(57)【要約】【課題】ポインタを動かす平面的な操作には、トラックボール等の多方向入力装置が用いられ、音量調整のような上下への直線的な操作には、別の電子部品が用いられていたため、パソコンのような電子機器には、両方の入力操作部品を搭載する必要があった。【解決手段】多方向入力装置であるトラックボール３５のボール状入力部２１において、操作方向に応じて振動を発生させてボール状入力部２１に伝える構成とし、直線的な操作方向を振動で誘導させる構成としたため、多方向入力装置であっても良好に直線的な操作をすることができる。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多方向への入力操作が可能な入力部と、前記入力部で操作された方向を検知する検知部と、前記入力部に振動を加える振動発生部と、前記検知部からの検知信号に基づき前記入力部への操作方向や操作速度を判別すると共に、この操作方向や操作速度の判別結果が特定条件である場合に前記振動発生部を振動させる制御を行う制御部とを備え、前記制御部の特定条件として、前記入力部の操作に応じて移動する仮想座標上の仮想ポインタが、予め設定されている所定方向と異なる方向に移動した際に、前記振動発生部を振動させる多方向入力装置。
【請求項２】
制御部の特定条件として、仮想ポインタが、予め設定されている所定方向に移動している時と、前記所定方向と異なる方向に移動している時とで、振動モードが異なるようにした請求項１記載の多方向入力装置。
【請求項３】
制御部の特定条件として、仮想ポインタが、予め設定されている所定方向に移動している時に対し、前記所定方向と異なる方向に移動している時に、振動の振動振幅を大きくするか、または振動周期を短くするか、あるいは両者を併用した振動を発生する制御を行う請求項２記載の多方向入力装置。
【請求項４】
予め設定されている所定方向が、許容幅を有する帯状の直線方向で設定され、仮想ポインタが前記許容幅の範囲内にある時と比較して範囲外にある時に、振動の振動振幅を大きくするか、または振動周期を短くするか、あるいは両者を併用した振動を発生する制御を行う請求項３記載の多方向入力装置。
【請求項５】
仮想ポインタが許容幅を超え、さらに逸脱する方向に向かう時は、前記許容幅の範囲内の方向に向かう時と比較して、振動の振動振幅を大きくするか、または振動周期を短くするか、あるいは両者を併用した振動を発生する制御を行う請求項３記載の多方向入力装置。
【請求項６】
仮想ポインタが許容幅から一旦逸脱した後、前記許容幅の範囲内に向かい始めた時、あるいは前記許容幅の範囲内への方向に継続的に向かっている時、前記仮想ポインタの位置を前記許容幅の中にスキップさせる請求項４記載の多方向入力装置。
【請求項７】
入力部が球体部材からなる請求項１記載の多方向入力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、パーソナルコンピュータ、ゲーム機、携帯電話、リモコン、車載機器等の各種電子機器に多方向への入力操作用として搭載される多方向入力装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
各種電子機器は、操作部への入力操作で所望の機能を作動させるものが普及し、操作部への操作性に優れたものが好まれている。
【０００３】
このような従来の電子機器として、パーソナルコンピュータを例として、以下に図７を用いて説明する。
【０００４】
図７は従来のパーソナルコンピュータの斜視図であり、同図に示すように、このパーソナルコンピュータ１（以下パソコン１と記載する。）は、本体部２に対し、表示部３が開閉可能に構成された所謂ラップトップ型のものとなっている。
【０００５】
そして、本体部２上面の上方位置には、キーボード４が配され、下方中央位置には、トラックボール５が配され、右側面には、回転スイッチ６が配設されている。
【０００６】
また、本体部２内には、表示部３・キーボード４・トラックボール５・回転スイッチ６を制御する制御部（図示せず）が配されている。
【０００７】
このパソコン１は、使用者がキーボード４やトラックボール５、回転スイッチ６を操作することによって、所定信号を入力し、その入力された所定信号を制御部で処理して所定機能を作動させるように構成されている。
【０００８】
そして、このトラックボール５は、通常、表示部３に表示されるカーソルまたはポインタの移動操作をするために使用され、回転スイッチ６は、例えば表示部３の輝度やパソコン１から出力する音量等を調整するために使用されるものであった。
【０００９】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【００１０】
【特許文献１】
特開平９−２８２０９０号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来のパソコン１に代表されるような電子機器では、表示部３内でカーソルまたはポインタを縦、横、斜めという平面的な方向に自在に操作する際に、前記トラックボール５やキーボードのキー間に配設されたスティック、パッド等の多方向入力装置に対して入力操作され、一方、音量調整や音質調整、画面輝度の明暗調整や画面の拡大縮小のような順方向、逆方向という直線的な操作をする際には、直線的な方向で操作できる前記回転スイッチ６やボリューム、エンコーダ等を入力操作するものであったため、前記パソコン１のような電子機器には、両方の部品を搭載してあるものが多く、部品点数が増えると共に、使用者も場合に応じて両者の使い分けをしなければならないという課題があった。
【００１２】
このとき、トラックボール５やスティック、パッド等の多方向入力装置で、音量調整や音質調整などの順方向、逆方向という直線的な方向への操作を行うことも可能ではあったが、通常、多方向入力装置は、平面上の全方位に向けて操作可能な構成であるため、前記直線的な方向に限定した操作を確実に行い難く、かえって操作性が悪くなる可能性があった。
【００１３】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、多方向に向けて操作できる入力部であっても、予め設定された直線方向に対して、操作性良く直線的な操作が可能となる多方向入力装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、以下の構成を有するものである。
【００１５】
本発明の請求項１に記載の発明は、多方向への入力操作が可能な入力部と、前記入力部で操作された方向を検知する検知部と、前記入力部に振動を加える振動発生部と、前記検知部からの検知信号に基づき前記入力部への操作方向や操作速度を判別すると共に、この操作方向や操作速度の判別結果が特定条件である場合に前記振動発生部を振動させる制御を行う制御部とを備え、前記制御部の特定条件として、前記入力部の操作に応じて移動する仮想座標上の仮想ポインタが、予め設定されている所定方向と異なる方向に移動した際に、前記振動発生部を振動させる多方向入力装置としたものであり、平面的な全方位に向けて入力操作ができる多方向入力装置であっても、使用者は、予め設定されている所定方向への入力操作が、振動によって当該所定方向に向くように触感的に誘導されるため、容易かつ良好に行えるものにできるという作用を有する。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、制御部の特定条件として、仮想ポインタが、予め設定されている所定方向に移動している時と、前記所定方向と異なる方向に移動している時とで、振動モードが異なるようにしたものであり、使用者が予め設定されている所定方向に移動操作している時の操作量の把握が触感的に認識できると共に、前記所定方向とは異なる方向への移動操作時には、異なる振動が触感的に認識できて所定方向への是正操作の必要性が識別できるものとなるという作用を有する。
【００１７】
また、予め設定されている所定方向への操作時に振動を発生させないものとすれば、振動発生によって操作方向の是正が必要であることが明確に認識できるものとなる。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、請求項２記載の発明において、制御部の特定条件として、仮想ポインタが、予め設定されている所定方向に移動している時に対し、前記所定方向と異なる方向に移動している時に、振動の振動振幅を大きくするか、または振動周期を短くするか、あるいは両者を併用した振動を発生する制御を行うものであり、前記予め設定されている所定方向と異なる方向に操作している時に得られる短周期または大きな振幅の振動の触感は、使用者の感覚では不安定感を醸し出すようになるため、使用者において操作方向を是正する必要があることが感覚的に識別し易いものにできるという作用を有する。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、請求項３の発明において、予め設定されている所定方向が、許容幅を有する帯状の直線方向で設定され、仮想ポインタが前記許容幅の範囲内にある時と比較して範囲外にある時に、振動の振動振幅を大きくするか、または振動周期を短くするか、あるいは両者を併用した振動を発生する制御を行うものであり、請求項３記載の発明による作用に加えて、前記予め設定されている所定方向が許容幅を有する帯状の直線方向に設定してあるため、入力部による操作入力方向の操作ぶれがあっても、その操作ぶれを吸収しつつ良好に直線的な入力操作ができるものとなるという作用を有する。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、請求項３の発明において、仮想ポインタが許容幅を超え、さらに逸脱する方向に向かう時は、前記許容幅の範囲内の方向に向かう時と比較して、振動の振動振幅を大きくするか、または振動周期を短くするか、あるいは両者を併用した振動を発生する制御を行うものであり、使用者に対して入力部から伝達される触感によって、前記許容幅から逸脱して離れる方向への操作をしていることが触感的に識別でき、操作方向の是正が行えるものとなるという作用を有する。
【００２１】
請求項６に記載の発明は、請求項４記載の発明において、仮想ポインタが許容幅から一旦逸脱した後、前記許容幅の範囲内に向かい始めた時、あるいは前記許容幅の範囲内への方向に継続的に向かっている時、前記仮想ポインタの位置を前記許容幅の中にスキップさせるものであり、許容幅から逸脱したことが触覚的に認識できた使用者が、入力部への操作入力方向を是正する、つまり前記許容幅内に戻そうとする操作をしたとき、仮想ポインタが許容幅内に自動で戻って直ちに予め設定されている所定方向への操作を再開できるものとなるという作用を有する。
【００２２】
請求項７に記載の発明は、請求項１の発明において、入力部が球体部材からなるものであり、例えばトラックボールなどのように、全方位に亘って入力操作が可能なものであっても、所定方向のみに向かう入力部として操作性良く使用できるものとなるという作用を有する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図６を用いて説明する。
【００２４】
（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態による多方向入力装置の模式図であり、同図に示すように、多方向入力装置としての球体が入力操作部分を構成しているトラックボールを事例として以下に説明する。
【００２５】
同図において、２１は、使用者が指などで直接触って回転操作する球体のボール状入力部であり、このボール状入力部２１における回転遷移状態または停止状態は検知部２２により検知されている。
【００２６】
この検知部２２は、マイクロコンピュータなどからなる制御部２３に接続されており、検知部２２により検知されたボール状入力部２１の回転などに伴う検知情報は、制御部２３内に割り当てられた第一演算部２３Ａに伝達されて演算処理され、ボール状入力部２１の回転方向や回転量およびその速度などが判別される。
【００２７】
一方、２４は、制御部２３に接続され、制御部２３内に割り当てられた第二演算部２３Ｂからの信号で振動発生の有無やその強さの強弱を制御されている振動発生部であり、当該振動発生部２４からの振動は、ボール状入力部２１に伝達され得るようになっている。
【００２８】
そして、前記第一演算部２３Ａでのボール状入力部２１の回転方向や回転量およびその速度などの判別結果は、制御部２３内に割り当てられている第三演算部２３Ｃに入力され、第三演算部２３Ｃで、制御部２３内に割り当てられた記憶部２３Ｄに記憶された情報などと比較されることによって判定され、この判定結果に基づいて第三演算部２３Ｃは、前記第二演算部２３Ｂに対し所定信号を送る。
【００２９】
第三演算部２３Ｃからの前記所定信号が、振動発生が必要な信号である場合に、第二演算部２３Ｂは振動発生信号を振動発生部２４に送出し、振動発生部２４を所定状態で振動させてボール状入力部２１に振動が伝達される。
【００３０】
なお、前記に説明したように、マイクロコンピュータなどで構成される一つの制御部２３内に各演算部２３Ａ〜２３Ｃおよび記憶部２３Ｄを割り当てる以外に、各々を独立させたものとしたり、各々の機能を外部接続の機器内に配されたコンピュータで代用したりしてもよい。
【００３１】
また、検知部２２も、各演算部２３Ａ〜２３Ｃおよび記憶部２３Ｄと同様に制御部２３内に割り当ててもよい。
【００３２】
なお、制御部２３には、他の制御機能を割り当ててあってもよい。
【００３３】
本実施の形態による多方向入力装置であるトラックボールは、以上のように構成されており、使用機器としては、従来技術の場合と同様にパーソナルコンピュータなどの情報端末機器や通信端末機器、ＡＶ機器や音響機器ならびにゲーム機器、さらには車載用の機器などの各種電子機器に搭載できるものである。
【００３４】
以下には、本実施の形態による多方向入力装置であるトラックボールを搭載したパーソナルコンピュータを例として、多方向入力装置の操作状態などを説明する。
【００３５】
図２は、前記トラックボールを搭載したパーソナルコンピュータの外観斜視図であり、このパーソナルコンピュータ３１（以下パソコン３１と記載する。）は本体部３２と、この本体部３２に開閉可能に構成された表示部３３とを備え、この本体部３２上面の上方位置には、キーボード３４が配設されていると共に、その下方中央位置には、前記に説明した本実施の形態による多方向入力装置であるトラックボール３５が配設されている。
【００３６】
そして、このパソコン３１には、従来の技術で配されていた回転スイッチは、配設されていない構成となっている。
【００３７】
なお、同図においては、本体部３２の上面から表出するトラックボール３５の操作部分となるボール状入力部２１のみを図示し、前記検知部２２や振動発生部２４および制御部２３は図示していないが本体部３２内に配設されている。
【００３８】
そして、このパソコン３１は、図３のブロック図に示すように、本体部３２内に中央演算処理ユニット４１が配設されており、この中央演算処理ユニット４１により、表示部３３は制御されている。
【００３９】
また、この中央演算処理ユニット４１には、キーボード３４からの入力情報を制御しているマイコン４２が接続されている。
【００４０】
さらに、この中央演算処理ユニット４１に対して、前記に説明した本実施の形態による多方向入力装置用のマイコンからなる制御部２３（以後マイコン２３として説明する。）が接続されている。
【００４１】
次に、以上のように構成されたパソコン３１において、音量調整をする際の操作方法を、図４に示す音量調整機能の操作手順を示すフローチャートに沿って説明する。
【００４２】
まず、同図に示すように、使用者は、キーボード３４の所定のファンクションキーを押圧操作し、表示部３３に、図５（ａ）に示すような音量調整画面５１を表示させる。
【００４３】
この音量調整画面５１は、同図に示すように、横長で同形の長方形バー表示が、複数本、表示部３３の下方位置から上方位置にかけて、横方向の端部位置を合わせ、かつ隣り合うものどうしの上下間隔が等間隔に空くようにして、平行関係に積み上げ表示されて構成される音量表示バーグラフ５１Ａを有している。
【００４４】
そして、この音量表示バーグラフ５１Ａは、図５（ａ）中にハッチングで表示するように、低音量となる下位置から現在の音量位置に相当する位置の間の長方形バー表示が、例えば異なる色の表示色などで表示され、現在の音量状態を表示している。
【００４５】
このような表示部３３の表示制御は、中央演算処理ユニット４１からの制御で行われるものとなっている。
【００４６】
そして、前記ファンクションキーに対する操作で、中央演算処理ユニット４１は、表示部３３に前記音量調整画面５１の表示をする制御を行うと同時に、多方向入力装置のマイコン２３に信号を出し、マイコン２３の処理モードを、後述する直線的操作モードに切り換える。
【００４７】
つまり、本パソコン３１には、従来のパソコンでは必要であった音量などを調整するための専用部品を搭載していない構成としてあるため、トラックボール３５への操作で音量を調整するものとなっており、以下に、このトラックボール３５の操作で音量を調整する操作概要について説明する。
【００４８】
図５（ａ）は、前記に説明したように音量の増減を表わす音量表示バーグラフ５１Ａを示していると共に、それにトラックボール３５のボール状入力部２１における実際の回転遷移状態を矢印で重ねて表示した図であり、６１〜６３が、時系列順に並べたボール状入力部２１の回転遷移状態を示すものである。
【００４９】
まず、音量を上げようとした使用者は、この図５（ａ）に矢印で示すように、ボール状入力部２１に指を触れて上方側に向けて回転操作する。
【００５０】
このとき、ボール状入力部２１は全方位に向けて回転操作が可能であるため、その回転遷移状態６１〜６３としては、完全な垂直上方側に操作することが難しく、図５（ａ）に示すように斜め方向に向けて回転操作されることが多い。
【００５１】
そこで、本パソコン３１では、その斜め方向に向かい易い操作状態を、良好に直線的な操作状態での操作にするべく、前記に説明した振動発生部２４の振動を用いたものとしており、ここで前述の図４と図５（ａ）に加えて、図５（ａ）に示したボール状入力部２１の回転遷移状態６１〜６３において、仮想座標平面上で移動する仮想ポインタの移動状態を示す図である図５（ｂ）も用いて、その制御状態などを説明する。
【００５２】
図５（ｂ）の仮想座標平面としては、Ｘ軸・Ｙ軸からなる仮想座標軸で構成される平面の第二象現で構成されたものとする。
【００５３】
そして、この第二象現は、入力有効領域部として設定されてあるＹ軸に平行で、かつＸ軸方向に所定の幅をもった許容幅７１の領域と、その左右の入力無効領域部７２と７３から構成されている。
【００５４】
このように設定してある仮想座標平面に、前記図５（ａ）に示した回転遷移状態６１〜６３に応じて移動する仮想ポインタ軌跡８１〜８９を、図５（ｂ）では矢印で時系列順に並べて示してある。
【００５５】
以下、図４および図５（ａ），（ｂ）に基づき説明すると、音量の増減を行うとき、使用者が、キーボード３４の所定のファンクションキーを押圧操作した際にマイコン２３のモードが直線的操作モードに切り換わり、まず初期値として図５（ｂ）に示すように、仮想ポインタはＸ軸上において、入力有効領域部の許容幅７１における中心軸７１Ａの線上位置に設定される。
【００５６】
なお、図５（ｂ）において、許容幅７１の中心軸７１Ａを一点鎖線で示すと共に、入力無効領域部７２と７３をハッチングして図示している。
【００５７】
続いて、使用者が、ボール状入力部２１を上方向に向けて回転操作した際に、回転遷移状態６１となるように左斜め上方向にずれた方向で回転操作すると、仮想ポインタも、前記中心軸７１Ａ線上の位置から仮想座標平面上を同様に左斜め上方向に向かう仮想ポインタ軌跡８１および８２に示す動きとなる。
【００５８】
このとき、仮想ポインタ軌跡８１では、許容幅７１の範囲内なので音量を増加させるＹ軸方向のベクトル成分をマイコン２３内で積算していく。
【００５９】
このＹ軸方向のベクトル成分が所定量まで積算された場合には、マイコン２３から所定信号が送出され、中央演算処理ユニット４１が、点灯していない最下方の長方形バー表示を点灯させ、従前よりも一つ多い状態でバー表示を更新する制御を行う。
【００６０】
このとき、図４のフローチャートでも示すように、中央演算処理ユニット４１の制御で音量が所定量大きくなる。
【００６１】
そして、仮想ポインタ軌跡８２では、許容幅７１を逸脱している左側の入力無効領域部７２内での移動であるので、この仮想ポインタ軌跡８２におけるＹ軸方向のベクトル成分は積算されない。
【００６２】
一方、仮想ポインタ軌跡８１から仮想ポインタ軌跡８２への移動時に、仮想ポインタは許容幅７１の左側の境界線を超えるが、その左側境界線を超えた際に、マイコン２３は振動発生部２４に対し、振幅が大きく、かつ周期の短い振動をさせる信号を送出し振動発生部２４を振動させる（図４のフローチャートも参照）。
【００６３】
このときの振動発生部２４の振動を模式的に表したのが、図６（ａ）の経過時間に伴う振動の強さを表したタイムチャートである。
【００６４】
同図に示すように、このときの振動は、大きい振幅の振動が、定期的な短い周期で発生させてある振動パターン１としてあり、ボール状入力部２１には、振幅が大きくて周期の短い振動が繰り返し伝わり、使用者は、ボール状入力部２１を操作している指から直接伝達される前記振動を触感で認識することによって、ボール状入力部２１への操作方向が斜めにそれていて仮想ポインタが許容幅７１を逸脱したことが明確に判る。
【００６５】
なお、この場合の振動モードは、使用者にとって触感的に不安定感が醸し出されるような、振動の振動振幅を大きくするか、または振動周期を短くするか、あるいは両者を併用した振動パターン１のようにしておくことが好ましく、このような振動とすることによって、使用者において操作方向を是正する必要があることを明確かつ感覚的に把握できるものとなる。
【００６６】
そして、この逸脱状態を抜けるため、使用者は、続いて音量増加方向である上方向と許容幅７１内の方向に戻る方向との間の方向に向けて、つまり図５（ａ）に示す回転遷移状態６２のように右斜め上方向に向けてボール状入力部２１を操作するようになる。
【００６７】
このときの仮想ポインタ軌跡は、図５（ｂ）に示す仮想ポインタ軌跡８３〜８６となる。
【００６８】
仮想ポインタ軌跡８３は、回転遷移状態６２における最初の部分の方向と合致する、つまり許容幅７１内に戻ろうとする右斜め上方向への動きに合致し、この仮想ポインタ軌跡８３をマイコン２３が認識すると、マイコン２３は仮想ポインタの位置を許容幅７１の幅方向内の中央位置に自動的に移動させる制御を行う（図４のフローチャートも参照）。
【００６９】
この結果、一瞬にしてＸ軸に対して平行に移動する仮想ポインタ軌跡８４が生じる。
【００７０】
また、この仮想ポインタ軌跡８４の始まりと同時にマイコン２３は、振動発生部２４への振動発生信号を停止させ、触感的にも許容幅７１内に仮想ポインタが戻ったことが識別できるようにする。
【００７１】
この振動が停止された時にもボール状入力部２１は、回転遷移状態６２で継続操作中であるため、仮想ポインタ軌跡８４に繋がる右斜め上方に向かう仮想ポインタ軌跡８５，８６の動きが発生する。
【００７２】
この仮想ポインタ軌跡８５では、許容幅７１の範囲内での右斜め上方向への移動となるので、前記仮想ポインタ軌跡８１により得られたＹ軸方向のベクトル成分に、当該仮想ポインタ軌跡８５のＹ軸方向のベクトル成分を、マイコン２３はさらに加えて積算していく。
【００７３】
なお、このときも積算されたＹ軸方向のベクトル成分が所定量に達した際に、音量表示バーグラフ５１Ａ中のバー表示が更新されて従前よりも一つ多い状態で点灯表示が行われることなどは上述したとおりである。
【００７４】
なお、そのバー表示が一つ点灯した際に、Ｙ軸方向のベクトル成分をリセットして再度積算し直すものとしてもよい。
【００７５】
そして、仮想ポインタ軌跡８５から仮想ポインタ軌跡８６に移行する時、仮想ポインタは許容幅７１の右側の境界線を超え、その右側境界線を超えた仮想ポインタ軌跡８６となった際、マイコン２３は振動発生部２４に対し、振幅が大きく、かつ定期的な短い周期で振動をさせる信号を送出し振動発生部２４を振動させると共に、当該仮想ポインタ軌跡８６は、許容幅７１を逸脱している入力無効領域部７３内での仮想ポインタの移動であるので、前記仮想ポインタ軌跡８６におけるＹ軸方向のベクトル成分の積算はされない。
【００７６】
この振動発生部２４からの振動は、ボール状入力部２１を介して使用者に直接、触感的に伝わり、使用者は、再度許容幅７１内に向かう左斜め上方向に向くようにボール状入力部２１への操作方向を是正する。
【００７７】
この操作によってボール状入力部２１は、回転遷移状態６３となり、前記に説明した左側の入力無効領域部７２から許容幅７１内への移動時と同様に、回転遷移状態６３が始まって左斜め上方向への仮想ポインタ軌跡８７が発生した時点で、マイコン２３は、仮想ポインタを許容幅７１の幅方向内の中央に戻すと共に、振動を停止させる制御を行う。
【００７８】
このとき仮想ポインタ軌跡８８が発生し、かつ回転遷移状態６３は継続されているため、当該中央の位置から左斜め上方向に向かう仮想ポインタ軌跡８９に繋がり、再度、Ｙ軸方向のベクトル成分がマイコン２３で積算されていくこととなる。
【００７９】
以上の制御状態が繰り返されることにより、全方位に操作可能なトラックボールであっても、予め設定された直線的な一次元方向に対する入力操作が、触感で認識しつつ操作性良く操作可能となるものにできる。
【００８０】
なお、前記には直線操作方向に許容幅を持たせたものとしてあるため、ボール状入力部２１の操作ぶれなどがあっても、それを吸収しつつ良好に直線的な入力操作ができるものとなる。
【００８１】
そして、音量を小さくする場合には、前記とは逆にボール状入力部２１を下方側に向けて操作し、許容幅７１内の仮想ポインタの移動時にＹ軸方向のベクトル成分を負の量でマイコン２３が積算していき、その積算量によって上方から一つずつ消灯させる制御が中央演算処理ユニット４１で行われる。
【００８２】
このとき、左右の入力無効領域部７２と７３中に仮想ポインタがあるときには振動を発生させること、およびその状態から許容幅７１内に向く方向に移動操作が始まると前記振動が停止されると共に、仮想ポインタが許容幅７１内の中央に戻される制御が行われることは、前記の音量を増加させる場合と同じであるため、詳細な説明は省略する。
【００８３】
なお、前記の説明の中で、仮想ポインタを入力無効領域部７２または７３中から許容幅７１内へ戻そうとする仮想ポインタ軌跡８３，８７は、許容幅７１の範囲外の軌跡ではあるが、仮想ポインタを許容幅７１内に戻そうとする動きであるため、許容幅７１から、さらに離れる方向に向いた仮想ポインタ軌跡８２，８６で与えた振動と比較し、振幅が小さくて振動周期間隔を長く取るようにした振動を与える制御をマイコン２３で行うようにすることが好ましく、この振動の差で、使用者は、操作方向が正しい方向に向いたという識別が容易に触感的に判別できるものとなる（図４のフローチャート中において、点線で示す制御部分参照）。
【００８４】
その時の振動の事例を、図６（ｂ）の経過時間に伴う振動の強さを表したタイムチャートに振動パターン２として示すが、同図に示すように、このときの振動は、前記図６（ａ）のものよりも、振幅が小さく、かつ振動間の振動周期間隔を長く設定されてあるため、振動は弱く感じられ、使用者は正規の方向へ向けた操作方向になったことが触覚で識別し易くなる。
【００８５】
また、音量表示バーグラフ５１Ａにおけるバー表示の点灯個数の増減に伴い、振動を発生させるような制御をしてもよく、表示画面を注視できない車載用機器などでは有効である（図４のフローチャート中において、一点鎖線で示す制御部分参照）。
【００８６】
この時の振動の事例を、図６（ｃ）の経過時間に伴う振動の強さを表したタイムチャートに振動パターン３として示すが、この場合のものは、前記図６（ａ）や前記図６（ｂ）のものに比して、単振動のものとすれば他の場合との触覚による区分がし易い。
【００８７】
なお、前記単振動の振幅は、以上に説明した予め設定されてある直線操作方向への誘導のために連続して発生させる振動とは異なるものであるため、大小いずれであってもよい。
【００８８】
また、前記単振動の周期としては、必要に応じて適宜設定すればよいが、使用者にとっては、比較的、短周期の単振動の方が触感的に把握し易い。
【００８９】
なお、許容幅７１から外れた場合の振動、または前記単振動の形としては、前記図６に示した振幅が一定である矩形状の振動以外に、正弦波や三角波のように、時間の経過と共に振幅が可変されたものとしてもよいし、また、前記振幅の強弱のつけ方においても、前記内容で限定されるものではない。
【００９０】
また、前記には、マイコン２３に、操作に伴う移動量におけるＹ軸方向成分の積算や、許容幅７１内に戻ろうとする際のスキップ制御を割り当てた例で説明したが、これらの制御は中央演算処理ユニット４１や他の集積回路などで行うようにしてもよい。
【００９１】
このように本発明は、トラックボール３５のボール状入力部２１のように、多方向に向けて入力操作できる多方向入力部に対して、所定方向へ向かう移動方向を予め設定し、その方向から仮想ポインタに移動方向が外れた際に振動を発生させ、使用者に前記振動を入力部から触感的に把握させ、操作方向を修正させるものである。
【００９２】
すなわち、平面的な全方位の入力操作が可能な多方向入力部に対し、予め設定された所定方向に沿って操作できるように、振動での誘導がなされるため、当該予め設定された所定方向への効率良い操作が可能となるものである。
【００９３】
なお、前記には直線移動方向への操作中には、連続した振動を発生させていない事例で説明したが、設定されている直線方向への移動操作時にも定期的な振動が加わるようにしてもよく、この場合では、当該所定方向への操作量の把握が触感的に得られるものとなる。
【００９４】
そして、この場合であっても前記直線方向やその許容幅を逸脱した際の振動は、当該直線方向への操作中に加わる定期的な振動よりも、振動の振動振幅を大きくするか、または振動周期を短くするか、あるいは両者を併用した振動を発生する制御を行い、操作方向が外れていることが使用者に判り易くなるような不安定感を醸し出す振動を与えることが好ましい。
【００９５】
このように、多方向入力部に対し、平面的な方向に向けて操作可能な場合と、予め設定される直線的な方向への操作の場合を、所定のスイッチなどを押圧して切り換えて使用することにより、両者の操作形態を一つの多方向入力装置の入力部のみで操作可能とすると共に、直線的な方向への操作モードの時には振動で操作方向を誘導することにより、前記直線的な方向への操作性は優れたものとなる。
【００９６】
なお、予め設定する直線方向としては、前記に説明した上下方向以外に、十字状などに設定したりしてもよい。
【００９７】
また、前記にはトラックボールを例として説明したが、キーボードのキー間に配設されたスティック、パッド等、その他の構成の多方向入力装置において、直線方向などの予め設定された所定方向に向けてのみの入力操作をするために、振動によって誘導させるように構成してあっても同様の効果が得られるものとなる。
【００９８】
そして、前記に説明した振動による操作方向の誘導は、音量調節以外の用途でも使用でき、例えば音質調整、画面輝度の明暗調整や画面の拡大縮小などのような順方向、逆方向という操作や、所定メニューの中からの所望項目の選択時などにも適用することができる。
【００９９】
なお、誘導される方向は直線でなくともよく、曲線などで設定されたものであっても、その設定方向に対して異なる方向への操作時に振動による誘導をするものは本発明の範疇に入るものである。
【０１００】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、カーソルまたはポインタを動かすような平面上で縦、横、斜め方向への操作に用いるトラックボールやスティック、パッド等の多方向入力装置に対し、予め設定された所定の方向に対する操作を容易にするように操作方向を振動で誘導するものであるため、従来使用していた直線方向などに操作するための電子部品が不要となり、多方向入力装置で操作性よく前記所定方向に操作できるものとなるという効果が得られる。
【０１０１】
この多方向入力装置による直線方向などに誘導される操作によって、音量調整や音質調整、画面輝度の明暗調整や画面の拡大縮小のような順方向、逆方向という直線操作をする電子機器は、多方向入力装置のみを操作するものであるため、使用者の煩雑さも少なくでき、良好に操作できる電子機器となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による多方向入力装置の模式図
【図２】同多方向入力装置であるトラックボールを搭載したパーソナルコンピュータの外観斜視図
【図３】同パーソナルコンピュータの簡易的なブロック図
【図４】同直線的な操作時における振動発生を含む音量調整機能の操作手順を示すフローチャート
【図５】（ａ）音量表示バーグラフにトラックボールの回転遷移状態を矢印で重ねて表示した図
（ｂ）同仮想座標平面上で移動する仮想ポインタの移動状態を示す図
【図６】（ａ）経過時間に伴う振動の強さを表したタイムチャート
（ｂ）経過時間に伴う振動の強さを表したタイムチャート
（ｃ）経過時間に伴う振動の強さを表したタイムチャート
【図７】従来のパーソナルコンピュータの斜視図
【符号の説明】
２１  ボール状入力部
２２  検知部
２３  制御部
２３Ａ  第一演算部
２３Ｂ  第二演算部
２３Ｃ  第三演算部
２３Ｄ  記憶部
２４  振動発生部
３１  パーソナルコンピュータ
３２  本体部
３３  表示部
３４  キーボード
３５  トラックボール
４１  中央演算処理ユニット
４２  マイコン
５１  音量調整画面
５１Ａ  音量表示バーグラフ
６１〜６３  ボール状入力部の回転遷移状態
７１  入力有効領域部の許容幅
７１Ａ  中心軸
７２  左側の入力無効領域部
７３  右側の入力無効領域部
８１〜８９  仮想ポインタ軌跡
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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