JPH09146702A - ポインティングデバイス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】演算機能を持たずに機械的構造のみで、従来の
マウスで得られる情報に加え、ポインティングデバイス
本体の回転情報を連続した変化量として入力可能なポイ
ンティングデバイスを提供する。 【解決手段】三角形の各頂点に中心を位置させて互いに
接するように配置された３つの球体と、３つの球体の上
に接するように配置された他のもう一つの球体と、その
もう一つの球体の回転運動を検出する検出器とを有し、
３つの球体がポインティングデバイス本体の底面から突
出し、３つの球体の回転力が他のもう一つの球体を回転
させ、検出器により他のもう一つの球体の回転運動を検
出して、ポインティングデバイスを移動させる入力平面
上のＸ軸方向、Ｙ軸方向の運動量、及びポインティング
デバイス本体の回転量を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パーソナルコンピ
ュータ、ワークステーション、ワードプロセッサ等の情
報処理機器のポインティングデバイスに関する。

【０００２】

【従来の技術】ポインティングデバイスは、何らかの手
段により入力された移動量及び移動方向に基づいて表示
装置上に示されるカーソルの移動を制御する。例えば、
マウスの場合、単体の球体の動作情報を検知することに
より平面上の動作方向と移動量情報を得、押しボタン数
個の押下情報によりマウスカーソルの指示するポイント
の指定を行う。

【０００３】このマウスに対して、球体をさらに１個追
加して２個の球体の動作情報の差分からマウスの回転情
報を得たり、別の入力部品を付加することにより、さら
にもう一つのパラメータを入力するようにしたポインテ
ィングデバイスが提案されている。例えば、特開平５−
６１６０２号公報には、球体を２つ内蔵することにより
マウス本体の回転情報を得るようにしたポインティング
デバイスが開示されている。また、特開平５−２８２０
９８号公報には、マウスにダイアルを付加ことによりも
う一つのパラメータを入力する機能を付加したポインテ
ィングデバイスが開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】球体を２個備えたマウ
スの場合、それら２つの球体の運動情報を得る仕組みが
必要である。また、マウス本体の回転情報を得るために
は、２つの球体の運動情報の差分から回転量を計算する
演算機能を持たせる必要がある。さらに、このようなマ
ウスでは、マウス本体の回転運動によりマウス本体は斜
行状態が発生するため、入力平面座標軸を基準とする平
面運動情報を回転運動量と同時に変化する運動情報とし
て入力するためには、マウス本体が傾いた状態での平行
移動（斜行状態）を、計算により入力平面座標軸を基準
とする平行運動情報に変換しなければならない。また、
別の入力機構をマウスに付加する手法では、連続した変
化量を入力することは困難である。

【０００５】本発明の目的は、演算機能を持たずに機械
的構造のみで、従来のマウスで得られる情報に加え、ポ
インティングデバイス本体の回転情報を連続した変化量
として入力可能なポインティングデバイスを提供するこ
とにある。

【０００６】本発明の他の目的は、演算機能を持たずに
機械的構造のみで、ポインティングデバイス本体の回転
運動により発生する斜行状態でも、入力平面座標軸を基
準とする平面上の運動情報を入力可能なポインティング
デバイスを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のポインティングデバイスは、三角形の各頂
点に中心を位置させて互いに接するように配置された３
つの球体と、３つの球体の上に接するように配置された
他のもう一つの球体と、そのもう一つの球体の回転運動
を検出する検出器とを有し、３つの球体がポインティン
グデバイス本体の底面から突出し、３つの球体の回転力
が他のもう一つの球体を回転させ、検出器により他のも
う一つの球体の回転運動を検出して、ポインティングデ
バイスを移動させる入力平面上のＸ軸方向、Ｙ軸方向の
運動量、及びポインティングデバイス本体の回転量を検
出する。

【０００８】さらに、ポインティングデバイス本体の回
転によりポインティングデバイスが斜行状態で運動する
場合の入力平面上の座標軸を基準とする運動量を、検出
器をポインティングデバイス本体内部で本体の回転方向
とは逆方向に同じ量だけ回転させることにより吸収す
る。

【０００９】本発明のポインティングデバイスにおいて
は、ポインティングデバイスの底面に位置する３つの球
体の動きが上部に位置する他のもう１つの球体の動きに
集約され、入力平面上の平面的な動きとともに、回転方
向の動きも正確に上部に位置する球体に伝わる。このた
め、この球体の回転運動を検出することにより、Ｘ軸方
向の移動量、Ｙ軸方向の移動量、及びポインティングデ
バイス本体の回転量の３つの連続量のパラメータの入力
が可能となる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の一実施例を図面を参照し
て詳細に説明する。

【００１１】図４は、本発明の一実施例の情報処理装置
の全体構成を示す図である。この情報処理装置は、本発
明を用いたポインテングデバイスであるマウスを組み込
んでいる。図４において、情報処理装置は、ＣＰＵ３
１、メモリシステムコントローラ３２、主記憶３３、Ｉ
／Ｏバスコントローラ３４、各種Ｉ／Ｏ装置３５、描画
コントローラ３６、表示メモリ３７、キーボード３８、
マウス３９等から構成される。ＣＰＵ３１とメモリシス
テムコントローラ３２の間はプロセッサバス４０により
バス接続される。メモリシステムコントローラ３２、Ｉ
／Ｏバスコントローラ３４、描画コントローラ３６、キ
ーボード３８及びマウス３９の間はシステムバス４１に
よりバス接続される。同様に、Ｉ／Ｏバスコントローラ
３４と各種Ｉ／Ｏ装置３５の間はＩ／Ｏバスによってバ
ス接続される。

【００１２】ＣＰＵ３１は、予め主記憶３３に格納され
たプログラムにしたがって、数値演算、論林演算、条件
分岐、入出力処理等を行う。

【００１３】メモリシステムコントローラ３２は、ＣＰ
Ｕ３１と主記憶３３または図示しないＲＯＭ及びシステ
ムバス４１間のデータ転送制御を行うとともに、ＣＰＵ
３１が仮想的に持つ膨大な記憶空間を実際の主記憶３３
に投影する。また、メモリシステムコントローラ３２
は、主記憶３３、システムバス４１への入出力データ、
ＣＰＵ３１の内部レジスタ等の資源を効率良く共有し、
データ転送を行うことができるように、データ転送要求
間の調停を行う。メモリシステムコントローラ３２を用
いたデータ転送により、ＲＯＭ中に格納した初期化プロ
グラムをＣＰＵ３１に転送したり、各種Ｉ／Ｏ装置３５
から主記憶へのダイレクトメモリアクセスの際、主記憶
３３の読み出しを行ったりする。

【００１４】また、メモリシステムコントローラ３２
は、ＣＰＵ３１が発行した描画命令を描画コントローラ
３６に転送する。描画コントローラ３６は転送された描
画命令にしたがい、描画関数の演算を行い、演算結果を
対応する表示メモリ３７に格納する。この一連の動作に
より、ＣＰＵ３１が発行した描画命令の演算結果が表示
装置であるＣＲＴ上に表示される。

【００１５】また、図４に示す情報処理装置では、キー
ボード３８及びマウス３９が直接メモリシステムコント
ローラ３２に接続され、キーボード３８及びマウス３９
からの入力信号をメモリシステムコントローラ３２がＣ
ＰＵ３１に転送する。

【００１６】Ｉ／Ｏバスコントローラ３４は、システム
バス４１とＩ／Ｏバス４２に接続される各種Ｉ／Ｏ装置
３５との間のデータ転送、及びＩ／Ｏバス４２に接続さ
れた各種Ｉ／Ｏ装置３５間のデータ転送の制御を行う。

【００１７】本実施例の情報処理装置においては、マウ
ス３９からの入力信号がシステムバス４１、メモリシス
テムコントローラ３２、及びプロセッサバス４０を介し
てＣＰＵ３１に転送され、ＣＰＵ３１の演算結果がプロ
セッサバス４０、メモリシステムコントローラ３２、シ
ステムバス４１、描画コントローラ３６、及び表示メモ
リ３７を介して表示装置に表示される。この演算結果に
は、マウス３９の入力に対するカーソルの描画も含まれ
る。

【００１８】なお、図４に示したマウス３９の位置 付
けは一例であり、例えばＩ／Ｏバスコントローラ３４が
制御するＩ／０コントローラの下に位置していてもよ
い。このように、図４はあくまでもマウス３９の情報処
理装置内での位置付けの一例を示すものであり、図４に
示す実施例によりマウス３９の位置付けが規定されるも
のではない。

【００１９】次に、マウス３９の外観について説明す
る。図７は、マウス３９の外観の斜視図である。マウス
３９は、マウス本体１の上部にスイッチボタン２を備え
る。マウス本体１は操作者がマウス３９を操作する際に
握る部分である。スイッチボタン２は操作上必要とする
数だけ設けられ、マウス本体１の上面に配置される。

【００２０】マウス本体１の適切な形状として、マウス
３９の操作者がマウス３９を平面上で移動させるだけで
なく、回転させる上でも有利な形状であることが望まし
い。

【００２１】次に、本発明を適用したポインティングデ
バイスであるマウス３９の動作について、平面上の運動
情報とともに回転情報を検出する方法、及び斜行に対応
する方法の２つに分けて説明する。

【００２２】図５はマウス本体１が入力平面上を移動す
るときの機能説明図であり、機械的方法のみで平面上の
運動情報とともに回転情報を検出する手法を説明する図
である。図５に示すように、マウス本体１は４つの球体
を保持しており、球体１１、１２及び１３はマウス本体
１の底面から突出して回転自在に保持されており、球体
１４はこの３つの球体に接して回転自在に保持されてい
る。４つの球体の各々の距離及び球体の大きさは、３つ
の球体１１、１２及び１３が同じ役割のため直径が同じ
である必要があるが、その他は特に制限がない。ただ
し、３球体１１、１２および１３の間隔を広くすると球
体１４の直径も大きくなるため、ポインティングデバイ
スとして使用する上で、無理のない大きさとなるように
各球体の直径及び間隔を設定することが望ましい。

【００２３】まず、マウス本体１には回転運動がなく、
平面上を上下及び左右に移動する場合のみを考える。こ
の場合、３つの球体１１、１２及び１３はまったく同じ
回転運動を行うため、この３つの球体との接点から得ら
れる球体１４の回転運動は、平面を移動するマウス３９
の運動方向とは逆の方向へ転がる球体と等価な回転運動
を行う。したがって、球体１４の回転運動を、通常マウ
スで使用されている検出器で検出することにより、マウ
ス本体１の入力平面上での運動方向及び運動量を得るこ
とが可能である。

【００２４】また、図６はマウス本体１が回転運動を行
う場合の説明図である。マウス本体１が回転運動を行っ
た場合には、球体１１、１２及び１３の運動の総合作用
から球体１４の運動は入力平面からの法線を軸とする回
転運動となるため、この回転運動を検出することによ
り、マウス本体１の回転運動を演算機能なしで検出する
ことが可能になる。

【００２５】次に、図１、図２及び図３を参照してマウ
ス本体が斜行した場合の動作について説明する。図１は
マウス本体を上部から見た透視図、図２はマウス本体を
横から見た透視図である。球体１４は上述のとおりマウ
ス３９の運動を検出するための球体であり、実際には３
つの球体１１、１２及び１３に接しているが、図１では
省略している。２６はマウス本体、２１は球体１４の入
力平面の法線を軸とする回転運動を検出するための検出
器である。２２は球体１４が検出器２１と接することに
より自由な運動ができなくならないように、球体１４を
中心として検出器２１と逆側に設置した支持用の部品で
ある。２３及び２４はそれぞれ球体１４のＸ軸及びＹ軸
方向の回転を検出する検出器である。２５は検出器２
１、２３及び２４、支持用部品２２、並びに後述の回転
用部品２７を搭載し、マウス本体２６内で入力平面の法
線を軸とする回転方向に自由に回転できる部品である。
２７は検出器２１とマウス本体２６の内壁に接すること
により、回転用部品２５を球体１４の回転方向とは反対
方向に回転させる機能を果たす。

【００２６】図１の状態からマウス本体２６を右方向に
回転させた状態を図３に示す。このとき、図６に示した
とおり、球体１４はマウス本体２６と同方向の回転運動
を行う。この回転運動は検出器２１及び回転用部品２７
に伝わり、回転用部品２７はマウス本体２６の内壁に接
しながら回転運動を行うため、マウス本体２６が回転し
た方向と逆方向の回転力を回転用部品２５に与えること
になる。マウス本体２６の回転量と同じだけ回転するよ
うな適切な回転比を選択することにより、マウス本体２
６が回転運動を行っても、回転用部品２５に搭載されて
いる検出器は常に入力平面上のＸ軸及びＹ軸と平行状態
を保つこととなるため、マウス本体２６が斜行状態にな
っても、常に正確に平面上の座標軸を基準とする平面運
動情報を検出することが可能となる。

【００２７】以上説明したように、球体を正三角錐の頂
点に各球体を配置することにより、正三角錐の頂点に位
置する球体の動作を検知することで、通常マウスと同様
の平面上の動作情報とともに、回転量を入力する入力機
器を実現することができる。

【００２８】また、検出機構一式をマウス本体内部で回
転できるようにし、マウス本体の回転方向と逆向きに同
じ量だけ回転させることにより、マウス本体が回転する
斜行状態となっても、常に正確に平面上の座標軸を基準
とする平面運動情報を出力することが演算機能なしに実
現することができる。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、機械的機構のみで、通
常マウスによる平面情報の移動情報に加え、もう一つの
連続したパラメータ情報の入力が可能なポインティング
デバイスを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したマウスの本体を上部から見た
透視図である。

【図２】本発明を適用したマウスの本体を横から見た透
視図である。

【図３】本発明を適用したマウスの本体を回転させたと
きの内部機能説明図である。

【図４】本発明の一実施例の情報処理装置の全体構成を
示す図である。

【図５】本発明のマウスの本体が入力平面上を移動する
ときの機能説明図である。

【図６】本発明のマウスの本体が回転運動を行う場合の
機能説明図である。

【図７】本発明を適用したマウスの外観の斜視図であ
る。

【符号の説明】

１…マウス本体、２…ボタンスイッチ、１１〜１３…マ
ウス下部に位置する球体、１４…マウスの運動を検知す
るための球体、２１…回転運動検出器、２２…球体支持
用部品、２３…Ｘ軸方向回転検出器、２４…Ｙ軸方向回
転検出器、２５…回転用部品、２６…マウス本体、２７
…回転用部品、３１…ＣＰＵ、３２…メモリシステムコ
ントローラ、３３…主記憶、３４…Ｉ／Ｏバスコントロ
ーラ、３５…Ｉ／Ｏ、３６…描画コントローラ、３７…
表示メモリ、３８…キーボード、３９…マウス、４０…
プロセッサバス、４１…システムバス、４２…Ｉ／Ｏバ
ス。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】三角形の各頂点に中心を位置させて互いに
   接するように配置された３つの球体と、前記３つの球体
   の上に接するように配置された他のもう一つの球体と、
   前記他のもう一つの球体の回転運動を検出する検出器と
   を有するポインティングデバイスであって、前記３つの
   球体が前記ポインティングデバイス本体の底面から突出
   し、前記３つの球体の回転力が前記他のもう一つの球体
   を回転させ、前記検出器により前記他のもう一つの球体
   の回転運動を検出して、前記ポインティングデバイスを
   移動させる入力平面上のＸ軸方向、Ｙ軸方向の運動量、
   及び前記ポインティングデバイス本体の回転量を検出す
   ることを特徴とするポインティングデバイス。
2. 【請求項２】前記ポインティングデバイス本体の回転に
   より前記ポインティングデバイスが斜行状態で運動する
   場合の前記入力平面上の座標軸を基準とする運動量を、
   前記検出器を前記ポインティングデバイス本体内部で本
   体の回転方向とは逆方向に同じ量だけ回転させることに
   より吸収することを特徴とする請求項１記載のポインテ
   ィングデバイス。