JPH06301479A - トラックボールの動き検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】全方向に回転可能なトラックボールで特殊映像
やカーソルなどをＸ方向又はＹ方向にだけ操作可能に
し、位置合わせを精度良くできるようにする。 【構成】例えば特殊映像を移動する場合は、３Ｄ入力ス
イッチ２７をオンにすると共に、出力モード設定スイッ
チ２８をＸオアＹモードにする。これでトラックボール
２１が特殊映像の操作手段となると共に、Ｘカウンタ２
３とＹカウンタ２４の出力がＣＰＵ１１で比較され、ど
ちらか大きいほうだけ映像特殊効果処理部１５に供給さ
れるようになる。これによってトラックボール２１を操
作したとき、Ｘ方向の回転量がＹ方向の回転量より大き
い場合は特殊映像が横方向に移動し、Ｙ方向の回転量の
方が大きい場合は縦方向に移動するようになる。したが
って、不安定なトラックボールを使用して特殊映像を精
度良く位置合わせすることが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、３次元映像特殊効果
装置などに適用して好適なトラックボールの動き検出装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばモニター上の映像に別な特殊映像
をはめ込み、この特殊映像を拡大又は縮小したり、回転
させながら移動させたりするなど特殊な効果を得るため
に３次元映像特殊効果装置が用いられる。このような３
次元映像特殊効果装置では、球状のトラックボールや、
レバー状のジョイスティックなどの３次元入力装置を用
いて特殊映像の操作をするのが普通である。

【０００３】また、特殊映像の大きさや、その輪郭（ボ
ーダ）など各種の状態はパラメータとして与えられ、こ
れを適宜設定することによって各種の効果を達成するこ
とが可能になる。各パラメータは各種のメニュー上に表
示され、例えばトラックボールを操作することによって
メニュー上のカーソルを各パラメータのところに移動
し、次にファンクションキーなどの入力キーによってパ
ラメータの値を設定していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、特殊映
像の操作や、パラメータを指定するためのカーソルの操
作用としてジョイスティック或いはトラックボールが用
いられる。ジョイスティックはレバーを倒すことによっ
て各種の操作が可能であり、例えば特殊映像を所定の位
置に移動する場合は、まずレバーを例えば横に操作して
特殊映像を横方向に移動し、次にレバーを縦に操作して
特殊映像を縦方向に移動することによって所定の位置に
比較的容易に移動することができる。

【０００５】これに対してトラックボールは感度を良く
するため全方向に容易に回転可能になっているから不安
定であり、特殊映像やカーソルを所定の位置に精度良く
移動するような場合には不適当であった。

【０００６】そこで本発明は上述のような課題を解決し
たものであって、特殊映像やカーソルなどの位置合わせ
をトラックボールによって精度良く行なうことが可能な
トラックボールの動き検出装置を提案するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明においては、全方向に回転可能な球状のトラ
ックボールと、トラックボールの一方向における回転量
を検出する第１の回転検出手段と、一方向に対して直角
方向におけるトラックボールの回転量を検出する第２の
回転検出手段と、第１の動き検出装置の出力と第２の動
き検出装置の出力とを比較する回転量比較手段とを有
し、回転量比較手段で大きいと判断された方の出力だけ
を出力するようにしたことを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】図１の映像特殊効果処理部１５で作成された特
殊映像を所定の位置に精度良く移動する場合は、３Ｄ入
力スイッチ２７をオンにすると共に、出力モード設定ス
イッチ２８でＸオアＹモードを設定する。これで、トラ
ックボール２１が特殊映像の操作手段となると共に、Ｘ
カウンタ２３とＹカウンタ２４の出力のうちどちらか大
きいほうだけが映像特殊効果処理部１５に供給されるよ
うになる。

【０００９】そして、トラックボール２１を操作したと
きＸ方向の回転量がＹ方向の回転量より大きい場合はＸ
カウンタ２３の出力だけが映像特殊効果処理部１５に供
給されて特殊映像が横方向にだけ移動する。また、トラ
ックボール２１のＹ方向の回転量がＸ方向の回転量より
大きい場合は、Ｙカウンタ２４の出力だけが映像特殊効
果処理部１５に供給されて特殊映像が縦方向にだけ移動
する。

【００１０】つまり、不安定なトラックボール２１で特
殊映像を横方向又は縦方向にだけ移動させることが可能
になるから、特殊映像を所定の位置に移動する場合、精
度良く位置合わせすることが可能になる。

【００１１】また、図８（Ｂ）のメニュー上のカーソル
５１を所定の位置に精度良く移動する場合は、カーソル
スイッチ２６（図１）をオンにし、出力モード設定スイ
ッチ２８をＸオアＹモードにする。これでトラックボー
ル２１がカーソル５１の操作手段となり、上述と同様に
トラックボール２１の操作によってカーソル５１が横方
向又は縦方向にだけ移動するから、カーソル５１を所定
の位置に精度良く移動することが可能になる。

【００１２】

【実施例】続いて、本発明に係わるトラックボールの動
き検出装置を３次元映像特殊効果装置に適用した場合の
一実施例について、図面を参照して詳細に説明する。

【００１３】図１は本発明を適用した３次元映像特殊効
果装置１の系統を示す。この３次元映像特殊効果装置１
においては、ＣＰＵ１１にバス１２を介して３次元及び
パラメータ入力部１３と、グラフィックディスプレイ作
成部１４と、映像特殊効果処理部１５が接続されてい
る。映像特殊効果処理部１５では外部から供給されたビ
デオ信号に特殊効果が施され、これが映像用モニタ１６
に供給されて画面上に映し出される。

【００１４】映像用モニタ１６に映し出された特殊映像
の位置を移動したり、回転したり、或いは拡大又は縮小
するなどの各種の操作は、３次元及びパラメータ入力部
１３によって行なわれる。この３次元及びパラメータ入
力部１３には球状で任意の方向に回転可能なトラックボ
ール２１と、トラックボール２１の外周に配置されトラ
ックボール２１の外周に沿って回転可能な回転リング２
２とが設けられている。

【００１５】トラックボール２１の回転量はＸカウンタ
２３及びＹカウンタ２４によって検出され、回転リング
２２の回転量はＺカウンタ２５で検出される。さらにこ
こには、後述の特殊映像の状態を決定するパラメータを
設定可能な状態にするためのカーソルスイッチ２６と、
特殊映像を操作可能な状態にするための３Ｄ入力スイッ
チ２７と、トラックボール２１の回転量の出力方向を設
定する出力モード設定スイッチ２８が設けられている。

【００１６】この出力モード設定スイッチ２８にはフリ
ーモードとＸオアＹモードとがあり、後述のようにフリ
ーモードにすればトラックボール２１のＸ方向とＹ方向
の両方の回転量、すなわちＸカウンタ２３とＹカウンタ
２４の両方のカウント値が映像特殊効果処理部１５に供
給される。また、ＸオアＹモードにすればトラックボー
ル２１のＸ方向の回転量若しくはＹ方向の回転量のどち
らか大きいほう、すなわちＸカウンタ２３若しくはＹカ
ウンタ２４のカウント値のどちらか大きいほうだけが映
像特殊効果処理部１５に供給されるようになる。

【００１７】トラックボール２１、回転リング２２、カ
ーソルスイッチ２６、３Ｄ入力スイッチ２７及び出力モ
ード設定スイッチ２８は、図２に示すようなパネル２に
取り付けられている。このパネル２にはこれ以外に各種
のデータ入力スイッチ２９が取り付けられている。

【００１８】さて、図１において特殊映像の状態を決定
するためのパラメータは、グラフィックディスプレイ作
成部１４で作成された各種のメニュー上に表示される。
各メニューはメニュー用モニタ１７に供給されて画面に
映し出される。そして、後述するようにトラックボール
２１及び回転リング２２によって各パラメータの値が設
定されるとこれがＣＰＵ１１に取り込まれ、ここからの
指示で映像特殊効果処理部１５が制御されて特殊映像の
状態が決定される。

【００１９】図３はトラックボール２１及び回転リング
２２の構成を示す。同図において、トラックボール２１
及び回転リング２２は、プリント基板３１上に配置され
たベースシャーシ３２の上にそれぞれ回転可能に取り付
けられている。トラックボール２１は全方向に回転可能
であり、回転リング２２はトラックボール２１の円周方
向に回転可能である。そして、トラックボール２１は例
えば３次元座標のＸ軸及びＹ軸に相当する２次元のデー
タを入力することが可能で、回転リング２２はＺ軸に相
当するデータを入力することが可能である。

【００２０】回転リング２２は図４に示すように同一厚
さの板材で環状に形成され、その上面には円錐状に傾斜
した上面部２２ａと、フランジ部２２ｂが設けられてい
る。フランジ部２２ｂの外周面には段部２２ｃが設けら
れている。また、フランジ部２２ｂの下端には、図５に
も示すように所定の幅を有するスリット２２ｄが全周に
亘って等間隔で多数設けられている。このスリット２２
ｄはベースシャーシ３２に取り付けられたフォトインタ
ラプタ３３の溝状の光路部３３ａを横切るように配置さ
れている。

【００２１】この回転リング２２においては図４に示す
ように、上面部２２ａの内周端面に軸受３４が配置さ
れ、また、上面部２２ａの軸受３４付近には図６に示す
ように複数のねじ部２２ｅが設けられている。そして、
軸受３４の下端面に当てがわれた抜け止め金具３５の一
端がねじ部２２ｅで固定されており、これによって回転
リング２２が軸受３４の外輪部３４ａに固定されてい
る。

【００２２】また、回転リング２２の内周面には固定リ
ング３６が配置されている。この固定リング３６はベー
スシャーシ３２に植設されたスタンドピン３７によって
支持されている。そして、固定リング３６の外周面に軸
受３４の内輪部３４ｂが強くはめ込まれて軸受３４が固
定されている。これによって、回転リング２２が円周方
向、すなわちＺ軸に相当する方向に軽い力で回転可能に
なっている。

【００２３】一方、トラックボール２１は固定リング３
６の内周側に配置され、図７に示すようにベースシャー
シ３２上に取り付けられた３個の円筒状の支持ローラ３
８，３９，４０で３点支持されている。そして、図６に
示すようにトラックボール２１の上部側は固定リング３
６の上端面からドーム状に突出しており、この突出部を
外部から操作することができる。

【００２４】また、円筒状の支持ローラ３８，３９，４
０はその中心軸４１が回転可能に支持されており、その
うちの一つの支持ローラ３８は図７中のＸ方向に対して
直角になるように配置されている。もう一つの支持ロー
ラ３９はＸ方向に直行するＹ方向に対して直角になるよ
うに配置されている。したがって、トラックボール２１
が指で操作されて回転すると、その回転量に応じて支持
ローラ３８，３９も回転する。

【００２５】次にトラックボール２１と回転リング２２
の回転量の検出方法について説明する。回転リング２２
の回転、すなわちＺ方向の回転検出には、上述のように
フォトインタラプタ３３が用いられている。このフォト
インタラプタ３３では、図４に示すように発光素子と受
光素子が溝状の光路部３３ａを形成するように、プリン
ト基板３１上に対向配置されている。

【００２６】そして、回転リング２２が回転してスリッ
ト２２ｄが光路部３３ａを横切ると、フォトインタラプ
タ３３からパルス状の電気信号が出力される。このパル
ス数をＺカウンタ２５（図１）でカウントすることによ
って回転リング２２の回転量を検出することが可能にな
る。

【００２７】また、トラックボール２１のＸ方向若しく
はＹ方向の回転量は、図６若しくは図４に示すようにそ
れぞれフォトインタラプタ４２，４３によって検出され
る。これらのフォトインタラプタ４２，４３は上述のフ
ォトインタラプタ３３と同様に構成されており、図７に
示すように光路部４２ａ，４３ａを形成するように発光
素子と受光素子とが対向配置されている。

【００２８】そして、円筒状の支持ローラ３８，３９が
回転すると、これに取り付けられた円板状のシャッタ板
４４の放射状のスリット４４ａが光路部４２ａ，４３ａ
を横切ることによってパルス状の電気信号が出力され、
これをＸカウンタ２３若しくはＹカウンタ２４でカウン
トすることによってトラックボール２１のＸ方向若しく
はＹ方向の回転量を検出することが可能になる。

【００２９】さて、図１においてＸカウンタ２３、Ｙカ
ウンタ２４及びＺカウンタ２５の出力はバス１２を経て
ＣＰＵ１１に取り込まれる。そして、ＣＰＵ１１の指示
によって画像特殊効果処理部１５が制御されて映像用モ
ニタ１６上の特殊映像が３次元方向に操作される。

【００３０】画像特殊効果処理部１５で作成される特殊
映像の大きさや、図８（Ａ）に示すようなボーダ（輪
郭）５０の寸法や色など特殊映像の状態を決定するため
のパラメータは上述のようにグラフィックディスプレイ
作成部１４で作成され、これが各種のメニューとしてメ
ニュー用モニタ１７に表示される。同図（Ｂ）はボーダ
設定のメニュー表示の一例を示す。

【００３１】このメニューでは、ボーダ５０全体の幅ｂ
を決定するためのパラメータとして「Ａｌｌ」が設けら
れ、上下のボーダ５０Ａ，５０Ｂの幅ｂのパラメータと
して「Ｈ」が設けられている。また、左右のボーダ５０
Ｃ，５０Ｄのパラメータとして「Ｖ」が設けられてい
る。更に、各ボーダ５０Ａ〜５０Ｄ個々のパラメータと
して「Ｌｅｆｔ」、「Ｒｇｈｔ」、「Ｔｏｐ」、「Ｂｔ
ｔｍ」が設けられている。また、ボーダ５０は全体的に
色を変えることが可能であり、そのパラメータとして明
度を決定する「Ｌｕｍ」と、飽和度を決定する「Ｓａ
ｔ」と、色相を決定する「Ｈｕｅ」とが設けられてい
る。

【００３２】各パラメータを設定する場合は、カーソル
スイッチ２６を押すことによってメニュー上に例えば矢
印状のカーソル５１が表示される。これによって各パラ
メータが設定可能な状態になると共に、トラックボール
２１がカーソル移動手段となり、回転リング２２がパラ
メータ設定手段となる。

【００３３】ここで、出力モード設定スイッチ２８をＸ
オアＹモードにすると、Ｘカウンタ２３の出力とＹカウ
ンタ２４の出力の絶対値の差がＣＰＵ１１によって演算
され、どちらか大きいほうの出力だけがグラフィックデ
ィスプレイ１４に供給される。

【００３４】したがって、トラックボール２１を操作し
たとき例えばＸカウンタ２３のカウント値の方が大きい
場合は、カーソル５１が横方向にだけ移動するようにな
る。また、Ｙカウンタ２４のカウント値の方が大きい場
合は、カーソル５１が縦方向にだけ移動するようにな
る。これによって、カーソル５１を簡単にしかも精度良
く所定の位置に合わせることが可能になる。

【００３５】これに対して、出力モード設定スイッチ２
８をフリーモードにしたときは、Ｘカウンタ２３とＹカ
ウンタ２４のカウント値が両方ともグラフィックディス
プレイ１４に供給され、これによってカーソル５１を任
意の方向に移動させることが可能になる。

【００３６】いま、図８（Ｂ）では上のボーダ５０Ａの
パラメータ「Ｔｏｐ」が１０．００ｍｍに設定されてお
り、これによって上側のボーダ５０Ａの幅ｂが１０ｍｍ
として表示されている。これを例えば２０ｍｍに変更す
る場合は、トラックボール２１を回してカーソル５１を
パラメータ表示エリア５２内に移動する。これで、パラ
メータ「Ｔｏｐ」の値１０．００が変更可能な状態にな
る。

【００３７】この状態で回転リング２２を回すとパラメ
ータの値が順次増加若しくは減少するので、この値が２
０．００となったところで回転リング２２の操作を止
め、カーソル５１をパラメータ表示エリア５２の範囲外
に移動すれば、パラメータ「Ｔｏｐ」の値が２０．００
ｍｍに設定される。これで上のボーダ５０Ａの幅ｂが２
０ｍｍで表示される。

【００３８】さて、各パラメータを設定したあと特殊映
像を操作する場合は、３Ｄ入力スイッチ２７をオンにす
る。これで、トラックボール２１及び回転リング２２が
３次元入力手段になり、映像用モニタ１６上の特殊映像
を操作することが可能になる。この場合には出力モード
設定スイッチ２８をＸオアＹモードにするとトラックボ
ール２１の操作によって、特殊映像を横方向又は縦方向
にだけ移動させることが可能になるから、所定の位置に
精度良く移動させることが可能になる。また、出力モー
ドをフリーモードにするとトラックボール２１の操作に
よって特殊映像を任意の方向に移動させることが可能に
なる。

【００３９】本例では、図７に示したようにＸ方向の回
転量を検出する支持ローラ３８とＹ方向の回転量を検出
する支持ローラ３９とが直交しているので、Ｘ方向とＹ
方向の中間、すなわち図中４５゜の方向よりＸ方向寄り
にトラックボール２１を回転させた場合は特殊映像又は
カーソル５１が横方向に移動し、トラックボール２１を
４５゜よりＹ方向寄り回転させた場合は特殊映像又はカ
ーソル５１が縦方向に移動するようになる。

【００４０】図９はこの３次元映像特殊効果装置１にお
けるＸオアＹモード時の出力処理６０の手順を示す。こ
の出力処理６０では、まず出力値Ｘ，ＹがＸ＝０，Ｙ＝
０とおかれ（ステップ６１）、次に出力値Ｘ，ＹがＸ＝
Ｘ１（Ｘカウンタ２３のカウント値），Ｙ＝Ｙ１（Ｙカ
ウンタ２４のカウント値）とおかれる（ステップ６
２）。次にＸカウンタ２３のカウント値Ｘ１の絶対値が
Ｙカウンタ２４のカウント値Ｙ１の絶対値より大きいか
否かが判断される（ステップ６３）。つまり、ここでは
トラックボール２１がＸ方向とＹ方向のどちら側により
多く回転しているかが判断される。

【００４１】ステップ６３でＸ１の絶対値がＹ１の絶対
値と同じか又はＸ１の絶対値の方が大きいと判断される
と、次にＸカウンタ２３のカウント値Ｘ１だけがグラフ
ィックディスプレイ作成部１４若しくは映像特殊効果処
理部１５に供給される（ステップ６４）。これによって
特殊映像若しくはカーソル５１が横方向に移動する。こ
れでＸオアＹモードにおける出力処理６０が終了する。

【００４２】また、ステップ６３でＹカウンタ２４のカ
ウント値Ｙ１がＸカウンタ２３のカウント値Ｘ１より大
きいと判断された場合は、次にＹカウンタ２４のカウン
ト値Ｙ１だけがグラフィックディスプレイ作成部１４若
しくは映像特殊効果処理部１５に供給される（ステップ
６５）。これで特殊映像若しくはカーソル５１が縦方向
に移動する。これによって、ＸオアＹモードにおける出
力処理６０が終了する。

【００４３】このＸオアＹモードにおける出力処理６０
は例えば映像の１フィールド毎（６０Ｈｚの場合１６ｍ
ｓ毎）に繰り返して行なうことによって、トラックボー
ル２１の動きを特殊映像又はカーソル５１に忠実に伝達
することが可能になる。

【００４４】なお、上述の実施例ではトラックボール２
１の操作によって特殊映像やカーソル５１を縦方向と横
方向の２方向にだけ移動する場合について説明したが、
特殊映像やカーソルを３方向又はそれ以上の多方向に移
動するようにもできる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、任意の方
向に回転可能なトラックボールのＸ方向又はＹ方向の回
転量のどちらか大きい方の回転方向に基づいて特殊映像
やカーソルを横方向又は縦方向にだけ操作することを可
能にしたものである。

【００４６】したがって、本発明によれば特殊映像やカ
ーソルの位置合わせを不安定なトラックボールで精度良
く行なうことが可能になり、また、トラックボールの回
転をソフト的に一方向に規制しているので、方向規制の
解除や方向変換を容易に行うことが可能になるなどの効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるトラックボールの動き検出装置
を適用した３次元映像特殊効果装置の系統図である。

【図２】パネル２の正面図である。

【図３】トラックボール２１及び回転リング２２の平面
図である。

【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。

【図５】トラックボール２１及び回転リング２２の側面
図である。

【図６】図３のＢ−Ｂ断面図である。

【図７】図５のＣ−Ｃ断面図である。

【図８】ボーダを説明する図である。

【図９】ＸオアＹモードにおける出力処理６０の手順を
説明する図である。

【符号の説明】

１ ３次元映像特殊効果装置 ２ パネル １１ ＣＰＵ １３ ３次元及びパラメータ入力部 １５ 映像特殊効果処理部 ２１ トラックボール ２２ 回転リング ２３ Ｘカウンタ ２４ Ｙカウンタ ２５ Ｚカウンタ ２６ カーソルスイッチ ２７ ３Ｄ入力スイッチ ２８ 出力モード設定スイッチ ３１ プリント基板 ３２ ベースシャーシ ３３，４２，４３ フォトインタラプタ ３６ 固定リング ３８，３９，４０ 支持ローラ ５１ カーソル ５２ パラメータ表示エリア

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 全方向に回転可能な球状のトラックボー
   ルと、 上記トラックボールの一方向における回転量を検出する
   第１の回転検出手段と、 上記一方向に対して直角方向における上記トラックボー
   ルの回転量を検出する第２の回転検出手段と、 上記第１の回転検出手段の出力と上記第２の回転検出手
   段の出力とを比較する回転量比較手段とを有し、 上記回転量比較手段で大きいと判断された方の回転検出
   手段の出力だけを出力するようにしたことを特徴とする
   トラックボールの動き検出装置。