてクリアされ、ダウン
シフトレジスタ１６０の端子Ｂはローレベルのま
まである。一方、５個目のパルスがアツプシフト
レジスタ１６０に与えられると、その端子Ｂがハ
イレベルに転じ、信号／RIGHTがローレベルと
なつて、マウス１０が右方向に移動している状態
信号が得られる。

右方向または左方向への移動中にマウス１０の
方向を逆転すると、前述の初期様態と同じように
して、アツプシフトレジスタ１５８またはダウン
シフトレジスタ１６０にそれぞれ４個のパルスが
与えられるまで、信号／RIGHTおよび／LEFT
はともにローレベルとなり、マウス１０の停止ま
たは静止状態の信号が得られる。

逆転された移動方向にその後継続的に移動させ
て、アツプシフトレジスタ１５８またはダウンシ
フトレジスタ１６０に５個のパルスが入力される
と、前述のようにして、それぞれの移動方向を示
すように信号／RIGHTまたは／LEFTがローレ
ベルとなる。

なお、上では、この考案をマウスに適用した場
合を説明したが、この考案は、球体を上向きにし
て手のひらで球体を回転させることによつてＸ−
Ｙ方向の座標データを入力するような、いわゆる
トラツクボールにも適用できることは言うまでも
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示すブロツク図
である。第２図はこの実施例の構造を示す断面図
解図である。第３図は第２図実施例の構造を示す
平面的な図解図である。第４図は球体によつて作
動するスイツチを示す図解図である。第５図は第
１図実施例の信号変換回路およびフラグレジスタ
を示すブロツク図である。第６図は第５図に示す
ブロツク図の具体的な論理回路図である。第７図
はこの考案の他の実施例の信号変換回路とフラグ
レジスタとを示すブロツク図である。第８図はこ
の考案のその他の実施例の信号変換回路およびフ
ラグレジスタを示すブロツク図である。図において、１２はケース、１８はＸ軸用ロー
タリエンコーダ、２０はＹ軸用ロータリエンコー
ダ、２６，３４および４４はローラ、５６はマイ
クロコンピユータ、６２はＸカウンタ、６８はＹ
カウンタ、７４，７８および８０はシフトレジス
タ、７６は信号変換回路、８２はフラグレジス
タ、８８，１４４および１４８はカウントデコー
ダ、９０は正負判定回路、９２は方向判定回路、
９４，９６，１５０および１５２はフリツプフロ
ツプ、１４２はアツプカウンタ、１４６はダウン
カウンタ、１５８はアツプシフトレジスタ、１６
０はダウンシフトレジスタを示す。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】１一部に孔が形成されたハウジング、前記ハウジング内に回転自在に支持されかつ
前記孔からその一部を突出した状態で収納され
た回転体、前記回転体のＸ軸成分方向への回転に伴つて
パルスを発生する第１のパルス発生手段、前記回転体のＹ軸成分方向への回転に伴つて
パルスを発生する第２のパルス発生手段、前記回転体がＸ軸方向の正方向に回転したこ
とに応答して正方向への移動を示す信号を出力
しかつ負方向に回転したことに応答して負方向
への移動を示す信号を出力する第１の方向判別
手段、前記回転体がＹ軸方向の正方向に回転したこ
とに応答して正方向への移動を示す信号を出力
しかつ負方向に回転したことに応答して負方向
への移動を示す信号を出力する第２の方向判別
手段、前記第１のパルス発生手段からのパルスを計
数することによつてＸ軸方向への移動量に相当
する値を求める第１の計数手段、前記第２のパルス発生手段からのパルスを計
数することによつてＹ軸方向への移動量に相当
する値を求める第２の計数手段、前記第１の方向判別手段が正または負の方向
の信号を出力しかつ前記第１の計数手段の計数
値が予め定めた第１の値以上であることに応答
して、Ｘ軸成分方向への移動であることを判断
するための第１の移動方向判定手段、前記第２の方向判別手段が正または負の方向
の信号を出力しかつ前記第２の計数手段の計数
値が予め定めた第１の値以上であることに応答
して、Ｙ軸成分方向への移動であることを判断
するための第２の移動方向判定手段、および方向信号出力手段を備え、前記方向信号出力手段は前記第１の移動方向判定手段の判断結果と前
記第１の方向判別手段の出力とに基づいて前記
回転体のＸ軸の正または負方向への移動信号を
連続的に発生し、前記第２の移動方向判定手段の判断結果と前
記第２の方向判別手段の出力とに基づいて前記
回転体のＹ軸の正または負方向への移動信号を
連続的に発生し、連続的にＸ軸またはＹ軸の正もしくは負方向
への移動信号出力中に、異なる第２または第１
の方向判別手段出力がありかつ前記第１または
第２の計数手段が前記第１の値よりも小さな第
２の値の移動量を計数したことに応答して、Ｘ
軸またはＹ軸の正もしくは負方向への移動信号
の出力を停止することを特徴とする、Ｘ−Ｙ方
向入力装置。２各々の前記パルス発生手段は前記回転体によ
つて駆動されるロータリエンコーダ、および前
記ロータリエンコーダからの信号に基づいて前
記パルスを発生するパルス発生回路を含む、実
用新案登録請求の範囲第１項記載のＸ−Ｙ方向
入力装置。３前記第１および第２の計数手段はそれぞれが
前記パルス発生回路からの前記パルスを受けか
つ前記方向判別手段によつて個別に能動化され
る２つのシフトレジスタを含み、前記２つのシフトレジスタのそれぞれの特定
のビツト出力が前記判断結果として出力され
る、実用新案登録請求の範囲第１項または第２
項記載のＸ−Ｙ方向入力装置。４一方のシフトレジスタの他の特定のビツトか
ら他方のシフトレジスタにクリア信号が与えら
れ、他方のシフトレジスタの他の特定ビツトか
ら一方のシフトレジスタにクリア信号が与えら
れ、それによつて前記Ｘ−Ｙ方向入力装置の移
動方向が変化したときそれまでに出力されてい
たのとは別の信号が出力される、実用新案登録
請求の範囲第３項記載のＸ−Ｙ方向入力装置。５前記第１および第２の計数手段はそれぞれ前
記方向信号に応じてアツプカウントまたはダウ
ンカウントが可能なカウンタを含み、前記第１および第２の方向判別手段はそれぞ
れ前記カウンタからのカウント値をデコードす
るためのデコード手段、および前記デコード手
段からの出力を保持するための出力保持手段を
含む、実用新案登録請求の範囲第２項記載のＸ
−Ｙ方向入力装置。６前記Ｘ−Ｙ方向入力装置がその移動平面から
持ち上げられたとき作動するスイツチ手段を備
え、前記方向信号出力手段は前記スイツチ手段か
らの信号に応じて停止状態を表す信号を出力す
るための手段を含む、実用新案登録請求の範囲
第１項ないし第５項のいずれかに記載のＸ−Ｙ
方向入力装置。７前記出力保持手段はフリツプフロツプを含
む、実用新案登録請求の範囲第５項記載のＸ−
Ｙ方向入力装置。８前記Ｘ−Ｙ方向入力装置がその移動平面上か
ら持ち上げられたとき作動するスイツチ手段を
備え、前記スイツチ手段の出力に応じて前記フリツ
プフロツプがリセツトされる、実用新案登録請
求の範囲第７項記載のＸ−Ｙ方向入力装置。９前記スイツチ手段は球体に常時当接力を与え
た状態で回転自在に前記球体を支持するため
に、ばねによつて揺動可能に付勢されるローラ
と、前記ローラの揺動に応答して、オンまたは
オフされるスイツチを含む、実用新案登録請求
の範囲第６項または第８項記載のＸ−Ｙ方向入
力装置。