(57)【要約】【課題】  ステップカーソル操作とフリーカーソル操作の両立が図れるトラックボールを用いた座標指示装置を提供する。【解決手段】  球体１０と、この球体１０を回転可能に支持する球体支持台２６と、前記球体の回転方向を検知する回転検知部２４と、球体の回転中心Ｐを通るＸ軸方向の両側に配置されるＹ軸回転支点機構部６０と、前記Ｘ軸方向と９０度ずれて前記回転中心を通るＹ軸方向の両側に配置されるＸ軸回転支点機構部５０とを備え、前記Ｙ軸回転支点機構部６０と前記Ｘ軸回転支点機構部５０は、球体１０の両側から球体１０に接触する一対の回転支点部５１，６１と、該回転支点部５１，６１を球体１０の表面に接触または離脱させる支点機構部５２、６２とを備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
球体と、この球体を回転可能に支持する球体支持台と、前記球体の回転方向を検知する回転検知部とを備えた座標指示装置であって、
前記球体の中心の両側に配置され、該球体の回転方向を規制する回転支点機構部を備え、
前記回転支点機構部は、球体の両側から球体に接触する一対の回転支点部と、該回転支点部を球体の表面に接触または離脱させる支点機構部とから構成する
ことを特徴とする座標指示装置。
【請求項２】
請求項１記載の座標指示装置において、
球体の回転中心を通るＸ軸方向の両側に配置されるＹ軸回転支点機構部と、前記Ｘ軸方向と９０度ずれて前記回転中心を通るＹ軸方向の両側に配置されるＸ軸回転支点機構部とを備え、
前記Ｙ軸回転支点機構部と前記Ｘ軸回転支点機構部は、球体の両側から球体に接触する一対の回転支点部と、該回転支点部を球体の表面に接触または離脱させる支点機構部とを備えている
ことを特徴とする座標指示装置。
【請求項３】
前記請求項２記載の座標指示装置において、
前記支点機構部を動作制御する制御部を備え、
前記制御部は、２組の前記回転支点部を球体と離脱させた第１の状態と、どちらか１組の前記回転支持部を前記球体に接触する第２の状態と、２組の前記回転支点部を前記球体の表面に接触させる第３の状態を取り得るように前記支点機構部を動作制御する
ことを特徴とする座標指示装置。
【請求項４】
前記請求項３記載の座標指示装置において、
前記制御部は、前記外部装置からの動作信号に基づいて前記第１の状態と第２の状態と第３の状態を動作制御する
ことを特徴とする座標指示装置。
【請求項５】
前記請求項３または４記載の座標指示装置において、
前記第２の状態では、球体に接触しない回転支点部を、所定の時間間隔、または外部装置からのイベント情報に基づいて球体に接触させるように前記支点機構部を動作制御する
ことを特徴とする座標指示装置。
【請求項６】
前記請求項１乃至５のいずれかに記載の座標指示装置において、
前記球体を透光性素材で形成し、該球体の表面から前記球体の規制される回転方向を表示する表示装置を前記球体を介して視認可能な筺体内部に配置した
ことを特徴とする座標指示装置。
【請求項７】
前記請求項１乃至６のいずれかに記載の座標指示装置において、
前記球体を透光性素材で形成し、
筺体内部に、発光源と、この発光源から照射されて、球体の表面の障害物の反射光を撮影するカメラを備えた
ことを特徴とする座標指示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トラックボールを用いた座標指示装置に関するものであり、特に、表示画面に各種の選択ボタンとカーソルを表示し、このカーソルをトラックボールの操作で所望の選択ボタンに移動させて、当該選択ボタンに割り当てられた機能を遠隔操作で実行させる座標指示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、放送の多チャンネル、多情報化（データ放送など）によりテレビの機能が増えてきている。また、ハードディスクレコーダーも普及し、EPGや録画予約、録画済みコンテンツの検索など、パーソナルコンピュータ並の機能が家庭内に入ってきている。これらの基本的な操作は、表示画面に各種の選択ボタンとカーソルを表示し、このカーソルを座標指示装置の操作で所望の選択ボタンに移動させて、当該選択ボタンに割り当てられた機能を実行させるものである。
【０００３】
従来のテレビのリモコンは、赤外線を用いて遠隔操作が可能なものが主流である。これらリモコンは、決定キーの上下左右にカーソルの移動キーを備えた十字カーソルが一般的である。また、テレビの場合、表示画面に表示される複数の選択ボタンは、必ず１つが選択状態（強調表示）となっており、前記移動キーを操作することで、移動方向の選択ボタンが選択状態となり、前記決定キーの操作で強調表示された選択ボタンに割り当てられた機能が実行されるのが一般的である。
【０００４】
また、テレビ放送が受信可能なパーソナルコンピュータではマウスで操作するものがある。また、マウスと同様な座標指示装置としてマウスを反転させた構造を備えたトラックボールがある。これらトラックボールでは、平らな操作面を必要とすることなく自由な座標を指示することができる反面、細かな操作性が苦手であり、項目を行き過ぎたり、あるいは、戻り過ぎたりして、操作に苛立ち易い課題がある。これらのトラックボールの課題を解決するために、トラックボールの球面に接するように駆動部を備えたＸ軸トルクローラとＹ軸トルクローラを設けて、カーソルの移動にともなうクリック感や移動制限を与えるようにしたものがある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２７２６３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
テレビの操作系は、パーソナルコンピュータの机上での操作系と違い、ソファーに寝転んだり自由な姿勢での遠隔操作が可能なリモコンによる操作が主体となっている。したがって、パーソナルコンピュータ並の機能が導入されたテレビの操作系は、自由な姿勢でも複雑な操作が可能なリモコンとGUIが求められている。特に、メニュー操作やコンテンツの選択など、リスト表示されたアイテムを選択するステップカーソル操作と、Webや地図表示などを自由にポインティングできるフリーカーソル操作を両立するデバイスが望まれる。そのためには、細かな操作と大雑把な操作（大きな移動と微調整）の両立が重要である。
【０００７】
従来のテレビの操作では十字カーソルを使った遠隔操作のリモコンが中心であり、リストや表の項目数が多くなるとボタンを押す回数が増えると言う課題がある。この課題に対して、ボタンを押し続けるとカーソルが連続的に移動するなど工夫はされているが、そのスピードが速いと項目を行き過ぎるし、遅いと時間がかかるという問題がある。
【０００８】
また、マウスは画面の中の機能ボタンを自在に選択するために有効な手段だが、平らな操作面を必要とし、あるいは操作姿勢に制約があり十分な解決手段ではない。この点、トラックボールは、平らな操作面を必要とすることなく、ボタンを押す回数が増えると言う課題がない反面、細かな操作性が苦手であり、項目を行き過ぎたり、あるいは、戻り過ぎたりして、操作に苛立ち易い課題がある。
【０００９】
前記トラックボールの課題は、この課題の解決を目的とした前記従来例である程度解決することができる。しかし、この従来例は、トラックボールの球面に常に駆動部を備えたＸ軸トルクローラとＹ軸トルクローラが接触しているために、移動制限を与えるには有効であるが、トラックボールの最も特徴的なフリーカーソル操作に課題を備えている。
【００１０】
そこで、この発明の目的とするところは、ステップカーソル操作とフリーカーソル操作の両立が図れるトラックボールを用いた座標指示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明に係る座標指示装置は、球体と、この球体を回転可能に支持する球体支持台と、前記球体の回転方向を検知する回転検知部とを備え、前記球体の中心の両側に配置され、該球体の回転方向を規制する回転支点機構部を備え、前記回転支点機構部は、球体の両側から球体に接触する一対の回転支点部と、該回転支点部を球体の表面に接触または離脱させる支点機構部とから構成する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、機械的の構造により、ステップカーソル操作とフリーカーソル操作の両立が図れるトラックボールを用いた座標指示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図１から図１２を参照して、この発明に係る座標指示装置を備えたテレビジョン受像機の実施の形態を具体的に説明する。図１から図９が第１の実施の形態、図１０から図１２が他の実施の形態を示している。なお、同一の部位や矢印などは同一符号をもって示し、重複した説明を省略する。
（第１の実施の形態）
図１から図９は、この発明に係る座標指示装置の基本的な構造を備えたテレビジョン受像機の実施の形態を説明するものである。なお、同一部位や矢印などは同一符号をもって示し、重複した説明を省略する。
【００１４】
先ず、図１を参照して、この実施の形態に係るテレビジョン受像機の概略構造を説明する。ここで、図１は第１の実施の形態に係るテレビジョン受像機の概略構造図である。
【００１５】
図１において、この実施の形態に係るテレビジョン受像機は、表示部１０１を備えた受像機本体１００と、この受像機本体１００の各種の操作を入力する遠隔操作装置１とから構成される。受像機本体１００は、１つの筐体に表示部１０１や記憶部１０８（図２で図示）などを収めた一体型の極一般的なテレビジョン受像機でも良いし、表示部１０１を他の装置と独立して設けた表示部分離型の筐体構造でも良い。ここでは、一体型のテレビジョン受像機で説明している。また、遠隔操作装置１は、表示部１０１に表示されるカーソル９０の操作をトラックボール１０で行う遠隔操作型のリモコンである。この実施の形態では、赤外線信号を用いてチャンネル選局や各種の操作を遠隔操作できる事例で説明するが、これに限定されるものではなく、無線装置を備えたり、あるいは、コードを介して操作信号を受像機本体に指示する構造のものでも良い。
【００１６】
このテレビジョン受像機は、受像機本体１００に内蔵したチューナ１０４（図２で図示）によりテレビ放送などのコンテンツの視聴ができる他、受像機本体１００に内蔵した制御部１０９が遠隔操作装置１からの指示操作に基づいて、特定の機能が割り当てられた複数の操作ボタンやアイコン、あるいは写真画像や動画像などの選択枝を表示部１０１の表示画面１０１ａに表示し、これらの選択枝に対してトラックボール１０で指示されるＸ座標とＹ座標からなる座標位置信号によりカーソルを移動させ、このカーソルを位置合わせすることにより選択し、この選択された選択枝に対し、特定の機能が割り当てられていれば、その特定の機能を実行することができる。
【００１７】
そして、この実施の形態の大きな特徴の１つは、メニュー操作やコンテンツの選択などのリスト表示されたアイテムを選択するステップカーソル操作と、Webや地図表示などを自由にポインティングできるフリーカーソル操作を両立するトラックボール１０からなる座標指示装置を備えた遠隔操作装置１を採用した点にある。
【００１８】
この実施の形態では、前記特徴を実現するために、自由に回転可能に取り付けられるトラックボール１０に対して、Ｘ軸方向とＹ軸方向の２つの方向に、トラックボール１０の球面に対して接触と離脱が可能な回転支点機構部４０を備えるようにする。この回転支点機構部４は、Ｘ軸回転支点機構部５０とＹ軸回転支点機構部６０とから構成される。これら２つの回転支点機構部５０、６０は、それぞれ対となって対向する方向からトラックボール１０を挟む支点部５１、６１と、この支点部５１、６１をトラックボールの球面と接触させたり離脱させたりする支点機構部５２、６２とから構成される。
【００１９】
この特徴的な構造によれば、支点機構部５２，６２を介して１対の支点部５１，６１を移動させてトラックボール１０を対向する方向から挟みつけることにより、この１対の支点部５１，６１を結ぶ回転軸ＰＸ、ＰＹを介してトラックボール１０を回転させることができる。逆に、この１対の支点部５１，６１をトラックボール１０の球面から離脱させると、トラックボールは元の自由な回転を取り戻すことができる。
【００２０】
例えば、Ｙ軸方向に配置されるＸ軸回転支点機構部５０では、１対のＸ軸支点機構部５２を介して１対のＸ軸支点部５１をトラックボール１０の球面に接触させると、この１対のＸ軸支点部５１で形成されるＸ軸回転軸ＰＸを中心にトラックボール１０をＸ軸方向に回転させて、他の方向への回転を阻害することができる。このため、トラックボール１０を回転させると、その回転方向は直線的な回転となるので表示画面１０１ａのカーソル９０をＸ軸方向に直線的に移動させることができる。
【００２１】
同様に、Ｘ軸方向に配置されるＹ軸回転支点機構部６０では、１対のＹ軸支点機構部６２を介して１対のＹ軸支点部６１をトラックボール１０の球面に接触させると、この１対のＹ軸支点部６１で形成されるＹ軸回転軸ＰＹを中心にトラックボール１０を回転させて、他の方向への回転を阻害することができる。このため、トラックボール１０を回転させると、その回転方向は直線的な回転となるので表示画面１０１ａのカーソル９０をＹ軸方向に直線的に移動させることができる。
【００２２】
一般に、トラックボールと称される座標指示装置は、ボールを指先でどの方向へも自由に、かつ素早く回転することができる反面、一方向への直線的な動きや位置合わせがしにくい操作特性を備えている。この操作性は、フリーカーソル操作は得意であるが、ステップカーソル操作は苦手であるといえる。
【００２３】
しかし、図１に示すように、この実施の形態では、Ｘ軸回転支点機構部５０を動作させることにより、トラックボールの回転に制限を加えて、カーソル９０をＸ軸方向に直線的に移動させることができるし、また、Ｙ軸回転支点機構部６０を動作させることにより、カーソル９０をＹ軸方向に直線的に移動させることができるから、メニュー操作やコンテンツの選択などのリスト表示されたアイテムを選択するステップカーソル操作に適した操作環境を提供することができる。
【００２４】
一方、Ｘ軸回転支点機構部５０とＹ軸回転支点機構部６０を動作させないと、トラックボール１０に回転制限や負荷を加えないので、通常の回転に規制のない動きができるから、Webや地図表示などを自由にポインティングできるフリーカーソル操作に適した操作環境を提供することができる。
【００２５】
さらにまた、Ｘ軸回転支点機構部５０とＹ軸回転支点機構部６０とを同時に動作させると、トラックボール１０の回転を止めることができるから、カーソル９０の移動を受け付けない操作環境を提供することができる。
【００２６】
加えて、この実施の形態では、一方の回転支点機構部を動作させ、他方の回転支点機構部をブレーキとして利用することができる。さらにまた、他方の回転支点機構部を断続的にＯＮ、ＯＦＦさせることによりクリック感を与えたり、あるいは、単発的にＯＮさせることにより操作ボタンの枠を乗り越える感覚を与えることができる。
【００２７】
また、この実施の形態の特徴の他の１つは、トラックボール１０に回転方向を示す表示機能を備えた点である。この実施の形態では、トラックボール１０の回転方向に制限を備える構造としているので、動作可能な回転方向を利用者に認識させる点は重要である。そこで、この実施の形態では、トラックボール１０を、透明または半透明な素材、あるいは表面近くに乱反射させる層を設けたりして形成し、このトラックボール１０の下に回転方向を表示する表示部２０を置き、トラックボール１０の中に表示が見える構造としている。表示部２０を介して左右、上下のインジケータ２１をトラックボール１０内に表示することにより、操作性を向上することができる。しかも、メールの着信などＴＶ機能のお知らせ表示にも展開することができる。
【００２８】
このように、この実施の形態では、トラックボール１０は球を物理的に転がす直感的操作が可能で、細かな操作と同時に、球を勢い良く回して大きな操作も快適に行える。また、この実施の形態では、トラックボール１０の利点であるフリーカーソル操作に加えて、苦手としていた、メニュー操作のように縦や横に一列に並んだ項目を選択するステップカーソル操作にも適した操作性を実現することができる。しかも、トラックボール１０の規制される回転方向はトラックボール１０内に投影されるので認識が容易である。
【００２９】
以下、図２から図９を参照して、この第１の実施の形態に係るを具体的に説明する。
【００３０】
先ず、図２を参照して、テレビジョン受像機の装置構成を説明する。図２はテレビジョン受像機の装置ブロック図である。
【００３１】
図２において、遠隔操作装置１は、トラックボール１０に対して回転方向を規制する回転支点機構部４０と、この規制されたトラックボール１０の回転方向を表示する表示部２０と、この遠隔操作装置１の動作制御を統括的に制御する制御部２１と、操作プログラムや操作履歴などを格納する記憶部２２と、赤外線発信窓から赤外線信号を送受信するための赤外線通信部２３と、トラックボール１０の回転検知部２４と、操作ボタン２５とを含んで構成される。
【００３２】
一方、この遠隔操作装置１の操作指示に基づいて動作する受像機本体１００は、操作のためのメニュー画面やリストを表示するための表示部１０１と、スピーカなどの音声出力部１０２と、アンテナ１０３からコンテンツを受信するためのチューナ１０４と、通信回線を介してインターネット１０５からコンテンツを取得するためのネットワーク通信部１０６と、遠隔操作装置１からの赤外線信号を送受信するための赤外線通信部１０７と、各種のプログラムやコンテンツなどを格納する記憶部１０８と、これら受像機本体１００の各装置を統括的に制御する制御部１０９とを備えた極一般的な装置である。なお、この実施の形態では、赤外線通信を採用しているが、これに替えて電波による無線通信を採用してもよい。
【００３３】
次に、図３と図４を参照して、遠隔装置の外観構造と内部構造を具体的に説明する。ここで図３は遠隔操作装置の外観図である。図４は遠隔操作装置の構造図であり、（ａ）図が平面の配置構成図、（ｂ）図が中央断面図である。
【００３４】
図３において、この実施の形態に係る遠隔操作装置１は、その外観を正方形状の箱型に形成している。正方形状の上面中央にはトラックボール１０の球面の上部が露出して形成され、その一方の片側には、決定機能が付与されたＯＫボタンと、戻り機能が付与されたＢＡＣＫボタンと、メニュ表示表示機能が付与されたＭＥＮＵボタンと、フアンクションボタンとからなる操作ボタン２５が配置されている。なお、実施の形態では、この遠隔操作装置１の外観形状を機能本意のコンパクトな正方形状の箱型としているが、片手操作に適した棒状の形態としてもよい。
【００３５】
図４において、この実施の形態では、トラックボール１０は、筺体２内に設けられるボール支持台２６によって回転可能に指示される。このボール支持台２６は、少なくとも回転可能な３個の球体で下方より３点支持する構造を備えている。このボール支持台２６の近傍には、トランクボール１０の回転を検知する回転検知部２４が設けられている。この実施の形態では、マウスなどで使用されている公知の光学式の構造を採用しているが、一対の回転ローラを備えた機械式の構造の検知部を採用してもよい。
【００３６】
トラックボール１０の回転中心Ｐの左右方向（Ｘ軸方向）には、１対の支点部６１を結ぶ回転軸ＰＹが前記左右方向と一致するように、一対のＹ軸回転支点機構部６０が配置され、この左右方向と９０度ずれた回転中心Ｐの前後方向（Ｙ軸方向）には、１対の支点部５１を結ぶ回転軸ＰＸが前記前後方向と一致するように、一対のＸ軸回転支点機構部５０が配置される。このトラックボール１０の４方向に分かれて配置されるＸ軸回転支点機構部５０とＹ軸回転支点機構部６０は同じ構造で備えて、筺体２に設けた取付ベース２７に取り付けられる。
【００３７】
例えば、（ａ）図の右側に配置されるＹ軸回転支点機構部６０は、Ｙ軸支点部６１とＹ軸支点機構部６２とから構成され、その具体的な構造は方向のみが異なり、他の構造は同じである。そこで、この具体的な構造をさらに詳細に説明することで、他の３箇所の構造体の説明を省略する。
【００３８】
Ｙ軸支点部６１は、鍵形に屈曲して形成されるアーム６１ａと、このアーム６１ａの角部に設けられてこのアーム６１ａを回転可能に固定する回転軸部６１ｂと、アーム６１ａのトラックボール１０側の一端側に形成される突起部６１ｃと、アーム６１ａの他端に取り付けられるバネ体６１ｄとから構成される。一方、Ｙ軸支点機構部６２は電源がＯＮされると前記バネ体６１ｄと対向する方向にバネ体６１ｄの他端を引き付けるように動作するソレノイドで構成される。
【００３９】
前記回転軸部６１ｂは、前記突起部６１ｃがトラックボール１０の回転軸ＰＹ上の球面と接するようにアーム６１ａを回転可能に支持する。一方、前記バネ体６１ｄは、前記突起部６１ｃがトラックボール１０の球面と常に接しないように取り付けられる。そして、Ｙ軸支点機構部６２は、前記バネ体６１ｄの作用に対抗して、電源ＯＮの状態でアーム６１aの他端を引き付けて前記突起部６１ｃがトラックボール１０の球面と接触するように動作する。
【００４０】
前記したようの、詳細に説明した（ａ）図の右側のＹ軸回転支点機構部６０は他方側（左側）のＹ軸回転支点機構部５０の構造も同じであり、さらに、上下に配置した一対のＸ軸回転支点機構部５０も同じ構造を備えている。
【００４１】
これらＸ軸回転支点機構部５０とＹ軸回転支点機構部６０とは、それぞれの対がトラックボール１０の球面と同時に接触したり離脱したりするように制御部２１が制御する。この制御は、この遠隔操作装置１の操作ボタン２５の操作により動作させてもよいし、受像機本体１００の制御部１０９からの信号に基づいて、即ち、表示画面１０１ａに表示される画面に割り当てられたカーソル動作信号に基づいて動作させてもよい。
【００４２】
この構造によれば、通常の状態では、Ｘ軸回転支点機構部５０とＹ軸回転支点機構部６０とはともにバネ体６１ｄの作用により、突起部６１ｃがトラックボール１０の球面に接しない状態継続されるので、抵抗がなく自由に回転可能な操作感覚でトラックボール１０を操作することができる。Ｘ軸回転支点機構部５０をＯＮ状態とすると、トラックボール１０は回転軸ＰＸを中心とする回転のみに制限されるので、Ｘ軸方向の直線的なカーソル移動に制限される。また、Ｙ軸回転支点機構部６０をＯＮ状態とすると、トラックボール１０は回転軸ＰＹを中心とする回転のみに制限されるので、Ｙ軸方向の直線的なカーソル移動に制限される。そして、Ｘ軸回転支点機構部５０とＹ軸回転支点機構部６０とを同時にＯＮ状態とすると、トラックボール１０は固定された状態となるので、カーソルの移動をロック状態とすることができる。
【００４３】
加えて、一方の回転支点機構部を動作させ、他方の回転支点機構部を必要によりＯＮさせることによりブレーキとして利用することができる。この制御動作は、例えば、それ以上カーソルを移動できないときに、ある一方の方向を制限するときに有効である。また、他方の回転支点機構部を断続的にＯＮ、ＯＦＦさせることによりクリック感を与えることができる。あるいは、単発的にＯＮさせることにより操作ボタンの枠や障害物を乗り越える感覚を与えることができる。
【００４４】
次に、図５から図８を参照して、トラックボール１０に回転方向を示す表示機能について説明する。ここで、図５は、トラックボールの表示方向を示す遠隔操作装置の構造図であり、（ａ）図が表示方向の表示した平面図、（ｂ）遠隔操作装置の中央断面図である。図６がトラックボールに表示される表示状態図である。図７と図８がテレビジョン受像機の動作フロー図である。図９が図７，８のテレビジョン受像機とトラックボールの画面遷移図である。
【００４５】
図５において、この実施の形態では、トラックボール１０を、その表面近くに拡散層を持つ透明素材で形成している。この製造方法としては、例えば、レーザーを照射して内部に微細なクラックを生じさせるレーザーマーキングを使うことで実現できる。また、単純に、このトラックボール１０を透明材料で形成してもよい。この場合は、光学式の回転検知部２４は採用できないので、機械式の回転検知部２４を採用するとよい。
【００４６】
ボール支持台２６の近傍には、トラックボール１０の中心Ｐを挟んだ回転軸ＰＸと回転軸ＰＹの４ケ所に配置される発光源２０ａからなる表示部２０が配置される。この発光源２０ａは、極端に扁平な配光特性をもつLED、あるいは、ビーム状の狭角度特性のLEDに円柱型レンズを組み合せたものを採用する。そして、発光源２０ａの照射方向は中心Ｐを通過するように斜めに照射される。したがって、例えば、（ｂ）図に示すように、回転軸ＰＸの右側に配置された発光源２０ａの光は、トラックボール１０の回転軸ＰＸの左側に表示される。
【００４７】
この発光源２０ａによれば、（ａ）図に示すように、トラックボール１０の中心Ｐを挟んで回転軸ＰＸとＰＹの両側の４ケ所の表面に線状の光が投影される。これらの発光源２０ａは制御部２１により、それぞれ独立してそのＯＮ、ＯＦＦが制御される。また、発光源２０ａから照射される投影光のパターンはホログラフィックフィルターなどにより、任意の形状（矢印や文字など）とすることもできる。
【００４８】
図６は、投影光のパターン例を示すものである。（ａ）図に示す表示例３０ａは、外側に向かった矢印を示すものである。この表示例では左右方向を示しているが上下方向や一方の方向を表示させることができる。また、表示例３０ｂは文字で表現したものである。
【００４９】
（ｂ）図に受像機本体１００からイベント信号を受けて制御部２１が表示させるものであり、表示例３０ｃはメール着信時の表示例を示している。にもちろん、文字だけでなく、記号で表示してもよい。また、（ｃ）図の表示例は、動作状態を表示する事例を示している。表示例３０ｄは再生中の記号例、表示例３０ｅは再生中の文字例、表示例３０ｆは録画中の文字表示例を示している。
【００５０】
次に、図７と図８の動作フローと図９の画面遷移図を参照して、この実施の形態の基本的な動作を説明する。ここで、図９は左側に表示画面例を示し、その右側にはトラックボールの表示例を示している。
【００５１】
図７において、例えば、図９（ａ）図に示すように、テレビ放送を受信中に利用者が遠隔操作装置１のＭＥＮＵボタンを操作すると（ステップ３００）、その操作信号を受けた受信機本体１００の制御部１０９は表示画面に図９（ｂ）図に示す第１メニュー画面３００を表示する（ステップ２０２）。この第１メニュー画面３００は画面左側に上下に配列される第１階層メニュー３０１が表示されている。そして、この第１メニュー画面３００では、初期画面において所定の第１階層メニューのボタンの１つにフォーカス（カーソルが位置した状態）があたっている。そして、この第１メニュー画面３００にはフォーカスの移動制限情報が付加されている。
【００５２】
制御部１０９は、第１メニュー画面３００を表示すると、前記移動制限情報を遠隔操作装置１の制御部２１に送信する。これを受けた制御部２１はＹ軸回転支点機構部６０をＯＮさせて、トラックボール１０をＹ軸方向のみ回転動作可能に制御する（ステップ２０２）。制御部１０９は、遠隔操作装置１のＢＡＣＫボタンの操作指示があれば（ステップ２０４）、テレビ放送画面に戻し、ＯＫボタンが操作されれば（ステップ２０６）、図８のステップ２３０に移行させる。
【００５３】
ステップ２０８において、トラックボール１０によりＹ軸方向の座標移動指示を受け付けるとフォーカス位置に応じたトラックボール１０の表示と回転制限を行う。この制御は、
制御部２１と制御部１０９との連携でおこなわれる（ステップ２０８）。例えば、フォーカス位置が上端の場合、下方向のみイルミネーション表示とし、上に動かすとブレーキ動作を行う（ステップ２１６）。また、図９の（ｃ）図に示すように、フォーカス位置が下端の場合、上方向のみイルミネーション表示とし、下に動かすとブレーキ動作を行う（ステップ２１８）。その他のフォーカス位置の場合は、図９の（ｂ）（ｃ）図に示すように、上下方向にイルミネーション表示を行い、ブレーキ動作は行わない（ステップ２２０）。さらに、トラックボール１０の回転に応じたフォーカス移動を行わせ、フォーカス枠を超える瞬間には短時間回転を止める制御を行う（ステップ２１０）。そして、フォカス位置が上下端の場合（ステップ２１２）、トラックボール１０の回転を止める制御を行う（ステップ２１４）。
【００５４】
一方、ステップ２０６において、第１階層メニュー３０１の特定の第１階層でＯＫボタンが操作された場合、図８のステップ２３０に移行するとともに、図９の（ｅ）図に示す第２階層メニュー画面３１０が表示される。この第２階層メニュ画面３１０は、フォカスされた第１階層の横軸方向に左右並びの第２階層メニュー３１１が表示される。この第２階層メニュー３１１でも初期画面において所定の第２階層の１つにフォーカスが当たっている。この第２階層メニュー画面３１０を表示すると、制御部１０９は、この第２階層メニュー画面３１０に付加される移動回転制限情報を制御部２１に送信する。これを受けた制御部２１は、Ｙ軸回転支点機構部６０をＯＦＦにしてＸ軸回転支点機構部５０をＯＮさせてトラックボール１０をＸ軸方向のみ回転動作可能に制御する。
【００５５】
このステップ２３０でＢＡＣＫボタンが操作された場合、テレビ放送の画面に戻す。また、ＯＫボタンが操作されると（ステップ２３２）、フォカスされている第１階層メニューに割り付けられる機能をスタートさせる。
【００５６】
ステップ２３４において、トラックボール１０によりＸ軸方向の座標移動指示を受け付けるとフォーカス位置に応じたトラックボール１０の表示と回転制限を行う。この制御は、
制御部２１と制御部１０９との連携でおこなわれる。例えば、図９の（ｅ）図に示すように、フォーカス位置が左端の場合、右方向のみイルミネーション表示とし、左に動かすとブレーキ動作を行う（ステップ２４２）。また、フォーカス位置が右端の場合、左方向のみイルミネーション表示とし、右に動かすとブレーキ動作を行う（ステップ２４４）。その他のフォーカス位置の場合は、図９の（ｆ）図に示すように、左右方向にイルミネーション表示を行い、ブレーキ動作は行わない（ステップ２４６）。さらに、トラックボール１０の回転に応じたフォーカス移動を行わせ、フォーカス枠を超える瞬間には短時間回転を止める制御を行う（ステップ２３６）。そして、フォカス位置が左右端の場合（ステップ２３８）、トラックボール１０の回転を止める制御を行う（ステップ２４０）。
【００５７】
このように、この実施の形態では、表示画面１０１ａに表示される表示内容により、トラックボール１０の回転が自動的に制御され、その内容はトラックボール１０に表示されるため、誤操作が起こりにくい。
【００５８】
このように、この実施の形態では、縦または横それぞれ水平方向の対向２点をはさむことができる機構を入れ、それを軸とする回転方向のみ回りやすくなる。この方式で、例えば画面上で横方向に一列に並んだメニューを選択するシチュエーションで、上下をはさみこみ横方向のみ回りやすくすることによって操作性が向上する。また、はさみこんでいる軸と直角方向のはさみこみ機構を使い、はさんだり開放したりをタイミング良くうまく制御することにより、回転のカチカチ感を出すことができるので、機械的仕組みで、ステップカーソルのカチカチ感を出すことができる。さらには、この機構を利用して、リストの端までフォーカスが行き着いた時に球を止めたり、反対に回すと再び軽く回ったりさせることができる。
（他の応用例）
次に、図１０から図１２を参照して、前記第１の実施の形態の応用例を説明する。
【００５９】
先ず、図１０は表示部２０の他の応用例を説明する遠隔操作装置１ａの中央断面図である。図１０において、この実施の形態は、トラックボール１０の背面に小型の液晶表示部２０ｂ、あるいはOLEDなどのフラットディスプレイを配置し、任意の映像が操作者に見えるようにするものである。この場合はトラックボール１０は透明素材とし、これに伴って、回転検知部２４を機械式の構造のものを採用する。この実施の形態によれば、トラックボール１０内に多様な情報を表示することができる。
【００６０】
また、図１１は、表示部２０の他の応用例を説明する遠隔操作装置１ｂの中央断面図である。図１１において、この実施の形態は、トラックボール１０の背面に小型のプロジェクター２０ｃを配置し、任意の映像が操作者に見えるようにするものである。この場合は、トラックボール１０の透明材料で形成し、その球面近くに拡散層を設けてスクリーン効果を持たせるようにする。これにより、図１０の実施の形態と同様な作用効果を得ることができる。
【００６１】
また、図１２は、トラックボール１０の背面側に指紋認証装置２８を備えた遠隔装置１ｃの中央縦断面図である。図１２において、この実施の形態は、トラックボール１０の背面側に指紋認証が可能なカメラ２８ａと光源２８ｂを備えている。この実施の形態では、利用者はトラックボール１０を操作する際に、自然に指を触れることとなり、この実施の形態は、このトラックボール１０に触れた指の指紋を自然な形で認証することができる。しかも、透明なトラックボール１０は接写レンズの役割を果たすので、光源２８ｂから照射され、指によって反射された光をカメラ２８ａで撮影することを容易に行うことができる。
【００６２】
以上述べたように、この実施の形態に係る遠隔操作装置に採用される座標指示装置は、球体（トラックボール）と、この球体を回転可能に支持する球体支持台（ボール支持台）と、前記球体の回転方向を検知する回転検知部とを備えた座標指示装置であって、前記球体の中心の両側に配置され、該球体の回転方向を規制する回転支点機構部を備え、前記回転支点機構部は、球体の両側から球体に接触する一対の回転支点部と、該回転支点部を球体の表面に接触または離脱させる支点機構部とから構成する。
【００６３】
この場合、球体の回転中心を通るＸ軸方向の両側に配置されるＹ軸回転支点機構部と、前記Ｘ軸方向と９０度ずれて前記回転中心を通るＹ軸方向の両側に配置されるＸ軸回転支点機構部とを備え、前記Ｙ軸回転支点機構部と前記Ｘ軸回転支点機構部は、球体の両側から球体に接触する一対の回転支点部と、該回転支点部を球体の表面に接触または離脱させる支点機構部とを備えるようにする。
【００６４】
さらに、前記座標指示装置は、支点機構部を動作制御する制御部を備え、前記制御部は、２組の前記回転支点部を球体と離脱させた第１の状態と、どちらか１組の前記回転支持部を前記球体に接触する第２の状態と、２組の前記回転支点部を前記球体の表面に接触させる第３の状態を取り得るように前記支点機構部を動作制御するようにする。この場合、前記制御部は、前記外部装置からの動作信号に基づいて前記第１の状態と第２の状態と第３の状態を動作制御する。そして、前記第２の状態では、球体に接触しない回転支点部を、所定の時間間隔、または外部装置からのイベント情報に基づいて球体に接触させるように前記支点機構部を動作制御することもできる。
【００６５】
また、前記球体を透光性素材で形成し、該球体の表面から前記球体の規制される回転方向を表示する表示装置を前記球体を介して視認可能な筺体内部に配置してもよい。さらに前記球体を透光性素材で形成し、筺体内部に、発光源と、この発光源から照射されて、球体の表面の障害物の反射光を撮影するカメラを備えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】第１の実施の形態に係るテレビジョン受像機の概略構造図である。
【図２】テレビジョン受像機の装置ブロック図である。
【図３】遠隔操作装置の外観図である。
【図４】遠隔操作装置の構造図である。
【図５】トラックボールの表示方向を示す遠隔操作装置の構造図である
【図６】トラックボールに表示される表示状態図である。
【図７】テレビジョン受像機の動作フロー図である。
【図８】テレビジョン受像機の動作フロー図である。
【図９】図７，８のテレビジョン受像機とトラックボールの画面遷移図である。
【図１０】遠隔操作装置の表示部の他の応用例を説明する遠隔操作装置の中央断面図である。
【図１１】遠隔操作装置の表示部の他の応用例を説明する遠隔操作装置の中央断面図である。
【図１２】指紋認証装置を備えた遠隔操作装置の中央断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１…遠隔操作装置、２…筺体、１０…トラックボール、２０…表示部、２１…制御部、２２…記憶部、
２３…赤外線通信部、２４…回転検知部、２５…操作ボタン、２６…ボール支持台、２７…取付ベース、４０…回転支点機構部、５０…Ｘ軸回転支点機構部、５１…支点部、５２…支点機構部、６０…Ｙ軸回転支点機構部、６１…支点部、６１ａ…アーム、６１ｂ…回転軸部、６１ｃ…突起部、６１ｄ…バネ体、６２…支点機構部、９０…カーソル、１００…受像機本体、１０１…表示部、１０１ａ…表示画面、１００…受像機本体、１０１…表示部、１０１ａ…表示画面、１０２…音声出力部、１０３…アンテナ、１０４…チューナ、１０５…インターネット、１０６…ネットワーク通信部、１０７…赤外線通信部、１０８…記憶部、１０９…制御部、３００…第１メニュー画面、３０１…第１階層メニュー、３１０…第２階層メニュ画面、Ｐ…トラックボール中心、ＰＸ…回転軸、ＰＹ…回転軸。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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