(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
手動操作により操作される回転式の操作体と、この操作体に対する操作に応じた２次元の座標データを生成する座標データ生成手段と、前記操作体の周辺部に手が触れたことを検知する２個のセンサーと、前記操作体によりに回転させられる互いに直交する向きの２個のエンコーダとが設けられ、
前記センサーのいずれもが手の触れを検知しないときには、前記座標データ生成手段が前記操作に応じた移動データ又は回転座標データを生成し、いずれかの前記センサーが手の触れを検知したときには、前記座標データ生成手段が前記操作に応じたスクロールデータを生成するとともに、
前記一方のセンサーが手を検知しているときには、一方のエンコーダの出力に基づいてデータ生成手段で所定の方向のスクロールデータが生成され、他方のセンサーが手を検知しているときは、他方のエンコーダの出力に基づいてデータ生成手段から前記と異なる方向のスクロールデータが生成されることを特徴とするデータ入力装置。
【請求項２】
手動操作により操作される回転式の操作体と、この操作体に対する操作に応じた２次元の座標データを生成する座標データ生成手段と、前記操作体の周辺部に順に配置され且つ手が触れたことを検知する第１，第２，第３，第４のセンサーと、前記操作体によりに回転させられる互いに直交する向きの２個のエンコーダとが設けられ、
前記センサーのいずれもが手の触れを検知しないときには、前記座標データ生成手段が前記操作に応じた移動データ又は回転座標データを生成し、いずれかの前記センサーが手の触れを検知したときには、前記座標データ生成手段が前記操作に応じたスクロールデータを生成するとともに、
前記第１のセンサーまたは前記第３のセンサーが手を検知しているときには、一方のエンコーダの出力に基づいて前記データ生成手段で所定の方向のスクロールデータが生成され、前記第２のセンサーまたは前記第４のセンサーが手を検知しているときには、他方のエンコーダの出力に基づいて前記データ生成手段から前記と異なる方向のスクロールデータが生成されることを特徴とするデータ入力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータ上の画面で画像を移動させ、または回転させるためなどの座標データを入力するデータ入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は従来のデータ入力装置として、いわゆるトラックボールを使用したものを示す平面図である。
【０００３】
トラックボールと称される球状の操作体１は、三次元方向へ回転自在に支持され、この球状の操作体１によりＸエンコーダ２とＹエンコーダ３とが駆動される。
【０００４】
Ｘエンコーダ２は、Ｙ方向に延びる軸を中心として回転するローラ２ａと、このローラ２ａと一緒に回転する円板２ｂを有している。円板２ｂの外周部には切欠きが形成されており、この切欠き部と切欠きが形成されていない部分とが、円周方向へ一定ピッチで交互に形成されている。円板２ｂの外周部にはホトカプラ２ｃが対向している。ホトカプラ２ｃには、発光素子と受光素子とが対向して設けられており、発光素子と受光素子との間に円板２ｂの外周部が介在している。ローラ２ａおよび円板２ｂが回転すると、前記ホトカプラ２ｃから、円板２ｂの回転速度に応じた周波数のパルス出力が得られる。
【０００５】
同様に、Ｙエンコーダ３は、Ｘ方向に延びる軸を中心として回転するローラ３ａと、このローラ３ａと共に回転する円板３ｂと、円板３ｂの外周部に対向するホトカプラ３ｃとから構成されている。前記円板３ｂの外周部には、切欠部と切欠きが形成されていない部分とが、円周方向へ一定のピッチで繰返して形成されており、ホトカプラ３ｃからは、ローラ３ａおよび円板３ｂの回転速度に応じた周波数のパルス出力が得られる。
【０００６】
上記データ入力装置をコンピュータに接続した場合の一般的な入力動作を説明する。
【０００７】
球状の操作体１がＸ方向へ回転させられると、Ｘエンコーダ２のローラ２ａおよび円板２ｂが回転し、ホトカプラ２ｃからパルス出力が得られ、これが座標データに変換される。この座標データがコンピュータに入力されると、例えばコンピュータに接続された画面において、カーソル、または画面上のキャラクタや物体がＸ方向へ移動する。また操作体１がＹ方向へ回転させられると、Ｙエンコーダ３のローラ３ａおよび円板３ｂが回転し、ホトカプラ３ｃからのパルス出力が座標データに変換されて入力され、前記画面において、カーソルなどがＹ方向へ移動する。
【０００８】
また、操作体１がＸ軸とＹ軸の双方に角度を有する例えばα方向へ回転させられると、ローラ２ａとローラ３ａの両方が回転させられ、ホトカプラ２ｃとホトカプラ３ｃの双方からのパルスが座標データに変換され、画面上ではカーソルなどがα方向へ移動する。
【０００９】
また、例えばキーボード上の所定のキーを押しながら操作体１を回転させることにより、座標データとして回転モードのデータを入力することが可能である。例えば前記キーを押しながら操作体１をＸ方向へ回転させ、Ｘエンコーダ２のホトカプラ２ｃからパルス出力が得られると、これが座標上での回転データに変換されてコンピュータに入力される。その結果、例えば画面内に映し出されているキャラクタや物体などがＹ軸回り（θｙ方向）へ回転する。同様に、前記キーを押しながら操作体１がＹ方向へ回転させられると、例えば画面上で、前記キャラクタなどがＸ軸回り（θｘ方向）へ回転する。
【００１０】
すなわち、画面上のキャラクタなどは球状の操作体１と同じ方向へ回転することになる。したがって、操作体１がα方向へ回転させられると、前記キャラクタなどがα方向に直交する軸回りに回転する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
前記のように、球状の操作体１と、Ｘエンコーダ２およびＹエンコーダ３を備えたデータ入力装置では、Ｘ−Ｙ座標上での２次元内での移動方向と移動量ならびに移動速度の座標データを入力でき、また回転座標の入力モードでは、Ｙ軸回りの回転データとＸ軸回りの回転データを入力することが可能である。しかしながら、入力座標データは前記のものに限られ、例えば以下のような入力を行えない欠点を有している。
（１）座標上での回転データを入力する際に、Ｘ軸およびＹ軸に直交するＺ軸回りの回転データを入力することができない。すなわち、前記のように、所定のキーを押した回転モードで、操作体１をＸ方向へ回転させたとき、またはＹ方向へ回転させたときには、画面上でキャラクタなどを操作体１と同じ方向へ回転させるようにデータを入力することが可能である。しかしながら、例えば操作体１を図７においてθｚ方向（Ｚ軸回り方向）へ回転させても、Ｚ軸回りの回転データを入力させることができない。すなわち操作体１がθｚ方向へ回転しても、この回転の際の操作体１のＹ軸回り成分とＸ軸回り成分とにより、Ｘエンコーダ２とＹエンコーダ３が回転し、その出力パルスに応じて、キャラクタなどがＸ軸回りとＹ軸回りに回転しようとするだけである。
（２）また、図７に示す入力装置では、Ｚ軸方向への移動データを入力することができない。よって、例えば画面上に現れているキャラクタや物体などをＺ方向（画面の奥方向および手前方向）へ移動させるためのデータの入力は不可能である。
（３）Ｚ軸回りの回転データ、またはＺ軸方向へ移動データを入力させるためには、Ｚ軸回りに回転するＺエンコーダを付加すればよい。しかし、Ｚエンコーダを操作体１で高精度に回転させることは難しい。すなわち、Ｘエンコーダ２のローラ２ａとＹエンコーダ３のローラ３ａは、球状の操作体１の下側に位置しており、指で操作体１が回転させられるときにはこの操作体１がＺ軸方向へ押されるため、操作体１によりローラ２ａと３ａを確実に回転させることが可能である。しかし、指で操作体１を回転させたときに、Ｚ軸方向に軸方向を有するエンコーダを確実に回転させるのが困難である。
【００１２】
またＺエンコーダを設けると、操作体の厚さ方向（Ｚ方向）の寸法が大きくなって、入力装置の薄型化が困難である。
（４）以上のように、従来のデータ入力装置では、例えばＸエンコーダを用いてＸ軸を基準としたデータ以外の座標データを入力することができず、同様にＹエンコーダを用いてＹ軸を基準としたデータ以外の座標データを入力することができないものとなっている。したがって、図７に示すように、Ｘエンコーダ２とＹエンコーダ３のみを有しているものでは、Ｘ−Ｙ座標を基準とした２次元的なデータの入力が可能であるが３次元的なデータを入力することができない。
【００１３】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、１つのエンコーダを用いて、２つの座標データを個別に出力させることが可能なデータ入力装置を提供することを目的としている。
【００１４】
また本発明は、２次元方向の座標データや、３次元の各軸回りの回転データの入力を可能としたデータ入力装置を提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、手動操作により操作される回転式の操作体と、この操作体に対する操作に応じた２次元の座標データを生成する座標データ生成手段と、前記操作体の周辺部に手が触れたことを検知する２個のセンサーと、前記操作体によりに回転させられる互いに直交する向きの２個のエンコーダとが設けられ、
前記センサーのいずれもが手の触れを検知しないときには、前記座標データ生成手段が前記操作に応じた移動データ又は回転座標データを生成し、いずれかの前記センサーが手の触れを検知したときには、前記座標データ生成手段が前記操作に応じたスクロールデータを生成するとともに、
前記一方のセンサーが手を検知しているときには、一方のエンコーダの出力に基づいてデータ生成手段で所定の方向のスクロールデータが生成され、他方のセンサーが手を検知しているときは、他方のエンコーダの出力に基づいてデータ生成手段から前記と異なる方向のスクロールデータが生成されることを特徴とするものである。
【００１７】
本発明では、操作体の周辺部に指を触れることなく、操作体を操作すると、この操作体の回転に基づいて所定方向への移動および速度に関する座標データまたは所定の軸回りの回転データがコンピュータなどに入力される。また操作体の周辺部に指を触れた状態で操作体を回転させると、前記座標データと異なる方向の移動および速度に関する座標データまたは前記軸と異なる軸回りの回転データが得られる。
【００１８】
したがって、操作体をそのまま回転させるか、または周辺部に指を触れながら回転させるかにより、同じ操作体により異なるモードの座標データの入力が可能になる。また本発明では、操作体の周辺部にセンサーを設け、このセンサーに指を触れながら操作体を回転させることができるので、操作体を操作する手と逆の手でキーなどを押す必要がなく、異なるモードの入力を片手だけで制御できる。
【００３１】
また本発明は、手動操作により操作される回転式の操作体と、この操作体に対する操作に応じた２次元の座標データを生成する座標データ生成手段と、前記操作体の周辺部に順に配置され且つ手が触れたことを検知する第１，第２，第３，第４のセンサーと、前記操作体によりに回転させられる互いに直交する向きの２個のエンコーダとが設けられ、
前記センサーのいずれもが手の触れを検知しないときには、前記座標データ生成手段が前記操作に応じた移動データ又は回転座標データを生成し、いずれかの前記センサーが手の触れを検知したときには、前記座標データ生成手段が前記操作に応じたスクロールデータを生成するとともに、
前記第１のセンサーまたは前記第３のセンサーが手を検知しているときには、一方のエンコーダの出力に基づいて前記データ生成手段で所定の方向のスクロールデータが生成され、前記第２のセンサーまたは前記第４のセンサーが手を検知しているときには、他方のエンコーダの出力に基づいて前記データ生成手段から前記と異なる方向のスクロールデータが生成されることを特徴とするものである。
【００３２】
例えば、第２のセンサーと第４のセンサーのいずれかに手で触れて検知させ、手を触れた状態を保持しながら、操作体を回転させてＸ軸回りの出力を得るエンコーダまたはＹ軸回りの出力を得るエンコーダを回転させることにより、表示画面の一部または全体をＸ軸方向またはＹ軸方向にスクロールさせることができる。
【００３３】
また第１のセンサーと第３のセンサーのいずれかに手で触れて検知させ、手を触れた状態を保持しながら、操作体を回転させてＸ軸回りの出力を得るエンコーダまたはＹ軸回りの出力を得るエンコーダを回転させることにより、第２および第４のセンサーによってスクロールする方向とは異なる方向、すなわち前記第２または第４のセンサーでＹ軸方向（縦方向）にスクロールさせたならば、第１または第３のセンサーではＸ軸方向（横方向）にスクロールさせることができる。
【００３６】
なお、操作体１の周囲に手を検知することができる第１，第２，第３，第４のセンサーが順に設けられている場合、前記第１，第２，第３，第４のセンサーを順番に手で触れることにより、Ｚ軸回りの回転データを出力させることができる。また、前記とは逆方向に順番に手で触れることにより、前記とは逆方向のＺ軸回りの回転データを出力できる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明のデータ入力装置を示す斜視図、図２はその平面図、図３は、コンピュータに接続された画面の表示の一例を示す正面図、図５はデータ入力装置の回路構成図である。
【００３９】
図１に示す符号１０は、データ入力装置の本体ケースである。この本体ケース１０は、キーボードと独立したものとして構成できるが、この本体ケース１０がキーボードのケースであってもよい。
【００４０】
トラックボールと称される球状の操作体１は、Ｘ軸回り、Ｙ軸回りおよびＺ軸回りの各方向へ回転自在に支持されている。この操作体１の球形状の赤道線は、ケース本体１０の表面１０ａよりも下側に位置しており、指で操作体１を回転させるとき、指が赤道線よりも上の部分で操作体１に接触するようになっている。図７に示した従来例と同様にＸエンコーダ２とＹエンコーダ３を有している。Ｘエンコーダ２は、ローラ２ａと、外周部に切欠部が一定のピッチで形成された円板２ｂと、この円板２ｂの外周部に対向するホトカプラ２ｃとから構成され、Ｙエンコーダ３も、ローラ３ａと、同じく外周部に切欠部が一定のピッチで形成された円板３ｂと、ホトカプラ３ｃとから構成されている。
【００４１】
球状の操作体１を指で回転させると、前記ローラ２ａおよび／またはローラ３ａが操作体１で回転させられ、ホトカプラ２ｃおよび／またはホトカプラ３ｃから回転速度に応じた周波数のパルス出力が得られる。またホトカプラ２ｃとホトカプラ３ｃには、前記切欠部を検出する発光素子と受光素子とが２組づつ設けられいる。第１の組の発光素子および受光素子と、第２の組の発光素子および受光素子とで切欠部を検出する位相がずれており、ローラ２ａおよび３ａの回転方向を検出可能となっている。またホトカプラ２ｃおよび３ｃからはローラ２ａとローラ３ａの回転速度に応じた周波数のパルス出力が得られる。
【００４２】
球状の操作体１の外周部のケース本体１０の表面１０ａには、第１，第２，第３，および第４のセンサーとして、接触検知方式または感圧検知方式のタッチスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，およびＳＷ４が設けられている。図１に示すように、球状の操作体１の周縁部に指Ｆで回転力を与える場合に、前記指Ｆが前記スイッチに接触するように、前記各スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３およびＳＷ４が、操作体１の周縁部に近接して設けられている。したがって、図１に示すように、操作体１の周縁部に指Ｆを当てて、操作体１をＺ軸回りにθｚ方向へ回転させると、指ＦがスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３およびＳＷ４に順に接触するようになる。
【００４３】
図１に示すように、本体ケース１０の側面１０ｂには、ローラ状の他の操作体１１が設けられている。この操作体１１は、Ｘ軸方向に延びる軸１１ａを中心として回転自在に設けられている。この操作体１１はバネ１２，１２によりＹ（−）方向へ付勢されており、ローラ状の操作体１１の一部が前記側面１０ｂから操作可能に突出している。
【００４４】
側面１０ｂから突出している前記操作体１１を指で押しながら回転させると、この操作体１１によりＹエンコーダ３のローラ３ａが回転させられる。
【００４５】
図１に示すように本体ケース１０の側面１０ｂには、前記操作体１１の周囲を囲むように、接触検知方式または感圧検知方式のタッチスイッチＳＷ５が設けられている。本体ケース１０の側面１０ｂからの前記操作体１１の突出量はわずかであり、且つスイッチＳＷ５が操作体１１に接近して設けられている。そのため、操作体１１を指で操作する際に、必然的に指がスイッチＳＷ５に触れるようになっている。
図５に示す回路構成について説明する。
【００４６】
この実施の形態では、Ｘエンコーダ２およびＹエンコーダ３からのパルス出力が波形整形されてコンピュータのＣＰＵ１９に直接入力され、またタッチスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４，ＳＷ５の検知出力も所定のインターフェースを介してＣＰＵ１９に入力される。また図５に示されている移動・回転切替スイッチＳＷ６は、例えばキーボード上の所定のキーである。この切替信号もＣＰＵ１９に入力される。
【００４７】
ＣＰＵ１９に入力された各信号は、予め設定されたソフトウエアに基づいて処理されるが、その処理工程を図５において回路構成に置き換えて示している。したがって、図５でブロック図で示すような回路を基板上に構成してもよい。
【００４８】
図５に示す回路ブロック図では、エンコーダからのパルス出力がレジスタ群２０のうちのいずれかに与えられ、さらに出力レジスタ２１から信号変換部２２に与えられて、座標データ、すなわち座標上の移動データまたは座標上の回転データに変換されて画像処理部に与えられる。したがって、この構成では、レジスタ群２０、出力レジスタ２１および信号変換部２２により、座標データ生成部が構成されている。
【００４９】
Ｘエンコーダ２のホトカプラ２ｃからのパルス出力は切替部２３に与えられる。移動・回転切替スイッチＳＷ６が移動モードのとき（一般的にはキーボード上の所定のキーが押されていないとき）には、前記パルス出力がライン２４から、Ｘレジスタ２０ｘに与えられ、Ｘ軸方向への移動データが入力される。
【００５０】
Ｙエンコーダ３からのパルス出力は切替部２５に送られる。ＳＷ６が座標上の移動モードのときには、切替部２６に与えられ、さらに切替部２６において、タッチスイッチＳＷ５が指を検知していないときには、ライン２７からＹレジスタ２０ｙに与えられ、Ｙ軸方向への移動データが入力される。
【００５１】
また、操作体１が操作されず、代わりにローラ状の操作体１１が操作されてこれによりＹエンコーダ３のローラ３ａが回転させられるときには、タッチスイッチＳＷ５に指が触れるため、切替部２６ではＹエンコーダ３からのパルス出力がライン２８を経てＺレジスタ２０ｚに与えられ、Ｚ軸方向への座標上の移動データが入力される。
【００５２】
移動・回転切替スイッチＳＷ６が回転入力モードのとき（例えばキーボード上の所定のキーが押されているとき）、Ｘエンコーダ２からのパルス出力が切替部２９および切替部３１に与えられる。タッチスイッチＳＷ１およびＳＷ３に指が触れていないとき、前記パルス出力はライン３２またはライン３３からＹ軸回りレジスタ２０θｙに与えられ、Ｙ軸回りの回転データが座標データとして入力される。
【００５３】
同様に移動・回転切替スイッチＳＷ６が回転モードのとき、Ｙエンコーダ３からのパルス出力が切替部３４および切替部３５に与えられる。このときタッチスイッチＳＷ２およびタッチスイッチＳＷ４に指が触れていないときには、前記パルス出力はライン３６またはライン３７からＸ軸回りレジスタ２０θｘに与えられ、Ｘ軸回りの回転データが座標データとして入力される。
【００５４】
タッチスイッチＳＷ１に指が触れているときには、Ｘエンコーダ２からのパルス出力が切替部２９にて切換えられ、符号反転手段３８を経てＺ軸回りレジスタ２０θｚに与えられ、Ｚ軸回りの回転データが座標データとして入力される。またスイッチＳＷ３に指が触れているときには、Ｘエンコーダ２からのパルス出力は、切替部３１からライン３９を介して符号反転させられることなくＺ軸回りレジスタ２０θｚに与えられる。
【００５５】
同様に、タッチスイッチＳＷ２に指が触れているときには、Ｙエンコーダ３からのパルス出力が切替部３４により切換えられ、ライン４１を経てＺ軸回りレジスタ２０θｚに与えられ、Ｚ軸回りの回転データが入力される。またタッチスイッチＳＷ４に指が接触しているときには、Ｙエンコーダ３からのパルス出力が、切替部３５により切換えられ、符号反転手段４２を経てＺ軸回りレジスタ２０θｚに与えられる。
【００５６】
すなわち、第１のセンサーであるスイッチＳＷ１と第３のセンサーであるスイッチＳＷ３に指が触れていると、Ｘエンコーダ２からのパルス出力がＺ軸回りの回転データに変換されるが、このときスイッチＳＷ１に指が触れているときと、スイッチＳＷ３に指が触れているときとで、Ｘエンコーダ２のパルス出力の符号が反転させられ、すなわち、ローラ２ａの回転方向が変わっても、同じ方向の回転パルス出力としてＺ軸回りレジスタ２０θｚに与えられる。
【００５７】
同様に、タッチスイッチＳＷ２に指が接触しているときと、スイッチＳＷ４に指が接触しているときとで、Ｙエンコーダ３からのパルス出力の符号が反転させられ、ローラ３ａの回転方向が変わっても同じ方向の回転パルス出力としてＺ軸回りレジスタ２０θｚに与えられる。
【００５８】
以上から、図１に示すように、操作体１の周辺部に指Ｆを当て、この指で操作体１をＺ軸回りの時計方向（θｚ（＋）方向）へ回転させ、このとき指ＦがスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４に順に触れていったとすると、Ｚ軸回りレジスタ２０θｚからＺ軸回りの回転データが出力される。すなわち、操作体１の周辺部に指Ｆを当てて操作体１をθｚ方向へ回転させるとき、指は操作体１の赤道線よりも上の部分を回転させることになるため、操作体１はＸ軸回りのθｘ回転成分、および／またはＹ軸回りのθｙ回転成分を持つことになり、このときＸエンコーダ２からの出力とＹエンコーダ３からの出力パルスを利用して、Ｚ軸回りの回転データを出力することができる。
【００５９】
ただし、指がスイッチＳＷ１に触れているときは操作体１のθｙ（＋）方向への回転成分によりローラ２ａがθｙ（−）方向へ回転するが、そのまま指ＦがスイッチＳＷ３に至ると、操作体１のθｙ（−）方向の回転成分によりローラ２ａがθｙ（＋）方向へ逆転する。この場合に、スイッチＳＷ１に指が接触しているときにＸエンコーダ２からのパルス出力の符号を反転させることにより、操作体１がθｚ（＋）方向へ回転し続ける限り、Ｘエンコーダ２が同方向へ回転しているのと同じパルス出力をＺ軸回りレジスタ２０θｚに与えることができる。
【００６０】
これはＹエンコーダ３についても同様である。指がスイッチＳＷ２に触れて操作体１をθｚ（＋）方向へ回転させているとき、操作体１のθｘ（−）方向の回転成分によりローラ３ａはθｘ（＋）方向への回転し、指がスイッチＳＷ４に至ると、操作体１のθｘ（＋）方向への回転成分により、ローラ３ａがθｘ（−）方向へ逆転する。このとき、スイッチＳＷ２に指が触れているときとスイッチＳＷ４に指が触れているときとでＹエンコーダ３からの出力パルスの符号を反転させることにより、常にＹエンコーダ３が同じ方向に回転しているのと同じパルス出力をＺ軸回りレジスタ２０θｚに与えることができる。
【００６１】
したがって、指Ｆを操作体１の周縁部に当て、操作体１をＺ軸回りの時計方向へ連続的に回転させ、指がスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４に順に接触していくと、Ｘエンコーダ２およびＹエンコーダ３により、レジスタ２０θｚに対し、常にＺ軸回りの時計方向の連続回転データとして与えることができる。
【００６２】
これは操作体１をＺ軸回りの反時計方向（θｚ（−）方向）へ回転させたときも同じである。
【００６３】
次に上記データ入力装置の動作について図６に示すフローチャートを参照して説明する。
【００６４】
図３はコンピュータに接続されたディスプレイの画面を示している。以下においては、各モードでの座標データの入力を、画面に表示された物体Ｍの移動および回転動作に対応させて説明する。
（移動モードでの入力）
移動モードでは、移動・切替スイッチＳＷ６が移動モードであり、これは例えばキーボード上での所定のキーを押すことなく操作体１または操作体１１を操作した場合である（ステップ１；ＳＴ１）。
【００６５】
球状の操作体１をいずれかの方向へ回転させると、Ｘエンコーダ２のローラ２ａのみが回転し、またはＹエンコーダ３のローラ３ａのみが回転する。あるいはローラ２ａと３ａの双方が回転する。
【００６６】
Ｘエンコーダ２からのパルス出力（ＳＴ２）は、そのままライン２４を経てＸレジスタ２０ｘに与えられ、出力レジスタ２１にロードされる。ステップ４（ＳＴ４）では、レジスタ群２０の各レジスタがクリア（リセット）され、信号変換部２２で座標データに変換されて（ＳＴ５）、Ｘ座標上の移動データとして出力され、コンピュータの画像処理部に入力される。
【００６７】
操作体１の回転操作では、タッチスイッチＳＷ５に指が触れないため、ステップ６（ＳＴ６）ではスイッチＳＷ５がＯＦＦであり、よってＹエンコーダ３からのパルス出力（ＳＴ３）は、Ｙレジスタ２０ｙに与えられて、同様に出力レジスタ２１にロードされ、ステップ５（ＳＴ５）でＹ座標上の移動データとして出力される。
【００６８】
よって、この場合、操作体１の回転方向に応じて、例えば図３に示す画面上の物体Ｍは画面に沿ってＸ−Ｙ座標面内で移動する。
【００６９】
ここで、操作体１を操作せず、ローラ状の操作体１１を回転操作する場合を説明する。このとき指ＦがタッチスイッチＳＷ５に接触しスイッチＳＷ５がＯＮになるため、Ｙエンコーダ３からのパルス出力が、切替部２６からＺレジスタ２０ｚに与えられ、Ｚ座標上での移動データとして出力され、画像処理部に入力される。よって、このときには、図３に示す画面上にて物体ＭがＺ方向（奥行き方向）へ移動する。
（回転モードでの入力）
回転モードでの入力は、操作体１を回転させることにより行なわれる。このときには、ステップ１（ＳＴ１）において、例えばキーボード上の所定のキーを押しながら操作体１を回転させることにより、移動・回転切替スイッチＳＷ６が回転モードに切換えられる。
【００７０】
各タッチスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４およびＳＷ５に指を触れることなく、操作体１を回転させると、Ｘエンコーダ２のローラ２ａまたはＹエンコーダ３のローラ３ａが回転し、またはローラ２ａとローラ３ａの双方が回転する。
【００７１】
Ｘエンコーダ２のθｙ方向への回転によるパルス出力（ＳＴ７）は、そのままＹ軸回りレジスタ２０θｙに与えられ、Ｙエンコーダ３のθｘ方向への回転によるパルス出力（ＳＴ８）は、そのままＸ軸回りレジスタ２０θｘに与えられる。Ｙ軸回りレジスタ２０θｙからの出力および／またはＸ軸回りレジスタ２０θｘからの出力は、信号変換部２２でＹ軸回りまたはＸ軸回りの座標データとなり（ＳＴ５）、画像処理部に入力される。その結果、図３の画面上での物体Ｍはθｙ方向またはθｘ方向あるいはθｙとθｘとが合成された方向へ回転する。
【００７２】
次に、図１に示すように、指Ｆで操作体１の外周部に触れそのまま操作体１をＺ軸回りの例えばθｚ（＋）方向へ回転させると、Ｚ軸回りのデータを入力できる。
【００７３】
指がスイッチＳＷ１に触れている状態で、操作体１をθｚ（＋）方向へ回転させると、操作体１はθｙ（＋）方向の回転成分を持つ。すなわちこのとき指Ｆは、操作体１の赤道線よりも上の部分に触れながら、θｚ（＋）方向への力が与えられるため、操作体１はθｚ（＋）方向へ回転し且つθｙ（＋）方向への回転成分を持つことになる。そのため、ローラ２ａがθｙ（−）方向へ回転する。よって図６のステップ９（ＳＴ９）によりＸエンコーダ２からのパルス出力が符号反転手段３８で反転されて、Ｚ軸回りレジスタ２０θｚにロードされる。指がスイッチＳＷ２に接触するに至ると、操作体１のθｘ（−）方向への回転成分でローラ３ａがθｘ（＋）方向へ回転させられるが、このときのＹエンコーダ３からのパルス出力はＳＴ１０からＺ軸回りレジスタ２０θｚに反転することなく与えられる。
【００７４】
指がスイッチＳＷ３に接触する位置に至ると、操作体１のθｙ（−）方向への回転成分により、今度はローラ２ａがθｙ（＋）方向へ逆転される。このときのＸエンコーダ２からの出力パルスはＳＴ１１から符号反転することなくＺ軸回りレジスタ２０θｚに与えられる。さらに指ＦがスイッチＳＷ４に接触する位置に至ると、操作体１のθｘ（＋）方向への回転成分により、ローラ３ａがθｘ（−）方向へ回転する。このとき、Ｙエンコーダ３からの出力パルスはＳＴ１２から符号反転手段４２により符号が反転されてＺ軸回りレジスタ２０θｚに与えられる。
【００７５】
したがって、指ＦでスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４に順に触れながら、操作体１をθｚ方向へ回転させると、ＳＴ５のデータ変換動作では、Ｚ軸回りの回転データを出力でき、図３に示す画面において、物体Ｍがθｚ方向へ回転する。
【００７６】
次に、図２に示すものでは、Ｙエンコーダ３のローラ３ａは操作体１の下部に常に接触する位置にあり、ローラ状の操作体１１を操作するときのみ、操作体１１がローラ３ａに当たるようになっている。よって操作体１でローラ３ａを回転させているとき、操作体１１が回転することがない。しかし操作体１１でローラ３ａを回転させるときに、操作体１が一緒に回転することがあり得る。
【００７７】
図４（Ａ）（Ｂ）はこの点を改良した例を示している。ローラ３ａ、円板３ｂおよびホトカプラ３ｃから成るＹエンコーダ３の両側に板ばねまたは線ばねなどのばね１３が延びている。そして、操作体１１の軸１１ａを支持する支持体１１ｂが、前記ばね１３の両端部に当接している。
【００７８】
図４（Ａ）では、操作体１１が押されていないため、ローラ３ａは操作体１に接触している。図４（Ｂ）に示すように、操作体１１を押して回転させると、支持体１１ｂ，１１ｂによりばね１３の両端部が押され、ばね１３が撓んで、Ｙエンコーダ３全体が図示下方へ移動し、ローラ３ａが操作体１から離れるとともに、操作体１１がローラ３ａに接触する。よって、図４（Ｂ）では操作体１１でローラ３ａを回転させることができ、且つローラ３ａを操作体１から離すことができる。
【００７９】
さらに、図１に示すデータ入力装置を使用して別の入力動作を行なうことができる。
【００８０】
すなわち、操作体１の周囲に形成されたタッチスイッチＳＷ２およびＳＷ４のいずれかに指Ｆで触れ、指を検知させた状態（スイッチオンの状態）を保持しつつ操作体１をθｘ方向へ回転させる。このときにＹエンコーダ３のθｘ方向の回転出力がレジスタと信号変換部から成る座標データ生成手段によって、Ｙ方向スクロールデータに変換される。よって表示画面の一部あるいは全体をＹ軸方向（縦方向）へスクロールさせることができる。
【００８１】
また、タッチスイッチＳＷ１およびＳＷ３のいずれかに指Ｆで触れ、その状態を保持しつつ操作体１をθｙ方向へ回転させる。このときのＸエンコーダ２のθｙ方向の回転出力が座標データ生成手段によってＸ方向スクロールデータに変換される。よって、表示画面の一部あるいは全体をＸ軸方向（横方向）へスクロールさせることができる。
【００８２】
なお、タッチスイッチに手が触れていないときに、前記のように、Ｘエンコーダ２またはＹエンコーダ３の回転出力によりＸ−Ｙ座標上での移動データ、またはＸ軸回りまたはＹ軸回りの回転座標データが生成される。
【００８３】
なお、タッチスイッチＳＷ１またはＳＷ３に手が触れた状態で操作体１をθｙ方向へ回転させたときにＸ方向へのスクロールデータが生成され、タッチスイッチＳＷ２またはＳＷ４に手が触れた状態で操作体１をθｙ方向へ回転させたときにＹ方向のスクロールデータが生成されてもよい。
【００８４】
上記のように所定のスイッチを押し操作体１を回転させるだけで、例えば文書の入力画面であれば画面を文頭または文末方向あるいは行頭または行末方向へ移動させることができる。
【００８５】
このようなスクロール機能を追加する場合には、上記したデータ入力装置を制御するドライバソフトウエアのプログラムを変更することにより行なうことができる。
【００８６】
なお、図１と図２に示すように、ＳＷ１とＳＷ３を一対とし、ＳＷ２とＳＷ４を一対とすると、右手または左手の双方で操作でき、または右手利き、左手利きの人がそれぞれスクロール操作できる。なお、タッチスイッチＳＷ１とＳＷ４を設けず、タッチスイッチＳＷ２とＳＷ３のみ設けることにより、前記のようにＸ方向のスクロール操作とＹ方向のスクロール操作を行なうことができる。
【００８７】
上記においては、図５に示す回路構成図および図６に示すフローチャートにおいて、さらにＸ軸方向およびＹ軸方向スクロール用のレジスタをレジスタ群２０に追加したり、別のレジスタを交換するなどして変更することができる。
【００８８】
さらに上述したＺ軸回りの回転データの入力を別の方法で行なうことができる。
【００８９】
すなわち、操作体１の周りに設けたタッチスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４のみを使用してＺ軸回りの回転データの入力ができる。
【００９０】
例えば、操作体１を回転させず、手でタッチスイッチをＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４の順で触れることでＺ軸に対して時計回りの回転データを出力させる。逆に手でタッチスイッチをＳＷ４，ＳＷ３，ＳＷ２，ＳＷ１の順で触れることによりＺ軸回りに対して反時計回りの回転データを出力させることができる。
【００９１】
またＺ軸回転データを得るためにタッチスイッチをさらに細かく配置してもよい。
【００９２】
また、タッチスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４の代わりにリング状のメンブレンスイッチ、タッチセンサを設け、指の触れる位置をＺ軸回りに細かく検出できるようにしてもよい。
【００９３】
【発明の効果】
以上のように本発明では、操作体の周辺に位置するセンサーに手を触れているか否かで、異なる座標データを入力できる。よって、共通のエンコーダを複数モードの入力に使用でき、構造を簡単にできる。またＸエンコーダとＹエンコーダを有する入力装置で３次元座標に関する入力も可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のデータ入力装置の部分斜視図、
【図２】データ入力装置の平面図、
【図３】データ入力装置の入力による画面表示動作の一例を示す説明図、
【図４】（Ａ）（Ｂ）は他の操作体の支持構造および動作を示す平面図、
【図５】回路構成の一例を示す回路構成図、
【図６】動作フローチャート、
【図７】従来のデータ入力装置の構造の概略を示す平面図、
【符号の説明】
１  球状の操作体
２  Ｘエンコーダ
２ａ  ローラ
２ｂ  円板
２ｃ  ホトカプラ
３  Ｙエンコーダ
３ａ  ローラ
３ｂ  円板
３ｃ  ホトカプラ
１０  本体ケース
１１  ローラ状の操作体
２０  レジスタ群
２１  出力レジスタ
２２  信号変換部
３８，４２  符号反転手段
ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４，ＳＷ５  センサーとしてのタッチスイッチ
【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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