情報入力装置
【課題】暗い使用環境においてもトラックボールの位置を判別可能とし、当該トラックボールに現時点でどのような機能が与えられているかを認識可能とする。
【解決手段】情報を処理するコンピュータＰＣと、該コンピュータの情報処理の内容を表示する画像表示装置ＭＴと、前記コンピュータに情報入力するためのボール２、このボールが嵌まり得る凹球面を有し該ボールを回転可能に支持するケース３、このケース内にボールを回転可能に保持するボール保持リング５を有するトラックボール１と、を備えた情報入力装置であって、トラックボール１のボール２及び／又はボール保持リング５を光透過性とし、このボール２及び／又はボール保持リング５に光照射手段２５により可変色の光を照射してそれらが光るようにし、前記画像表示装置ＭＴの表示画面に、前記ボール２及び／又はボール保持リング５が光る色と同じ色のポインティングマーク２７を表示するようにした。
【解決手段】情報を処理するコンピュータＰＣと、該コンピュータの情報処理の内容を表示する画像表示装置ＭＴと、前記コンピュータに情報入力するためのボール２、このボールが嵌まり得る凹球面を有し該ボールを回転可能に支持するケース３、このケース内にボールを回転可能に保持するボール保持リング５を有するトラックボール１と、を備えた情報入力装置であって、トラックボール１のボール２及び／又はボール保持リング５を光透過性とし、このボール２及び／又はボール保持リング５に光照射手段２５により可変色の光を照射してそれらが光るようにし、前記画像表示装置ＭＴの表示画面に、前記ボール２及び／又はボール保持リング５が光る色と同じ色のポインティングマーク２７を表示するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種の情報を処理するコンピュータと、画像表示装置と、前記コンピュータに情報入力するための入力操作部となるトラックボールとを備えた情報入力装置に関し、詳しくは、暗い使用環境においてもトラックボールの位置を容易に判別可能とすると共に、当該トラックボールに現時点でどのような機能が与えられているかを認識可能とし、かつ操作部材としてのボールの回転の検出を確実とする情報入力装置に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
各種の情報処理装置、例えば医用画像診断装置、内視鏡装置、船舶誘導装置又は航空監視システム等の入力操作部として用いられるトラックボールは、その使用環境が異なっており、装置によっては操作するボールがどこにあるのかが分からないほど暗い環境で使用する場合もある。また、トラックボールの操作による入力情報により対象部位の位置計測、長さ計測又は面積計測等の機能を行う場合、その機能が複雑になると当該トラックボールに現時点でどのような機能が与えられているのか分かりにくくなっている。
【０００３】
これに対処して、ケーシングの上面から一部を露出し回転自在に設けられたボールを有し、前記ボールの回転により入力情報を得るようにしたトラックボール構造において、前記ケーシングに設けられた光源からの光が前記ボールを透過することにより前記ボールが発光するように構成した照明付トラックボールが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、他の装置として、指などで操作するための操作部材となる球体と、上記球体を回転可能に支持する支持部材と、上記球体に向かって光を発する発光部と、上記発光部から発せられた光に対し、上記球体により反射された反射光を検知する検知部とからなり、上記球体は、上記光の一部分が透過する材質で構成され、上記球体において、上記発光部からの光を透過させることにより、上記球体の照光を図るようにした光学式トラックボール装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−３２４１８８号公報
【特許文献２】特開２００４−３８３６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、前記特許文献１に記載の照明付トラックボールにおいては、暗い使用環境においてもボールの位置を判別可能とすることはできるが、回転自在に設けられたボールの外周に、互いに軸方向が直交するＸ方向及びＹ方向に沿って一対の回転軸が回転自在に設けられ、この一対の回転軸で前記ボールを支持して該ボールの回転を検出し、前記各回転軸に付設されたエンコーダ等の検出手段でボールの回転方向や回転量を検出するものであり、ボールの外周に接触する一対の回転軸により機械的な構造でボールの回転を検出するようになっているので、ボールと回転軸とがスリップしたり、ボールの表面又は回転軸の表面に塵埃が付着すると、ボールの回転の検出が確実に行えないことがあった。
【０００７】
また、前記特許文献２に記載の光学式トラックボール装置においては、暗い使用環境においても球体の位置を判別可能とすることはできるが、上記球体の下方に配された発光部の光源がＬＥＤ（発光ダイオード）などであり、上記球体により反射された反射光を検知部で検知して上記球体の回転操作状態を検出するようになっているので、球体の表面が滑らかで何の模様やパターン等も付されていない場合は、検知部で球体からのＬＥＤ反射光を検知できないことがあり、球体の回転の検出が確実に行えないことがあった。そのため、球体の表面全周の表面粗度を粗くしたり、球体の表面に何らかの模様やパターン等を付する必要があった。
【０００８】
なお、前記いずれの特許文献１及び特許文献２に記載の発明も、当該トラックボールに現時点でどのような機能が与えられているかを容易に認識することはできなかった。
【０００９】
このような問題点に対処し、本発明が解決しようとする課題は、暗い使用環境においてもトラックボールの位置を容易に判別可能とすると共に、当該トラックボールに現時点でどのような機能が与えられているかを認識可能とし、かつ操作部材としてのボールの回転の検出を確実とする情報入力装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明による情報入力装置は、情報を処理するコンピュータと、前記コンピュータの情報処理の内容を表示する画像表示装置と、回転操作して前記コンピュータに情報入力するための操作部材となるボール、このボールが嵌まり得る凹球面を有しその内周側に前記ボールを回転可能に支持するケース、このケース内にボールを回転可能に保持するボール保持リング、並びに前記ケースに設けられ前記ボールに向かってレーザ光を照射する投光部及び前記ボールから反射されたレーザ光を検知する受光部を有して前記ボールの回転量を検出する検出デバイスを有するトラックボールと、を備えた情報入力装置であって、前記トラックボールのボール及びボール保持リングの少なくとも一方を光透過性とし、このボール及びボール保持リングの少なくとも一方に光照射手段により可変色の光を照射して該ボール及びボール保持リングの少なくとも一方が可変色で光るようにし、前記画像表示装置の表示画面に、前記トラックボールのボール及びボール保持リングの少なくとも一方が光る色と同じ色のポインティングマークを表示するようにしたものである。
【００１１】
このような構成により、レーザ光を利用した検出デバイスを用いることで操作部材としてのボールの回転量の検出を確実とし、また、トラックボールのボール及びボール保持リングの少なくとも一方を光透過性とし、このボール及びボール保持リングの少なくとも一方に光照射手段により可変色の光を照射して該ボール及びボール保持リングの少なくとも一方が可変色で光るようにすることで、暗い使用環境においてもトラックボールの位置を容易に判別可能とし、さらに、画像表示装置の表示画面に、前記トラックボールのボール及びボール保持リングの少なくとも一方が光る色と同じ色のポインティングマークを表示することで、当該トラックボールと画像表示装置のポインティングマークとの対応関係を明確にする。
【００１２】
また、前記トラックボールを複数個備え、前記光照射手段による可変色の光の照射により前記複数個のトラックボールのボール及びボール保持リングの少なくとも一方をそれぞれ異なる色で光らせ、前記画像表示装置の表示画面には、それぞれのトラックボールに対応するポインティングマークを該トラックボールのボール又はボール保持リングの色に合わせて異なる色で表示するようにしてもよい。
これにより、複数個のトラックボールのボール及びボール保持リングの少なくとも一方をそれぞれ異なる色で光らせ、画像表示装置の表示画面には、それぞれのトラックボールに対応するポインティングマークを該トラックボールのボール又はボール保持リングの色に合わせて異なる色で表示することで、複数個のトラックボールと画像表示装置の表示画面上のポインティングマークとの対応関係を明らかにする。
【００１３】
さらに、前記光照射手段により照射する光の強度を可変として、前記トラックボールのボール及びボール保持リングの少なくとも一方が光る明るさを可変としてもよい。
これにより、トラックボールのボール及びボール保持リングの少なくとも一方が光る明るさを可変とすることで、暗い使用環境においては明るさを強くして光らせ、あまり暗くない使用環境においては明るさを弱くして光らせ、使用環境の明るさに応じてトラックボールの位置を容易に判別可能とする。
【００１４】
さらにまた、前記光照射手段により照射する光の強度を周辺の明るさに追従して可変とし、前記トラックボールのボール及びボール保持リングの少なくとも一方が光る明るさを自動調整可能としてもよい。
これにより、トラックボールのボール及びボール保持リングの少なくとも一方が光る明るさを周辺の明るさに追従して自動調整可能とすることで、自動的に暗い使用環境においては明るさを強くして光らせ、あまり暗くない使用環境においては明るさを弱くして光らせ、使用環境の明るさに応じてトラックボールの位置を容易に判別可能とする。
【００１５】
また、前記コンピュータからの操作指令により前記トラックボールの操作が要求される際は、当該トラックボールのボール及びボール保持リングの少なくとも一方の光を点滅表示させるようにしてもよい。
これにより、トラックボールのボール及びボール保持リングの少なくとも一方の光を点滅表示させることで、コンピュータからの操作指令により操作が要求されたトラックボールを認識可能とする。
【００１６】
さらに、前記トラックボールの光透過性とされたボールの材料中に光散乱性微粒子を配合してなり、前記光照射手段からの光の照射により前記ボールが光ると共に散乱光を発生し、前記検出デバイスの投光部からのレーザ光の照射により前記ボールが散乱光を発生するようにしてもよい。
これにより、光照射手段からの光の照射によりボールが光ると共に散乱光を発生し、検出デバイスの投光部からのレーザ光の照射により前記ボールが散乱光を発生するようにしたことで、暗い使用環境においてもトラックボールの位置を容易に判別可能とし、操作部材としてのボールの回転量の検出を確実とする。
【００１７】
さらにまた、前記トラックボールのケース内に支持されたボールの回転に伴って音を発生させるようにしてもよい。
これにより、ボールの回転に伴って音を発生させることで、トラックボールの操作部材としてのボールが回転操作されていることを音により認識可能とする。
【００１８】
また、前記ボールの回転に伴って発生させる音は、該ボールの回転方向により音量、音程又は音色を変化させるようにしてもよい。
これにより、ボールの回転に伴って発生させる音を、該ボールの回転方向により音量、音程又は音色を変化させることで、トラックボールの操作部材としてのボールの回転操作状態を音量、音程又は音色等により認識可能とする。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に係る発明によれば、レーザ光を利用した検出デバイスを用いることで操作部材としてのボールの回転量の検出を確実とし、また、トラックボールのボール及びボール保持リングの少なくとも一方を光透過性とし、このボール及びボール保持リングの少なくとも一方に光照射手段により可変色の光を照射して該ボール及びボール保持リングの少なくとも一方が可変色で光るようにすることで、暗い使用環境においてもトラックボールの位置を容易に判別可能とし、さらに、画像表示装置の表示画面に、前記トラックボールのボール及びボール保持リングの少なくとも一方が光る色と同じ色のポインティングマークを表示することで、当該トラックボールと画像表示装置のポインティングマークとの対応関係を明確にすることができる。そして、トラックボールとポインティングマークとの対応関係を明確にすることで、当該トラックボールに現時点でどのような機能が与えられているかを認識可能とすることができる。
【００２０】
また、請求項２に係る発明によれば、複数個のトラックボールのボール及びボール保持リングの少なくとも一方をそれぞれ異なる色で光らせ、画像表示装置の表示画面には、それぞれのトラックボールに対応するポインティングマークを該トラックボールのボール又はボール保持リングの色に合わせて異なる色で表示することで、複数個のトラックボールと画像表示装置の表示画面上のポインティングマークとの対応関係を明らかにすることができる。したがって、当該トラックボールに現時点でどのような機能が与えられているかを認識可能とすることができる。
【００２１】
さらに、請求項３に係る発明によれば、トラックボールのボール及びボール保持リングの少なくとも一方が光る明るさを可変とすることで、暗い使用環境においては明るさを強くして光らせ、あまり暗くない使用環境においては明るさを弱くして光らせ、使用環境の明るさに応じてトラックボールの位置を容易に判別可能とすることができる。
【００２２】
さらにまた、請求項４に係る発明によれば、トラックボールのボール及びボール保持リングの少なくとも一方が光る明るさを周辺の明るさに追従して自動調整可能とすることで、自動的に暗い使用環境においては明るさを強くして光らせ、あまり暗くない使用環境においては明るさを弱くして光らせ、使用環境の明るさに応じてトラックボールの位置を容易に判別可能とすることができる。
【００２３】
また、請求項５に係る発明によれば、トラックボールのボール及びボール保持リングの少なくとも一方の光を点滅表示させることで、コンピュータからの操作指令により操作が要求されたトラックボールを認識可能とすることができる。したがって、当該トラックボールに与えられた機能を認識可能とすることができる。
【００２４】
さらに、請求項６に係る発明によれば、光照射手段からの光の照射によりボールが光ると共に散乱光を発生し、検出デバイスの投光部からのレーザ光の照射により前記ボールが散乱光を発生するようにしたことで、暗い使用環境においてもトラックボールの位置を容易に判別可能とし、操作部材としてのボールの回転量の検出を確実とすることができる。
【００２５】
さらにまた、請求項７に係る発明によれば、ボールの回転に伴って音を発生させることで、トラックボールの操作部材としてのボールが回転操作されていることを音により認識可能とすることができる。
【００２６】
また、請求項８に係る発明によれば、ボールの回転に伴って発生させる音を、該ボールの回転方向により音量、音程又は音色を変化させることで、トラックボールの操作部材としてのボールの回転操作状態を音量、音程又は音色等により認識可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明による情報入力装置の実施形態を示すブロック図である。
【図２】本発明におけるトラックボールの実施形態を示す平面図である。
【図３】図２の正面図である。
【図４】図２の左側面図である。
【図５】図２及び図３の左斜視図である。
【図６】本発明におけるトラックボールの分解斜視図である。
【図７】図６に示すケースを上から見た平面図である。
【図８】ケースに対する検出デバイスの取り付け状態を示す説明図であり、図８（ａ）は検出デバイスを示す斜視図、図８（ｂ）は検出デバイスを取り付けたケースを上から見た平面図、図８（ｃ）は前記検出デバイスからのレーザ光がボールに照射し反射される状態を示す光経路図である。
【図９】本発明におけるトラックボールのＸ軸検出デバイス及びＹ軸検出デバイスによるボールの回転量の検出方向を示す説明図である。
【図１０】図１に示す光照射手段及び図８に示す２個の検出デバイスを搭載する帯状のフレキシブル基板を示す平面図である。
【図１１】本発明におけるトラックボールの実施形態を示す底面図であり、ケースの下半部の外周側面にフレキシブル基板を巻き付けて取り付けた状態を示す図である。
【図１２】図６に示すボールをボール取り出しリングで吊下げ保持する状態を示す説明図であり、図１２（ａ）は正面図、図１２（ｂ）はその中央断面図である。
【図１３】ボールがケースの内周側面のボール支持体のみの支持により回転可能となった状態を示す中央断面図である。
【図１４】フレキシブル基板に搭載された光照射手段により光を照射してボール及びボール保持リングの少なくとも一方が光る状態を示す断面説明図であり、図１４（ａ）はボール保持リングが光る状態を示す図、図１４（ｂ）はボールが光る状態を示す図である。
【図１５】図１に示すトラックボールにおいて、光照射手段によりボール及び／又はボール保持リングに可変色の光を照射する実施形態を示す説明図である。
【図１６】図１に示すトラックボールにおいて、光照射手段により照射する光の強度を可変として、トラックボールのボール及びボール保持リングの少なくとも一方が光る明るさを可変とする実施形態を示す説明図である。
【図１７】図１に示すトラックボールにおいて、光照射手段により照射する光の強度を周辺の明るさに追従して可変とし、トラックボールのボール及びボール保持リングの少なくとも一方が光る明るさを自動調整可能とする実施形態を示す説明図である。
【図１８】図１に示すトラックボールにおいて、該トラックボールのケース内に支持されたボールの回転に伴って音を発生させるようにした実施形態を示す説明図である。
【図１９】図１に示すトラックボールにおいて、該トラックボールのケース内に支持されたボールの回転に伴って音を発生させる際に、該ボールの回転方向により音量、音程又は音色を変化させるようにした実施形態を示す説明図である。
【図２０】図１に示す情報入力装置において、トラックボールを複数個備え、それぞれのボール及びボール保持リングの少なくとも一方を異なる色で光らせ、画像表示装置の表示画面には、各トラックボールに対応するポインティングマークを該トラックボールのボール又はボール保持リングの色に合わせて異なる色で表示するようにした実施形態を示す説明図である。
【図２１】図２０に示す実施形態において、２個のトラックボールと画像表示装置の表示画面上のポインティングマークの色分け表示の状態を示す説明図である。
【図２２】トラックボールと画像表示装置の表示画面上のポインティングマークの色分け表示の他の実施形態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明による情報入力装置の実施形態を示すブロック図である。この情報入力装置は、例えば医用画像診断装置、内視鏡装置、船舶誘導装置又は航空監視システム等の各種の情報処理システムにおいて情報を入力するもので、図１に示すように、コンピュータＰＣと、画像表示装置ＭＴと、トラックボール１とを備えて成る。
【００２９】
前記コンピュータＰＣは、情報処理システムにおいて各種の情報を処理するもので、一般に電子計算機と呼ばれるものである。また、画像表示装置ＭＴは、前記コンピュータＰＣの情報処理の内容を表示するもので、画像データを処理する表示回路と、ブラウン管（ＣＲＴ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）又はプラズマディスプレイ（ＰＤＰ）等の表示器とを備えて成る。
【００３０】
そして、トラックボール１は、前記コンピュータＰＣの入力操作部として用いられるもので、回転操作して前記コンピュータＰＣに情報入力するための操作部材となるボール２と、このボール２が嵌まり得る凹球面を有しその内周側に前記ボール２を回転可能に支持するケース３と、このケース３内にボール２を回転可能に保持するボール保持リング５と、前記ケース３に設けられ前記ボール２に向かってレーザ光を照射する投光部及び前記ボール２から反射されたレーザ光を検知する受光部を有して前記ボール２の回転量を検出する検出デバイス４と、前記ボール２及びボール保持リング５の少なくとも一方に可変色の光を照射する光照射手段２５と、前記検出デバイス４及び光照射手段２５を制御すると共にボール２の回転量を演算し出力するＣＰＵ（中央処理装置）などの制御回路２６とを有して成る。
【００３１】
以下、前記トラックボール１の具体的な構造について図２〜図６を参照して説明する。図２は本発明におけるトラックボール１の実施形態を示す平面図、図３はその正面図、図４はその左側面図、図５は図２及び図３の左斜視図であり、図６は本発明におけるトラックボール１の分解斜視図である。前記ボール２は、操作者が指で回転操作して情報入力するための操作部材となるもので、例えば合成樹脂又はガラスなどで製造されている。
【００３２】
前記ボール２は、ケース３内に支持されている。このケース３は、その内周側に前記ボール２を回転可能に支持するもので、図６に示すように、ボール２が嵌まり得る半球状の凹球面を有して前記ボール２を嵌合するようになっており、例えば透明な合成樹脂などで製造されている。
【００３３】
前記ケース３には、検出デバイス４が設けられている。この検出デバイス４は、前記ケース３内に支持されたボール２の回転量を検出するもので、前記ボール２に向かってレーザ光を照射する投光部及び前記ボール２から反射されたレーザ光を検知する受光部を有している。
【００３４】
このような構成要素を有するトラックボール１は、図６に示すようにして組み立てられる。すなわち、図６において、まず、ボール２の上部に、該ボール２の直径よりも小さい内径のボール露出孔５ａを有するボール保持リング５を載せる。次に、前記ボール２にボール保持リング５を載せた状態のものの上方から、ボール２を前記ケース３内に吊下げ保持すると共に該ケース３に着脱可能とするボール取り出しリング６を載せて、ボール２とボール保持リング５とボール取り出しリング６とを一体的に組み合わせる。その後、この一体的に組み合わされたボール２とボール保持リング５とボール取り出しリング６とを、前記ケース３の半球状の凹球面の上方から内周側に嵌めて、前記ボール取り出しリング６を例えば時計回りに少し回転させてケース３の引掛けミゾに掛止する。これにより、図３に示すように、ケース３の上面にボール取り出しリング６のリング部が位置し、ボール保持リング５のボール露出孔５ａから上方にボール２の上部が露出した状態でトラックボール１が組み立てられる。
【００３５】
以下、このようにして組み立てられるトラックボール１の各構成要素について、さらに詳しく説明する。
図７は、図６に示すケース３を上から見た平面図である。このケース３は、前述のようにその内周側に前記ボール２を回転可能に支持するものであるが、半球状の凹球面の内周側面に、図７（ａ）に示すように、円周方向の例えば３等分の位置にボール支持体７が設けられている。或いは、前記ボール支持体７は、図７（ｂ）に示すように、円周方向の例えば５等分の位置に設けてもよい。前記ボール支持体７の前記ケース３における設置位置は、図１３に示すように、ケース３の高さの約１／２程度の位置に設けられている。ケース３の内側底部には、何も設けられていない。
【００３６】
前記ボール支持体７は、ケース３内にて前記ボール２を回転可能に支持する部材となるもので、例えば直径の小さい球体に形成されており、各々のボール支持体７の一部が前記ボール２の表面に点接触で当接している。具体的には、小球状のボール支持体７（支持球）の材質はルビー又はジルコニアから成り、その直径は例えば1.0mmから2.0mmまでの範囲であり、実用的には直径1.2mm以上で1.75mm以下のルビーであるのが望ましい。
なお、ボール支持体７（支持球）の数は、多いほどボール２の回転操作力が軽くなるが、操作のし易さという観点から５個程度が適当である。
【００３７】
図８は、前記ケース３に対する検出デバイス４の取り付け状態を示す説明図であり、図８（ａ）は検出デバイス４を示す斜視図、図８（ｂ）は検出デバイス４を取り付けたケース３を上から見た平面図、図８（ｃ）は前記検出デバイス４からのレーザ光がボール２に照射し反射される状態を示す光経路図である。検出デバイス４は、図８（ａ）に示すように、ベース部材８に、ボール２に向かってレーザ光を照射するレーザ発光素子から成る投光部９と、前記ボール２から反射されたレーザ光を検知するレーザ受光素子から成る受光部１０と、前記受光部１０で検知した信号を処理してボール２の回転量を検出するセンサ１１とを備えている。
【００３８】
そして、図８（ｂ）に示すように、前記ボール２の真下を除くケース３の下半部にて該ボール２の中心を通る一平面内で直交する二軸方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）に１個ずつデバイス取付け窓１２が設けられ、各々のデバイス取付け窓１２にＸ軸検出デバイス４ｘとＹ軸検出デバイス４ｙとがそれぞれ取り付けられている。この場合、前記２個の検出デバイス４ｘ，４ｙは、前記ボール２の回転方向のＸ軸方向とＹ軸方向とに対応させて、Ｘ軸検出デバイス４ｘでボール２のＸ軸方向の回転量を検出し、Ｙ軸検出デバイス４ｙでボール２のＹ軸方向の回転量を検出するようになっている。これら２個の検出デバイス４ｘ，４ｙで個別にボール２の回転量を検出し、２個の検出デバイス４ｘ，４ｙの検出信号を合成した値によってボール２の回転量を検出するようになっている。
【００３９】
なお、前述のボール２の真下を除くケース３の下半部にて該ボール２の中心を通る一平面とは、図１３（ボール２がケース３内に嵌合した断面図）においてボール２の中心を符号１３で表すと、この中心１３を通る斜め方向の平面１４のことである。そして、図８（ｂ）に示すＸ軸検出デバイス４ｘ及びＹ軸検出デバイス４ｙは、この平面１４内にて直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向にそれぞれ設けられている。この場合、前記２個の検出デバイス４ｘ，４ｙは、前記ボール２の平面１４内にて、図８（ｃ）に示すように投光部９からボール２に向かってレーザ光を照射し、前記ボール２から反射されたレーザ光を受光部１０で検知して、該ボール２の直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向の回転量を検出する。
【００４０】
図９は、前記トラックボール１のＸ軸検出デバイス４ｘ及びＹ軸検出デバイス４ｙによるボール２の回転量の検出方向を示す説明図である。Ｘ軸検出デバイス４ｘは、前述のようにボール２のＸ軸方向の回転量を検出するものであるが、その検出データはＣＣＤ（電荷結合素子）カメラのように２次元（Ｘ方向、Ｙ方向）の移動量データを含んでおり、図９（ａ）に示すように、Ｘ軸方向の回転量データとＹ軸方向の回転量データとを含んでいる。また、Ｙ軸検出デバイス４ｙは、前述のようにボール２のＹ軸方向の回転量を検出するものであるが、その検出データは上述と同様に、２次元（Ｘ方向、Ｙ方向）の移動量データを含んでおり、図９（ｂ）に示すように、Ｙ軸方向の回転量データとＸ軸方向の回転量データとを含んでいる。そして、前記２個の検出デバイス４ｘ，４ｙで個別にボール２の回転量を検出し、２個の検出デバイス４ｘ，４ｙの検出信号を合成した値によってボール２の回転量を検出するようになっている。
【００４１】
図８（ｂ）に示す２個の検出デバイス４ｘ，４ｙは、図１０に示す帯状のフレキシブル基板１５に搭載されている。このフレキシブル基板１５は、例えば厚さ0.2mm程度のポリイミド樹脂から成り折り曲げ可能とされ、縦幅が約14mmで横の長さが約170mm程度の細長い帯状に形成されており、図１０において左端部にＸ軸検出デバイス４ｘを搭載するための取付け穴１６ｘがあけられ、右端部にＹ軸検出デバイス４ｙを搭載するための取付け穴１６ｙがあけられている。そして、これらの取付け穴１６ｘ，１６ｙに図８（ａ）に示す投光部９及び受光部１０を挿入して、前記フレキシブル基板１５の表面側にそれぞれＸ軸検出デバイス４ｘ、Ｙ軸検出デバイス４ｙが取り付けられている。
【００４２】
また、前記帯状のフレキシブル基板１５には、光照射手段２５が搭載されている。この光照射手段２５は、後述のように光透過性とされるボール２及び／又はボール保持リング５に可変色の光を照射するもので、図１０に示すように、フレキシブル基板１５の例えば上辺部に適宜の間隔をおいて８個設けられている。例えば、前記帯状のフレキシブル基板１５の右端部から順に第１の光照射手段２５ａ、第２の光照射手段２５ｂ、第３の光照射手段２５ｃ、第４の光照射手段２５ｄ、第５の光照射手段２５ｅ、第６の光照射手段２５ｆ、第７の光照射手段２５ｇ及び第８の光照射手段２５ｈが設けられている。ここで、第１、第２、第４、第５、第７及び第８の光照射手段２５ａ，２５ｂ，２５ｄ，２５ｅ，２５ｇ，２５ｈは、主としてボール保持リング５に光を照射するもので、単色光の発光ダイオード（ＬＥＤ）から成る。残りの第３及び第６の光照射手段２５ｃ，２５ｆは、主としてボール２に光を照射するもので、それぞれ赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の光を発する３個の発光ダイオード（ＬＥＤ）を組み合わせて成る。したがって、第３及び第６の光照射手段２５ｃ，２５ｆは、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３個の発光ダイオードの点灯を組み合わせることで発光色を適宜変えて照射することができる。なお、前記各光照射手段２５の光源は、発光ダイオードに限られず、可変色の光を照射するものであるならば、他の光源であってもよい。
【００４３】
なお、図１０において、符号１７は、前記フレキシブル基板１５の裏面側に取り付けられた電力供給及び信号取出し用のコネクタを示し、符号１８は、このフレキシブル基板１５の検出デバイス、ＣＰＵ、コネクタなどの部品を搭載する搭載部を裏打ち補強し、前記ケース３に巻き付けて取り付けるための板状の取付部材を示している。
【００４４】
そして、前記フレキシブル基板１５は、図１１に示すように、前記ケース３の下半部の外周側面に巻き付けて取り付けられている。図１１は本発明におけるトラックボール１の底面図であり、ケース３の底面部に水平方向に取り付けられた板金１９を利用し、その板金１９の上面に図１０に示すフレキシブル基板１５の取付部材１８の下辺が接するように位置させて、Ｘ軸検出デバイス４ｘ、取付部材１８、コネクタ１７及びＹ軸検出デバイス４ｙが前記ケース３の下半部の外周側面に位置するように、前記フレキシブル基板１５の裏面側を内側にして巻き付けられている。この状態で、前記フレキシブル基板１５の取付け穴１６ｘ，１６ｙに投光部９及び受光部１０を挿入して取り付けられたＸ軸検出デバイス４ｘ、Ｙ軸検出デバイス４ｙは、前記ケース３の内周側に向けて設けられ、図８（ｂ）に示すように、ケース３のそれぞれのデバイス取付け窓１２内に位置して前記ボール２に向かってレーザ光を照射し、該ボール２から反射されたレーザ光を検知するようにされている（図８（ｃ）参照）。また、前記フレキシブル基板１５に搭載された光照射手段２５ａ〜２５ｈの光が後述のようにボール２側に到達するために、ケース３は透明な材料で出来ている。
なお、前述の図３〜図５においては、ケース３の下半部の形状を見せるためにフレキシブル基板１５の図示を省略している。
【００４５】
図１２は、図６に示すボール２をボール取り出しリング６で吊下げ保持する状態を示す説明図であり、図１２（ａ）は正面図、図１２（ｂ）はその中央断面図である。ボール取り出しリング６は、前記ケース３とボール２との間において該ボール２をケース３内で吊下げ保持すると共にケース３に着脱可能とするもので、図１２（ｂ）に示すように、ボール２の直径よりも小さい内径のボール露出孔６ａを有するリング部２０と、このリング部２０の対向する２箇所から所定の幅及び長さでボール２の下半部まで下方に伸びる保持アーム２１とを備えている。前記保持アーム２１は、ケース３内に組み込まれたボール２を該ケース３から取り出すときに実際にボール２を吊下げ保持するもので、その幅方向において前記リング部２０と同心円状に湾曲しており、その下端部２２はボール２の球面形状に沿って内側に円弧状に形成されている。この状態で、前記保持アーム２１の２個の下端部２２を円周の一部とする仮想の円を描くとき、この仮想の円がボール２の最大外周円より小さくなるように形成され、前記仮想の円がボール２の最大外周円より広がるように保持アーム２１が弾性を有するようにされている。
【００４６】
このようなボール取り出しリング６を用いてボール２をケース３に着脱するには、図６において、ボール２の上部にボール保持リング５を載せ、このボール保持リング５を載せた状態のボール２の上方から、図１２（ｂ）に示す２個の保持アーム２１をボール２側に向けてボール取り出しリング６をボール２に押し込むと、前記保持アーム２１の下端部２２がボール２と接触して該保持アーム２１が弾性により外側に広げられる。そして、保持アーム２１の下端部２２がボール２の最大外周円を通過すると、前記保持アーム２１は弾性により元の形状に復元する。この状態で、ボール２は、リング部２０のボール露出孔６ａと２個の保持アーム２１の下端部２２とにより吊下げ保持される。なお、図１２（ｂ）においては、図６に示すボール保持リング５は図示を省略してある。
【００４７】
次に、前記のようにボール２を保持したボール取り出しリング６を、図６においてケース３の半球状の凹球面の上方から内周側に嵌め、前記ボール取り出しリング６を例えば時計回りに少し回転させて、該ボール取り出しリング６の下部周囲に設けられた複数個の係合爪２３をケース３の内周側に設けられた引掛けミゾ２４に掛止する。このとき、前記ボール２は、図７に示すケース３の内周側面に３個又は５個設けられたボール支持体７で支持されるため、図１２（ｂ）に示す保持アーム２１の下端部２２より上方に押し上げられ、該保持アーム２１の下端部２２と非接触となる。この状態で、ボール２は、ボール取り出しリング６のリング部２０及び保持アーム２１にも接触しないでボール取り出しリング６の保持から開放され、図１３に示すように、ケース３の内周側面のボール支持体７のみの支持により回転可能となる。
【００４８】
次に、前記ボール取り出しリング６を用いてボール２をケース３から取り出すには、図６において、ボール取り出しリング６のリング部２０を手で保持して例えば反時計回りに少し回転させて、ケース３の引掛けミゾ２４に対する係合爪２３の掛止を解除する。その状態で、リング部２０を手で保持してボール取り出しリング６をケース３から上方に引き上げる。すると、ボール２は、２個の保持アーム２１の下端部２２に引っかかり、前記ボール取り出しリング６と共にケース３の上方へ取り出される。
【００４９】
ここで、本発明においては、前記トラックボール１のボール２及びボール保持リング５の少なくとも一方を光透過性とし、このボール２及びボール保持リング５の少なくとも一方に光照射手段２５により可変色の光を照射して該ボール２及びボール保持リング５の少なくとも一方が可変色で光るようにされている。すなわち、図１において、トラックボール１のボール２及びボール保持リング５の両方又は何れか一方が光透過性とされている。ここで言う「光透過性」とは、ある部材が光を透過する性質のことであり、光を１００％透過する透明状態と、光を透過する度合いが０％より高く１００％未満である半透明状態とを含むものである。以下、本明細書においては、光透過性とは、透明状態及び半透明状態を含むものとして用いる。
【００５０】
具体的には、半透明の材料としては、ポリエステル、ポリスチレンなどがある。この場合、ボール２及びボール保持リング５の両方又は何れか一方が、ポリエステル又はポリスチレンなどの半透明な材料で形成されている。また、ボール２又はボール保持リング５の一方を不透明な材料で形成する場合は、ポリアセタール、ポリプロピレンなどの材料から成る。このような半透明な材料と不透明な材料との組み合わせによって、ボール２を不透明としてボール保持リング５を半透明とし、これとは逆にボール保持リング５を不透明としてボール２を半透明とするという実施形態がある。或いは、ボール２及びボール保持リング５の両方を半透明とするという実施形態もある。
【００５１】
図１４は、前記フレキシブル基板１５に搭載された光照射手段２５ａ〜２５ｈ（図１０参照）により可変色の光を照射してボール２及びボール保持リング５の少なくとも一方が可変色で光る状態を示す断面説明図であり、図１４（ａ）はボール保持リング５が光る状態を示す図、図１４（ｂ）はボール２が光る状態を示す図である。まず、図１４（ａ）においては、ケース３は透明とされており、ボール２を不透明としてボール保持リング５が半透明とされている。この場合、前記光照射手段２５ａ〜２５ｈから発せられた光は、透明なケース３を透過して不透明なボール２の表面に到達し、このボール２の表面で外向きに反射されてボール取り出しリング６の内側面に到達し、このボール取り出しリング６の内側面で内向きに反射されて半透明なボール保持リング５に入射して矢印Ａのように透過する。このとき、ボール保持リング５は、例えば乳白色の半透明な材料で形成されているので、光が入射して矢印Ａのように透過することでその内部で光が散乱すると共に透過して、該ボール保持リング５の全体が可変色で光るようになる。
【００５２】
次に、図１４（ｂ）においては、ケース３は透明とされており、ボール保持リング５を不透明としてボール２が半透明とされている。この場合、前記光照射手段２５ａ〜２５ｈから発せられた光は、透明なケース３を透過してそのまま半透明なボール２に入射して矢印Ｂのように透過する。このとき、ボール２は、例えば乳白色の半透明な材料で形成されているので、光が入射して矢印Ｂのように透過することでその内部で光が散乱すると共に透過して、該ボール２の全体が可変色で光るようになる。
なお、図１４（ａ）及び（ｂ）では、ボール２又はボール保持リング５の一方が光る場合について説明したが、本発明はこれに限られず、ボール２及びボール保持リング５の両方を半透明な材料で形成して、前記光照射手段２５ａ〜２５ｈから発せられた光の照射により両方が可変色で光るようにしてもよい。
【００５３】
さらに、前記光透過性（半透明）とされたボール２の材料中に光散乱性微粒子を配合して、前記光照射手段２５ａ〜２５ｈからの光の照射により前記ボール２が光ると共に散乱光を発生し、前記検出デバイス４の投光部９からのレーザ光の照射により前記ボール２が散乱光を発生するようにしてもよい。この場合のボール２は、例えば、半透明なポリエステル樹脂100重量部に対し、平均粒子径が0.5〜20μｍの光散乱性微粒子を0.0001〜0.03重量部配合してなるポリエステル樹脂ボールから成る。光散乱材としては、アルミナ、酸化チタン等がある。このようなポリエステル樹脂ボールを用いると、ボール２が均質に光るようになり、レーザ光の照射によるボール２の回転量の検出感度が向上する。
【００５４】
そして、本発明においては、前記光照射手段２５により可変色の光を照射して前記ボール２及びボール保持リング５の少なくとも一方が可変色で光ると共に、図１に示す画像表示装置ＭＴの表示画面に、前記トラックボール１のボール２及びボール保持リング５の少なくとも一方が光る色と同じ色のポインティングマーク２７を表示するようになっている。すなわち、図１において、トラックボール１内の制御回路２６からの輝度制御信号Ｂｒ（赤），Ｂｇ（緑），Ｂｂ（青）の送信により光照射手段２５が点灯してボール２及び／又はボール保持リング５が例えば赤色、緑色、青色等に変化して光った際に、その光照射手段２５への輝度制御信号Ｂｒ（赤），Ｂｇ（緑），Ｂｂ（青）に対応する輝度情報が前記制御回路２６からコンピュータＰＣへ送信され、さらに該コンピュータＰＣから当該輝度情報が画像表示装置ＭＴへ送信されて、ポインティングマーク２７の色をトラックボール１のボール２及び／又はボール保持リング５が光る色と同じ色とする。
これにより、トラックボール１と画像表示装置ＭＴのポインティングマーク２７との対応関係を明確にすることができる。そして、トラックボール１とポインティングマーク２７との対応関係を明確にすることで、当該トラックボール１に現時点でどのような機能が与えられているかを認識可能とすることができる。
【００５５】
図１５は、図１に示すトラックボール１において、光照射手段２５によりボール２及び／又はボール保持リング５に可変色の光を照射する実施形態を示す説明図である。図１５において、光照射手段２５は、赤色発光のＬＥＤ1と、緑色発光のＬＥＤ2と、青色発光のＬＥＤ3とから成るものとする。なお、図１５では、ボール２、ボール保持リング５及び検出デバイス４は図示省略している。
【００５６】
この実施形態では、コンピュータＰＣに付設されたキーボード等の可変色入力部２８を操作して光変更信号Ｓａをトラックボール１の制御回路２６に入力する。例えば、可変色入力部２８により赤色照射の光変更信号Ｓａを制御回路２６に送信する。すると、制御回路２６は、赤色照射に対応するＬＥＤ選択信号Ｓ1を出力して赤色発光のＬＥＤ1に入力させ、該ＬＥＤ1を赤色に点灯させる。これにより、光照射手段２５は、図１に示すボール２及び／又はボール保持リング５に赤色の光を照射し、該ボール２及び／又はボール保持リング５が赤色で光る。
【００５７】
同様にして、前記可変色入力部２８により緑色照射の光変更信号Ｓａを制御回路２６に送信すると、制御回路２６は、緑色照射に対応するＬＥＤ選択信号Ｓ2を出力して緑色発光のＬＥＤ2に入力させ、該ＬＥＤ2を緑色に点灯させて、光照射手段２５はボール２及び／又はボール保持リング５に緑色の光を照射し、該ボール２及び／又はボール保持リング５が緑色で光る。さらに、前記ボール２及び／又はボール保持リング５に青色の光を照射するには、前記可変色入力部２８により青色照射の光変更信号Ｓａを制御回路２６に送信すれば、青色照射に対応するＬＥＤ選択信号Ｓ3を出力して、前述と同様にして青色発光のＬＥＤ3が点灯して青色の光を照射する。なお、図１５において、可変色入力部２８からの光変更信号Ｓａは、前記制御回路２６ではなく、各ＬＥＤ1、ＬＥＤ2及びＬＥＤ3の駆動回路（図示省略）に送信するようにしてもよい。
【００５８】
図１６は、図１に示すトラックボール１において、光照射手段２５により照射する光の強度を可変として、トラックボール１のボール２及びボール保持リング５の少なくとも一方が光る明るさを可変とする実施形態を示す説明図である。図１６においても、光照射手段２５は、赤色発光のＬＥＤ1と、緑色発光のＬＥＤ2と、青色発光のＬＥＤ3とから成るものとし、ボール２、ボール保持リング５及び検出デバイス４は図示省略している。
【００５９】
この実施形態では、コンピュータＰＣに付設されたキーボード等の光強度入力部２９を操作して光強度信号Ｓｂをトラックボール１の制御回路２６に入力する。例えば、光強度入力部２９により光強度の大、中、小を内容とする光強度信号Ｓｂを制御回路２６に送信する。すると、制御回路２６は、光強度信号Ｓｂに対応する光強度を内容とするＬＥＤ選択信号Ｓ4，Ｓ5，Ｓ6を出力して各ＬＥＤ1，ＬＥＤ2，ＬＥＤ3に入力させ、それぞれ点灯させる。これにより、光照射手段２５は、光強度入力部２９で入力された光強度の光を図１に示すボール２及び／又はボール保持リング５に照射し、該ボール２及び／又はボール保持リング５が光る明るさが可変とされる。なお、図１６において、光強度入力部２９からの光強度信号Ｓｂは、前記制御回路２６ではなく、各ＬＥＤ1、ＬＥＤ2及びＬＥＤ3の駆動回路（図示省略）に送信するようにしてもよい。
【００６０】
図１７は、図１に示すトラックボール１において、光照射手段２５により照射する光の強度を周辺の明るさに追従して可変とし、トラックボール１のボール２及びボール保持リング５の少なくとも一方が光る明るさを自動調整可能とする実施形態を示す説明図である。図１７においても、光照射手段２５は、赤色発光のＬＥＤ1と、緑色発光のＬＥＤ2と、青色発光のＬＥＤ3とから成るものとし、ボール２、ボール保持リング５及び検出デバイス４は図示省略している。
【００６１】
この実施形態では、コンピュータＰＣに付設されたキーボード等の端部に設けられた周辺光センサ３０で感知した周辺明るさ信号Ｓｃがトラックボール１の制御回路２６へ自動的に送信される。例えば、周辺光センサ３０により周辺明るさの大、中、小を内容とする周辺明るさ信号Ｓｃを制御回路２６に送信する。すると、制御回路２６は、周辺明るさ信号Ｓｃに対応する明るさの光強度を内容とするＬＥＤ選択信号Ｓ7，Ｓ8，Ｓ9を出力して各ＬＥＤ1，ＬＥＤ2，ＬＥＤ3に入力させ、それぞれ点灯させる。これにより、光照射手段２５は、周辺光センサ３０から送信された明るさに対応する光強度の光を図１に示すボール２及び／又はボール保持リング５に照射し、該ボール２及び／又はボール保持リング５が光る明るさが自動調整可能とされる。なお、図１７において、周辺光センサ３０からの周辺明るさ信号Ｓｃは、前記制御回路２６ではなく、各ＬＥＤ1、ＬＥＤ2及びＬＥＤ3の駆動回路（図示省略）に送信するようにしてもよい。また、前記周辺光センサ３０は、コンピュータＰＣに付設されたキーボードに限られず、図１に示す画像表示装置ＭＴの表示器の枠部に設けてもよい。
【００６２】
なお、図１及び図１５〜図１７の実施形態において、前記コンピュータＰＣからの操作指令によりトラックボール１の操作が要求される際は、当該トラックボール１のボール２及びボール保持リング５の少なくとも一方の光を点滅表示させるようにしてもよい。この場合は、例えば、コンピュータＰＣからトラックボール１への操作指令の送信に連動して、該コンピュータＰＣからトラックボール１の制御回路２６にボール２及び／又はボール保持リング５の点滅表示信号を送信すればよい。これにより、コンピュータＰＣからの操作指令により操作が要求されたトラックボール１を認識可能とすることができる。
【００６３】
図１８は、図１に示すトラックボール１において、該トラックボール１のケース３内に支持されたボール２の回転に伴って音を発生させるようにした実施形態を示す説明図である。なお、図１８では、ボール２、ボール保持リング５及び光照射手段２５は図示省略している。
【００６４】
図１８（ａ）は、トラックボール１の制御回路２６に音発生手段として、例えばブザー３１を設けたものである。この場合は、検出デバイス４でボール２の回転を検出すると、該検出デバイス４から回転量データが制御回路２６へ送られる。制御回路２６は、前記回転量データの入力によりボール２が回転していることを検出し、ブザー３１へ音発生信号Ｓｄを送出して該ブザー３１を鳴動させる。これにより、トラックボール１の操作部材としてのボール２が回転操作されていることを音により認識可能とする。
【００６５】
図１８（ｂ）は、トラックボール１の制御回路２６に音発生手段として、例えば音声ＩＣ（各種の音声を合成して記憶したメモリ）などの音声発生回路３２を設けると共に、この音声発生回路３２にスピーカ３３を接続したものである。この場合は、検出デバイス４でボール２の回転を検出すると、該検出デバイス４から回転量データが制御回路２６へ送られる。制御回路２６は、前記回転量データの入力によりボール２が回転していることを検出し、音声発生回路３２へ音発生信号Ｓｅを送出し、この音声発生回路３２からの音声信号によりスピーカ３３を鳴動させる。これにより、トラックボール１の操作部材としてのボール２が回転操作されていることを音により認識可能とする。
【００６６】
図１９は、図１に示すトラックボール１において、該トラックボール１のケース３内に支持されたボール２の回転に伴って音を発生させる際に、該ボール２の回転方向により音量、音程又は音色を変化させるようにした実施形態を示す説明図である。なお、図１９においても、ボール２、ボール保持リング５及び光照射手段２５は図示省略している。
【００６７】
この実施形態は、トラックボール１の制御回路２６に音発生手段として、例えば３個のブザー３１ａ，３１ｂ，３１ｃを設けたものである。ここで、３個のブザー３１ａ，３１ｂ，３１ｃは、それぞれ音量が異なり、音程が異なり、或いは音色が異なるものとされている。この場合は、検出デバイス４でボール２の回転及び回転方向を検出すると、該検出デバイス４から回転量データが制御回路２６へ送られる。制御回路２６は、前記回転量データの入力によりボール２の回転方向を検出し、その回転方向に応じて例えば３種類の音発生信号Ｓf1，Ｓf2，Ｓf3を生成する。そして、ボール２の回転方向に応じて３種類の音発生信号Ｓf1，Ｓf2，Ｓf3の何れかを選択し、第１の音発生信号Ｓf1を第１のブザー３１ａに、第２の音発生信号Ｓf2を第２のブザー３１ｂに、第３の音発生信号Ｓf3を第３のブザー３１ｃにそれぞれ送出する。すると、選択されたブザー３１ａ，３１ｂ，３１ｃに応じて異なる音量、音程又は音色で各ブザーを鳴動させる。これにより、トラックボール１の操作部材としてのボール２の回転操作状態を音量、音程又は音色等により認識可能とする。
【００６８】
なお、図１９は、図１８（ａ）の実施形態においてボール２の回転に伴って発生させる音をその回転方向により音量、音程又は音色を変化させるようにしたものであるが、図１８（ｂ）の実施形態においてもボール２の回転方向により音量、音程又は音色を変化させるようにしてもよい。その場合は、音声発生回路３２にボール２の回転方向により音量、音程又は音色を変化させる音声を記憶させておき、制御回路２６から前記ボール２の回転方向により音量、音程又は音色を変化させる音発生信号Ｓｅを音声発生回路３２へ送出し、この音声発生回路３２からの音声信号によりスピーカ３３を鳴動させればよい。
【００６９】
図２０は、図１に示す情報入力装置において、トラックボール１を複数個（１ａ，１ｂ）備え、光照射手段２５による可変色の光の照射により前記複数個のトラックボール１ａ，１ｂのボール２及びボール保持リング５の少なくとも一方をそれぞれ異なる色で光らせ、画像表示装置ＭＴの表示画面には、それぞれのトラックボール１ａ，１ｂに対応するポインティングマーク２７を該トラックボール１ａ，１ｂのボール２又はボール保持リング５の色に合わせて異なる色で表示するようにした実施形態を示す説明図である。なお、図２０では、ボール保持リング５及び光照射手段２５は図示省略している。
【００７０】
この実施形態では、図２０に示すように、コンピュータＰＣからそれぞれのトラックボール１ａ，１ｂに例えば赤色表示の輝度制御信号Ｂｒ、緑色表示の輝度制御信号Ｂｇ、青色表示の輝度制御信号Ｂｂの何れかを送信し、トラックボール１ａ，１ｂ内の光照射手段２５が点灯してボール２及び／又はボール保持リング５が前記輝度制御信号に対応する色に光り、前記トラックボール１ａ又は１ｂのボール２の回転操作による回転量データ及び輝度情報が出力されてコンピュータＰＣに入力する。コンピュータＰＣは前記回転量データ及び輝度情報の入力により何れのトラックボール１ａ又は１ｂが操作されたかを判断して、前記コンピュータＰＣから画像表示装置ＭＴへ当該輝度情報が送信されて、ポインティングマーク２７の色を、トラックボール１ａ又は１ｂのボール２及び／又はボール保持リング５が光る色と同じ色とする。
【００７１】
図２１は、図２０に示す実施形態において、２個のトラックボール１ａ，１ｂと画像表示装置ＭＴの表示画面上のポインティングマーク２７の色分け表示の状態を示す説明図である。まず、図２１（ａ）は、第２のトラックボール１ｂが緑色に発光してボール２が回転操作されており、この第２のトラックボール１ｂから図１に示すコンピュータＰＣを介して緑発光の輝度情報が画像表示装置ＭＴへ送信されて、ポインティングマーク２７の色を、トラックボール１ｂのボール２及び／又はボール保持リング５の光る色と同じ緑色で表示する状態を示している。
また、図２１（ｂ）は、第１のトラックボール１ａが青色に発光してボール２が回転操作されており、この第１のトラックボール１ａから図１に示すコンピュータＰＣを介して青発光の輝度情報が画像表示装置ＭＴへ送信されて、ポインティングマーク２７の色を、トラックボール１ａのボール２及び／又はボール保持リング５の光る色と同じ青色で表示する状態を示している。
【００７２】
なお、図２０又は図２１において、画像表示装置ＭＴの表示画面に２個のトラックボール１ａ，１ｂに対応させて二つのポインティングマーク２７を表示し、一方のポインティングマーク２７を第１のトラックボール１ａの発光色に合わせ、他方のポインティングマーク２７を第２のトラックボール１ｂの発光色に合わせるようにしてもよい。
【００７３】
図２２は、トラックボール１と画像表示装置ＭＴの表示画面上のポインティングマーク２７の色分け表示の他の実施形態を示す説明図である。この実施形態では、画像表示装置ＭＴの機能切替ボタン３４を追加し、この機能切替ボタン３４で画像表示装置ＭＴの機能切替えとトラックボール１の発光色の切替えとを連動させて、画像表示装置ＭＴの機能で描画している色とトラックボール１の発光色とを一致させるようにしたものである。
【００７４】
図２２（ａ）は、機能切替ボタン３４で、トラックボール１を緑色で発光させる輝度制御信号及び画像表示装置ＭＴにて緑色で図形等を描画する信号を該トラックボール１に入力し、これによって前記トラックボール１のボール２及び／又はボール保持リング５が緑色で発光し、画像表示装置ＭＴの表示画面上にポインティングマーク２７を緑色で表示してこのポインティングマーク２７の動きで図形等を緑色で描画する状態を示している。
また、図２２（ｂ）は、同様にして機能切替ボタン３４で、トラックボール１を青色で発光させる輝度制御信号及び画像表示装置ＭＴにて青色で図形等を描画する信号を該トラックボール１に入力し、これによって前記トラックボール１のボール２及び／又はボール保持リング５が青色で発光し、画像表示装置ＭＴの表示画面上にポインティングマーク２７を青色で表示してこのポインティングマーク２７の動きで図形等を青色で描画する状態を示している。
これにより、前記トラックボール１の現在の機能を明らかにすると共に、該トラックボール１の発光色から次に画像表示装置ＭＴにて何色で描画されるかを明らかにしたり、その描画の色の変更が可能になる。
【符号の説明】
【００７５】
ＰＣ…コンピュータ
ＭＴ…画像表示装置
１…トラックボール
２…ボール
３…ケース
４…検出デバイス
５…ボール保持リング
６…ボール取り出しリング
７…ボール支持体
９…投光部
１０…受光部
１１…センサ
１５…フレキシブル基板
２５，２５ａ〜２５ｈ…光照射手段
２６…制御回路
２７…ポインティングマーク
２８…可変色入力部
２９…光強度入力部
３０…周辺光センサ
３１，３１ａ〜３１ｃ…ブザー
３２…音声発生回路
３４…機能切替ボタン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種の情報を処理するコンピュータと、画像表示装置と、前記コンピュータに情報入力するための入力操作部となるトラックボールとを備えた情報入力装置に関し、詳しくは、暗い使用環境においてもトラックボールの位置を容易に判別可能とすると共に、当該トラックボールに現時点でどのような機能が与えられているかを認識可能とし、かつ操作部材としてのボールの回転の検出を確実とする情報入力装置に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
各種の情報処理装置、例えば医用画像診断装置、内視鏡装置、船舶誘導装置又は航空監視システム等の入力操作部として用いられるトラックボールは、その使用環境が異なっており、装置によっては操作するボールがどこにあるのかが分からないほど暗い環境で使用する場合もある。また、トラックボールの操作による入力情報により対象部位の位置計測、長さ計測又は面積計測等の機能を行う場合、その機能が複雑になると当該トラックボールに現時点でどのような機能が与えられているのか分かりにくくなっている。
【０００３】
これに対処して、ケーシングの上面から一部を露出し回転自在に設けられたボールを有し、前記ボールの回転により入力情報を得るようにしたトラックボール構造において、前記ケーシングに設けられた光源からの光が前記ボールを透過することにより前記ボールが発光するように構成した照明付トラックボールが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、他の装置として、指などで操作するための操作部材となる球体と、上記球体を回転可能に支持する支持部材と、上記球体に向かって光を発する発光部と、上記発光部から発せられた光に対し、上記球体により反射された反射光を検知する検知部とからなり、上記球体は、上記光の一部分が透過する材質で構成され、上記球体において、上記発光部からの光を透過させることにより、上記球体の照光を図るようにした光学式トラックボール装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−３２４１８８号公報
【特許文献２】特開２００４−３８３６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、前記特許文献１に記載の照明付トラックボールにおいては、暗い使用環境においてもボールの位置を判別可能とすることはできるが、回転自在に設けられたボールの外周に、互いに軸方向が直交するＸ方向及びＹ方向に沿って一対の回転軸が回転自在に設けられ、この一対の回転軸で前記ボールを支持して該ボールの回転を検出し、前記各回転軸に付設されたエンコーダ等の検出手段でボールの回転方向や回転量を検出するものであり、ボールの外周に接触する一対の回転軸により機械的な構造でボールの回転を検出するようになっているので、ボールと回転軸とがスリップしたり、ボールの表面又は回転軸の表面に塵埃が付着すると、ボールの回転の検出が確実に行えないことがあった。
【０００７】
また、前記特許文献２に記載の光学式トラックボール装置においては、暗い使用環境においても球体の位置を判別可能とすることはできるが、上記球体の下方に配された発光部の光源がＬＥＤ（発光ダイオード）などであり、上記球体により反射された反射光を検知部で検知して上記球体の回転操作状態を検出するようになっているので、球体の表面が滑らかで何の模様やパターン等も付されていない場合は、検知部で球体からのＬＥＤ反射光を検知できないことがあり、球体の回転の検出が確実に行えないことがあった。そのため、球体の表面全周の表面粗度を粗くしたり、球体の表面に何らかの模様やパターン等を付する必要があった。
【０００８】
なお、前記いずれの特許文献１及び特許文献２に記載の発明も、当該トラックボールに現時点でどのような機能が与えられているかを容易に認識することはできなかった。
【０００９】
このような問題点に対処し、本発明が解決しようとする課題は、暗い使用環境においてもトラックボールの位置を容易に判別可能とすると共に、当該トラックボールに現時点でどのような機能が与えられているかを認識可能とし、かつ操作部材としてのボールの回転の検出を確実とする情報入力装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明による情報入力装置は、情報を処理するコンピュータと、前記コンピュータの情報処理の内容を表示する画像表示装置と、回転操作して前記コンピュータに情報入力するための操作部材となるボール、このボールが嵌まり得る凹球面を有しその内周側に前記ボールを回転可能に支持するケース、このケース内にボールを回転可能に保持するボール保持リング、並びに前記ケースに設けられ前記ボールに向かってレーザ光を照射する投光部及び前記ボールから反射されたレーザ光を検知する受光部を有して前記ボールの回転量を検出する検出デバイスを有するトラックボールと、を備えた情報入力装置であって、前記トラックボールのボール及びボール保持リングの少なくとも一方を光透過性とし、このボール及びボール保持リングの少なくとも一方に光照射手段により可変色の光を照射して該ボール及びボール保持リングの少なくとも一方が可変色で光るようにし、前記画像表示装置の表示画面に、前記トラックボールのボール及びボール保持リングの少なくとも一方が光る色と同じ色のポインティングマークを表示するようにしたものである。
【００１１】
このような構成により、レーザ光を利用した検出デバイスを用いることで操作部材としてのボールの回転量の検出を確実とし、また、トラックボールのボール及びボール保持リングの少なくとも一方を光透過性とし、このボール及びボール保持リングの少なくとも一方に光照射手段により可変色の光を照射して該ボール及びボール保持リングの少なくとも一方が可変色で光るようにすることで、暗い使用環境においてもトラックボールの位置を容易に判別可能とし、さらに、画像表示装置の表示画面に、前記トラックボールのボール及びボール保持リングの少なくとも一方が光る色と同じ色のポインティングマークを表示することで、当該トラックボールと画像表示装置のポインティングマークとの対応関係を明確にする。
【００１２】
また、前記トラックボールを複数個備え、前記光照射手段による可変色の光の照射により前記複数個のトラックボールのボール及びボール保持リングの少なくとも一方をそれぞれ異なる色で光らせ、前記画像表示装置の表示画面には、それぞれのトラックボールに対応するポインティングマークを該トラックボールのボール又はボール保持リングの色に合わせて異なる色で表示するようにしてもよい。
これにより、複数個のトラックボールのボール及びボール保持リングの少なくとも一方をそれぞれ異なる色で光らせ、画像表示装置の表示画面には、それぞれのトラックボールに対応するポインティングマークを該トラックボールのボール又はボール保持リングの色に合わせて異なる色で表示することで、複数個のトラックボールと画像表示装置の表示画面上のポインティングマークとの対応関係を明らかにする。
【００１３】
さらに、前記光照射手段により照射する光の強度を可変として、前記トラックボールのボール及びボール保持リングの少なくとも一方が光る明るさを可変としてもよい。
これにより、トラックボールのボール及びボール保持リングの少なくとも一方が光る明るさを可変とすることで、暗い使用環境においては明るさを強くして光らせ、あまり暗くない使用環境においては明るさを弱くして光らせ、使用環境の明るさに応じてトラックボールの位置を容易に判別可能とする。
【００１４】
さらにまた、前記光照射手段により照射する光の強度を周辺の明るさに追従して可変とし、前記トラックボールのボール及びボール保持リングの少なくとも一方が光る明るさを自動調整可能としてもよい。
これにより、トラックボールのボール及びボール保持リングの少なくとも一方が光る明るさを周辺の明るさに追従して自動調整可能とすることで、自動的に暗い使用環境においては明るさを強くして光らせ、あまり暗くない使用環境においては明るさを弱くして光らせ、使用環境の明るさに応じてトラックボールの位置を容易に判別可能とする。
【００１５】
また、前記コンピュータからの操作指令により前記トラックボールの操作が要求される際は、当該トラックボールのボール及びボール保持リングの少なくとも一方の光を点滅表示させるようにしてもよい。
これにより、トラックボールのボール及びボール保持リングの少なくとも一方の光を点滅表示させることで、コンピュータからの操作指令により操作が要求されたトラックボールを認識可能とする。
【００１６】
さらに、前記トラックボールの光透過性とされたボールの材料中に光散乱性微粒子を配合してなり、前記光照射手段からの光の照射により前記ボールが光ると共に散乱光を発生し、前記検出デバイスの投光部からのレーザ光の照射により前記ボールが散乱光を発生するようにしてもよい。
これにより、光照射手段からの光の照射によりボールが光ると共に散乱光を発生し、検出デバイスの投光部からのレーザ光の照射により前記ボールが散乱光を発生するようにしたことで、暗い使用環境においてもトラックボールの位置を容易に判別可能とし、操作部材としてのボールの回転量の検出を確実とする。
【００１７】
さらにまた、前記トラックボールのケース内に支持されたボールの回転に伴って音を発生させるようにしてもよい。
これにより、ボールの回転に伴って音を発生させることで、トラックボールの操作部材としてのボールが回転操作されていることを音により認識可能とする。
【００１８】
また、前記ボールの回転に伴って発生させる音は、該ボールの回転方向により音量、音程又は音色を変化させるようにしてもよい。
これにより、ボールの回転に伴って発生させる音を、該ボールの回転方向により音量、音程又は音色を変化させることで、トラックボールの操作部材としてのボールの回転操作状態を音量、音程又は音色等により認識可能とする。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に係る発明によれば、レーザ光を利用した検出デバイスを用いることで操作部材としてのボールの回転量の検出を確実とし、また、トラックボールのボール及びボール保持リングの少なくとも一方を光透過性とし、このボール及びボール保持リングの少なくとも一方に光照射手段により可変色の光を照射して該ボール及びボール保持リングの少なくとも一方が可変色で光るようにすることで、暗い使用環境においてもトラックボールの位置を容易に判別可能とし、さらに、画像表示装置の表示画面に、前記トラックボールのボール及びボール保持リングの少なくとも一方が光る色と同じ色のポインティングマークを表示することで、当該トラックボールと画像表示装置のポインティングマークとの対応関係を明確にすることができる。そして、トラックボールとポインティングマークとの対応関係を明確にすることで、当該トラックボールに現時点でどのような機能が与えられているかを認識可能とすることができる。
【００２０】
また、請求項２に係る発明によれば、複数個のトラックボールのボール及びボール保持リングの少なくとも一方をそれぞれ異なる色で光らせ、画像表示装置の表示画面には、それぞれのトラックボールに対応するポインティングマークを該トラックボールのボール又はボール保持リングの色に合わせて異なる色で表示することで、複数個のトラックボールと画像表示装置の表示画面上のポインティングマークとの対応関係を明らかにすることができる。したがって、当該トラックボールに現時点でどのような機能が与えられているかを認識可能とすることができる。
【００２１】
さらに、請求項３に係る発明によれば、トラックボールのボール及びボール保持リングの少なくとも一方が光る明るさを可変とすることで、暗い使用環境においては明るさを強くして光らせ、あまり暗くない使用環境においては明るさを弱くして光らせ、使用環境の明るさに応じてトラックボールの位置を容易に判別可能とすることができる。
【００２２】
さらにまた、請求項４に係る発明によれば、トラックボールのボール及びボール保持リングの少なくとも一方が光る明るさを周辺の明るさに追従して自動調整可能とすることで、自動的に暗い使用環境においては明るさを強くして光らせ、あまり暗くない使用環境においては明るさを弱くして光らせ、使用環境の明るさに応じてトラックボールの位置を容易に判別可能とすることができる。
【００２３】
また、請求項５に係る発明によれば、トラックボールのボール及びボール保持リングの少なくとも一方の光を点滅表示させることで、コンピュータからの操作指令により操作が要求されたトラックボールを認識可能とすることができる。したがって、当該トラックボールに与えられた機能を認識可能とすることができる。
【００２４】
さらに、請求項６に係る発明によれば、光照射手段からの光の照射によりボールが光ると共に散乱光を発生し、検出デバイスの投光部からのレーザ光の照射により前記ボールが散乱光を発生するようにしたことで、暗い使用環境においてもトラックボールの位置を容易に判別可能とし、操作部材としてのボールの回転量の検出を確実とすることができる。
【００２５】
さらにまた、請求項７に係る発明によれば、ボールの回転に伴って音を発生させることで、トラックボールの操作部材としてのボールが回転操作されていることを音により認識可能とすることができる。
【００２６】
また、請求項８に係る発明によれば、ボールの回転に伴って発生させる音を、該ボールの回転方向により音量、音程又は音色を変化させることで、トラックボールの操作部材としてのボールの回転操作状態を音量、音程又は音色等により認識可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明による情報入力装置の実施形態を示すブロック図である。
【図２】本発明におけるトラックボールの実施形態を示す平面図である。
【図３】図２の正面図である。
【図４】図２の左側面図である。
【図５】図２及び図３の左斜視図である。
【図６】本発明におけるトラックボールの分解斜視図である。
【図７】図６に示すケースを上から見た平面図である。
【図８】ケースに対する検出デバイスの取り付け状態を示す説明図であり、図８（ａ）は検出デバイスを示す斜視図、図８（ｂ）は検出デバイスを取り付けたケースを上から見た平面図、図８（ｃ）は前記検出デバイスからのレーザ光がボールに照射し反射される状態を示す光経路図である。
【図９】本発明におけるトラックボールのＸ軸検出デバイス及びＹ軸検出デバイスによるボールの回転量の検出方向を示す説明図である。
【図１０】図１に示す光照射手段及び図８に示す２個の検出デバイスを搭載する帯状のフレキシブル基板を示す平面図である。
【図１１】本発明におけるトラックボールの実施形態を示す底面図であり、ケースの下半部の外周側面にフレキシブル基板を巻き付けて取り付けた状態を示す図である。
【図１２】図６に示すボールをボール取り出しリングで吊下げ保持する状態を示す説明図であり、図１２（ａ）は正面図、図１２（ｂ）はその中央断面図である。
【図１３】ボールがケースの内周側面のボール支持体のみの支持により回転可能となった状態を示す中央断面図である。
【図１４】フレキシブル基板に搭載された光照射手段により光を照射してボール及びボール保持リングの少なくとも一方が光る状態を示す断面説明図であり、図１４（ａ）はボール保持リングが光る状態を示す図、図１４（ｂ）はボールが光る状態を示す図である。
【図１５】図１に示すトラックボールにおいて、光照射手段によりボール及び／又はボール保持リングに可変色の光を照射する実施形態を示す説明図である。
【図１６】図１に示すトラックボールにおいて、光照射手段により照射する光の強度を可変として、トラックボールのボール及びボール保持リングの少なくとも一方が光る明るさを可変とする実施形態を示す説明図である。
【図１７】図１に示すトラックボールにおいて、光照射手段により照射する光の強度を周辺の明るさに追従して可変とし、トラックボールのボール及びボール保持リングの少なくとも一方が光る明るさを自動調整可能とする実施形態を示す説明図である。
【図１８】図１に示すトラックボールにおいて、該トラックボールのケース内に支持されたボールの回転に伴って音を発生させるようにした実施形態を示す説明図である。
【図１９】図１に示すトラックボールにおいて、該トラックボールのケース内に支持されたボールの回転に伴って音を発生させる際に、該ボールの回転方向により音量、音程又は音色を変化させるようにした実施形態を示す説明図である。
【図２０】図１に示す情報入力装置において、トラックボールを複数個備え、それぞれのボール及びボール保持リングの少なくとも一方を異なる色で光らせ、画像表示装置の表示画面には、各トラックボールに対応するポインティングマークを該トラックボールのボール又はボール保持リングの色に合わせて異なる色で表示するようにした実施形態を示す説明図である。
【図２１】図２０に示す実施形態において、２個のトラックボールと画像表示装置の表示画面上のポインティングマークの色分け表示の状態を示す説明図である。
【図２２】トラックボールと画像表示装置の表示画面上のポインティングマークの色分け表示の他の実施形態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明による情報入力装置の実施形態を示すブロック図である。この情報入力装置は、例えば医用画像診断装置、内視鏡装置、船舶誘導装置又は航空監視システム等の各種の情報処理システムにおいて情報を入力するもので、図１に示すように、コンピュータＰＣと、画像表示装置ＭＴと、トラックボール１とを備えて成る。
【００２９】
前記コンピュータＰＣは、情報処理システムにおいて各種の情報を処理するもので、一般に電子計算機と呼ばれるものである。また、画像表示装置ＭＴは、前記コンピュータＰＣの情報処理の内容を表示するもので、画像データを処理する表示回路と、ブラウン管（ＣＲＴ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）又はプラズマディスプレイ（ＰＤＰ）等の表示器とを備えて成る。
【００３０】
そして、トラックボール１は、前記コンピュータＰＣの入力操作部として用いられるもので、回転操作して前記コンピュータＰＣに情報入力するための操作部材となるボール２と、このボール２が嵌まり得る凹球面を有しその内周側に前記ボール２を回転可能に支持するケース３と、このケース３内にボール２を回転可能に保持するボール保持リング５と、前記ケース３に設けられ前記ボール２に向かってレーザ光を照射する投光部及び前記ボール２から反射されたレーザ光を検知する受光部を有して前記ボール２の回転量を検出する検出デバイス４と、前記ボール２及びボール保持リング５の少なくとも一方に可変色の光を照射する光照射手段２５と、前記検出デバイス４及び光照射手段２５を制御すると共にボール２の回転量を演算し出力するＣＰＵ（中央処理装置）などの制御回路２６とを有して成る。
【００３１】
以下、前記トラックボール１の具体的な構造について図２〜図６を参照して説明する。図２は本発明におけるトラックボール１の実施形態を示す平面図、図３はその正面図、図４はその左側面図、図５は図２及び図３の左斜視図であり、図６は本発明におけるトラックボール１の分解斜視図である。前記ボール２は、操作者が指で回転操作して情報入力するための操作部材となるもので、例えば合成樹脂又はガラスなどで製造されている。
【００３２】
前記ボール２は、ケース３内に支持されている。このケース３は、その内周側に前記ボール２を回転可能に支持するもので、図６に示すように、ボール２が嵌まり得る半球状の凹球面を有して前記ボール２を嵌合するようになっており、例えば透明な合成樹脂などで製造されている。
【００３３】
前記ケース３には、検出デバイス４が設けられている。この検出デバイス４は、前記ケース３内に支持されたボール２の回転量を検出するもので、前記ボール２に向かってレーザ光を照射する投光部及び前記ボール２から反射されたレーザ光を検知する受光部を有している。
【００３４】
このような構成要素を有するトラックボール１は、図６に示すようにして組み立てられる。すなわち、図６において、まず、ボール２の上部に、該ボール２の直径よりも小さい内径のボール露出孔５ａを有するボール保持リング５を載せる。次に、前記ボール２にボール保持リング５を載せた状態のものの上方から、ボール２を前記ケース３内に吊下げ保持すると共に該ケース３に着脱可能とするボール取り出しリング６を載せて、ボール２とボール保持リング５とボール取り出しリング６とを一体的に組み合わせる。その後、この一体的に組み合わされたボール２とボール保持リング５とボール取り出しリング６とを、前記ケース３の半球状の凹球面の上方から内周側に嵌めて、前記ボール取り出しリング６を例えば時計回りに少し回転させてケース３の引掛けミゾに掛止する。これにより、図３に示すように、ケース３の上面にボール取り出しリング６のリング部が位置し、ボール保持リング５のボール露出孔５ａから上方にボール２の上部が露出した状態でトラックボール１が組み立てられる。
【００３５】
以下、このようにして組み立てられるトラックボール１の各構成要素について、さらに詳しく説明する。
図７は、図６に示すケース３を上から見た平面図である。このケース３は、前述のようにその内周側に前記ボール２を回転可能に支持するものであるが、半球状の凹球面の内周側面に、図７（ａ）に示すように、円周方向の例えば３等分の位置にボール支持体７が設けられている。或いは、前記ボール支持体７は、図７（ｂ）に示すように、円周方向の例えば５等分の位置に設けてもよい。前記ボール支持体７の前記ケース３における設置位置は、図１３に示すように、ケース３の高さの約１／２程度の位置に設けられている。ケース３の内側底部には、何も設けられていない。
【００３６】
前記ボール支持体７は、ケース３内にて前記ボール２を回転可能に支持する部材となるもので、例えば直径の小さい球体に形成されており、各々のボール支持体７の一部が前記ボール２の表面に点接触で当接している。具体的には、小球状のボール支持体７（支持球）の材質はルビー又はジルコニアから成り、その直径は例えば1.0mmから2.0mmまでの範囲であり、実用的には直径1.2mm以上で1.75mm以下のルビーであるのが望ましい。
なお、ボール支持体７（支持球）の数は、多いほどボール２の回転操作力が軽くなるが、操作のし易さという観点から５個程度が適当である。
【００３７】
図８は、前記ケース３に対する検出デバイス４の取り付け状態を示す説明図であり、図８（ａ）は検出デバイス４を示す斜視図、図８（ｂ）は検出デバイス４を取り付けたケース３を上から見た平面図、図８（ｃ）は前記検出デバイス４からのレーザ光がボール２に照射し反射される状態を示す光経路図である。検出デバイス４は、図８（ａ）に示すように、ベース部材８に、ボール２に向かってレーザ光を照射するレーザ発光素子から成る投光部９と、前記ボール２から反射されたレーザ光を検知するレーザ受光素子から成る受光部１０と、前記受光部１０で検知した信号を処理してボール２の回転量を検出するセンサ１１とを備えている。
【００３８】
そして、図８（ｂ）に示すように、前記ボール２の真下を除くケース３の下半部にて該ボール２の中心を通る一平面内で直交する二軸方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）に１個ずつデバイス取付け窓１２が設けられ、各々のデバイス取付け窓１２にＸ軸検出デバイス４ｘとＹ軸検出デバイス４ｙとがそれぞれ取り付けられている。この場合、前記２個の検出デバイス４ｘ，４ｙは、前記ボール２の回転方向のＸ軸方向とＹ軸方向とに対応させて、Ｘ軸検出デバイス４ｘでボール２のＸ軸方向の回転量を検出し、Ｙ軸検出デバイス４ｙでボール２のＹ軸方向の回転量を検出するようになっている。これら２個の検出デバイス４ｘ，４ｙで個別にボール２の回転量を検出し、２個の検出デバイス４ｘ，４ｙの検出信号を合成した値によってボール２の回転量を検出するようになっている。
【００３９】
なお、前述のボール２の真下を除くケース３の下半部にて該ボール２の中心を通る一平面とは、図１３（ボール２がケース３内に嵌合した断面図）においてボール２の中心を符号１３で表すと、この中心１３を通る斜め方向の平面１４のことである。そして、図８（ｂ）に示すＸ軸検出デバイス４ｘ及びＹ軸検出デバイス４ｙは、この平面１４内にて直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向にそれぞれ設けられている。この場合、前記２個の検出デバイス４ｘ，４ｙは、前記ボール２の平面１４内にて、図８（ｃ）に示すように投光部９からボール２に向かってレーザ光を照射し、前記ボール２から反射されたレーザ光を受光部１０で検知して、該ボール２の直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向の回転量を検出する。
【００４０】
図９は、前記トラックボール１のＸ軸検出デバイス４ｘ及びＹ軸検出デバイス４ｙによるボール２の回転量の検出方向を示す説明図である。Ｘ軸検出デバイス４ｘは、前述のようにボール２のＸ軸方向の回転量を検出するものであるが、その検出データはＣＣＤ（電荷結合素子）カメラのように２次元（Ｘ方向、Ｙ方向）の移動量データを含んでおり、図９（ａ）に示すように、Ｘ軸方向の回転量データとＹ軸方向の回転量データとを含んでいる。また、Ｙ軸検出デバイス４ｙは、前述のようにボール２のＹ軸方向の回転量を検出するものであるが、その検出データは上述と同様に、２次元（Ｘ方向、Ｙ方向）の移動量データを含んでおり、図９（ｂ）に示すように、Ｙ軸方向の回転量データとＸ軸方向の回転量データとを含んでいる。そして、前記２個の検出デバイス４ｘ，４ｙで個別にボール２の回転量を検出し、２個の検出デバイス４ｘ，４ｙの検出信号を合成した値によってボール２の回転量を検出するようになっている。
【００４１】
図８（ｂ）に示す２個の検出デバイス４ｘ，４ｙは、図１０に示す帯状のフレキシブル基板１５に搭載されている。このフレキシブル基板１５は、例えば厚さ0.2mm程度のポリイミド樹脂から成り折り曲げ可能とされ、縦幅が約14mmで横の長さが約170mm程度の細長い帯状に形成されており、図１０において左端部にＸ軸検出デバイス４ｘを搭載するための取付け穴１６ｘがあけられ、右端部にＹ軸検出デバイス４ｙを搭載するための取付け穴１６ｙがあけられている。そして、これらの取付け穴１６ｘ，１６ｙに図８（ａ）に示す投光部９及び受光部１０を挿入して、前記フレキシブル基板１５の表面側にそれぞれＸ軸検出デバイス４ｘ、Ｙ軸検出デバイス４ｙが取り付けられている。
【００４２】
また、前記帯状のフレキシブル基板１５には、光照射手段２５が搭載されている。この光照射手段２５は、後述のように光透過性とされるボール２及び／又はボール保持リング５に可変色の光を照射するもので、図１０に示すように、フレキシブル基板１５の例えば上辺部に適宜の間隔をおいて８個設けられている。例えば、前記帯状のフレキシブル基板１５の右端部から順に第１の光照射手段２５ａ、第２の光照射手段２５ｂ、第３の光照射手段２５ｃ、第４の光照射手段２５ｄ、第５の光照射手段２５ｅ、第６の光照射手段２５ｆ、第７の光照射手段２５ｇ及び第８の光照射手段２５ｈが設けられている。ここで、第１、第２、第４、第５、第７及び第８の光照射手段２５ａ，２５ｂ，２５ｄ，２５ｅ，２５ｇ，２５ｈは、主としてボール保持リング５に光を照射するもので、単色光の発光ダイオード（ＬＥＤ）から成る。残りの第３及び第６の光照射手段２５ｃ，２５ｆは、主としてボール２に光を照射するもので、それぞれ赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の光を発する３個の発光ダイオード（ＬＥＤ）を組み合わせて成る。したがって、第３及び第６の光照射手段２５ｃ，２５ｆは、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３個の発光ダイオードの点灯を組み合わせることで発光色を適宜変えて照射することができる。なお、前記各光照射手段２５の光源は、発光ダイオードに限られず、可変色の光を照射するものであるならば、他の光源であってもよい。
【００４３】
なお、図１０において、符号１７は、前記フレキシブル基板１５の裏面側に取り付けられた電力供給及び信号取出し用のコネクタを示し、符号１８は、このフレキシブル基板１５の検出デバイス、ＣＰＵ、コネクタなどの部品を搭載する搭載部を裏打ち補強し、前記ケース３に巻き付けて取り付けるための板状の取付部材を示している。
【００４４】
そして、前記フレキシブル基板１５は、図１１に示すように、前記ケース３の下半部の外周側面に巻き付けて取り付けられている。図１１は本発明におけるトラックボール１の底面図であり、ケース３の底面部に水平方向に取り付けられた板金１９を利用し、その板金１９の上面に図１０に示すフレキシブル基板１５の取付部材１８の下辺が接するように位置させて、Ｘ軸検出デバイス４ｘ、取付部材１８、コネクタ１７及びＹ軸検出デバイス４ｙが前記ケース３の下半部の外周側面に位置するように、前記フレキシブル基板１５の裏面側を内側にして巻き付けられている。この状態で、前記フレキシブル基板１５の取付け穴１６ｘ，１６ｙに投光部９及び受光部１０を挿入して取り付けられたＸ軸検出デバイス４ｘ、Ｙ軸検出デバイス４ｙは、前記ケース３の内周側に向けて設けられ、図８（ｂ）に示すように、ケース３のそれぞれのデバイス取付け窓１２内に位置して前記ボール２に向かってレーザ光を照射し、該ボール２から反射されたレーザ光を検知するようにされている（図８（ｃ）参照）。また、前記フレキシブル基板１５に搭載された光照射手段２５ａ〜２５ｈの光が後述のようにボール２側に到達するために、ケース３は透明な材料で出来ている。
なお、前述の図３〜図５においては、ケース３の下半部の形状を見せるためにフレキシブル基板１５の図示を省略している。
【００４５】
図１２は、図６に示すボール２をボール取り出しリング６で吊下げ保持する状態を示す説明図であり、図１２（ａ）は正面図、図１２（ｂ）はその中央断面図である。ボール取り出しリング６は、前記ケース３とボール２との間において該ボール２をケース３内で吊下げ保持すると共にケース３に着脱可能とするもので、図１２（ｂ）に示すように、ボール２の直径よりも小さい内径のボール露出孔６ａを有するリング部２０と、このリング部２０の対向する２箇所から所定の幅及び長さでボール２の下半部まで下方に伸びる保持アーム２１とを備えている。前記保持アーム２１は、ケース３内に組み込まれたボール２を該ケース３から取り出すときに実際にボール２を吊下げ保持するもので、その幅方向において前記リング部２０と同心円状に湾曲しており、その下端部２２はボール２の球面形状に沿って内側に円弧状に形成されている。この状態で、前記保持アーム２１の２個の下端部２２を円周の一部とする仮想の円を描くとき、この仮想の円がボール２の最大外周円より小さくなるように形成され、前記仮想の円がボール２の最大外周円より広がるように保持アーム２１が弾性を有するようにされている。
【００４６】
このようなボール取り出しリング６を用いてボール２をケース３に着脱するには、図６において、ボール２の上部にボール保持リング５を載せ、このボール保持リング５を載せた状態のボール２の上方から、図１２（ｂ）に示す２個の保持アーム２１をボール２側に向けてボール取り出しリング６をボール２に押し込むと、前記保持アーム２１の下端部２２がボール２と接触して該保持アーム２１が弾性により外側に広げられる。そして、保持アーム２１の下端部２２がボール２の最大外周円を通過すると、前記保持アーム２１は弾性により元の形状に復元する。この状態で、ボール２は、リング部２０のボール露出孔６ａと２個の保持アーム２１の下端部２２とにより吊下げ保持される。なお、図１２（ｂ）においては、図６に示すボール保持リング５は図示を省略してある。
【００４７】
次に、前記のようにボール２を保持したボール取り出しリング６を、図６においてケース３の半球状の凹球面の上方から内周側に嵌め、前記ボール取り出しリング６を例えば時計回りに少し回転させて、該ボール取り出しリング６の下部周囲に設けられた複数個の係合爪２３をケース３の内周側に設けられた引掛けミゾ２４に掛止する。このとき、前記ボール２は、図７に示すケース３の内周側面に３個又は５個設けられたボール支持体７で支持されるため、図１２（ｂ）に示す保持アーム２１の下端部２２より上方に押し上げられ、該保持アーム２１の下端部２２と非接触となる。この状態で、ボール２は、ボール取り出しリング６のリング部２０及び保持アーム２１にも接触しないでボール取り出しリング６の保持から開放され、図１３に示すように、ケース３の内周側面のボール支持体７のみの支持により回転可能となる。
【００４８】
次に、前記ボール取り出しリング６を用いてボール２をケース３から取り出すには、図６において、ボール取り出しリング６のリング部２０を手で保持して例えば反時計回りに少し回転させて、ケース３の引掛けミゾ２４に対する係合爪２３の掛止を解除する。その状態で、リング部２０を手で保持してボール取り出しリング６をケース３から上方に引き上げる。すると、ボール２は、２個の保持アーム２１の下端部２２に引っかかり、前記ボール取り出しリング６と共にケース３の上方へ取り出される。
【００４９】
ここで、本発明においては、前記トラックボール１のボール２及びボール保持リング５の少なくとも一方を光透過性とし、このボール２及びボール保持リング５の少なくとも一方に光照射手段２５により可変色の光を照射して該ボール２及びボール保持リング５の少なくとも一方が可変色で光るようにされている。すなわち、図１において、トラックボール１のボール２及びボール保持リング５の両方又は何れか一方が光透過性とされている。ここで言う「光透過性」とは、ある部材が光を透過する性質のことであり、光を１００％透過する透明状態と、光を透過する度合いが０％より高く１００％未満である半透明状態とを含むものである。以下、本明細書においては、光透過性とは、透明状態及び半透明状態を含むものとして用いる。
【００５０】
具体的には、半透明の材料としては、ポリエステル、ポリスチレンなどがある。この場合、ボール２及びボール保持リング５の両方又は何れか一方が、ポリエステル又はポリスチレンなどの半透明な材料で形成されている。また、ボール２又はボール保持リング５の一方を不透明な材料で形成する場合は、ポリアセタール、ポリプロピレンなどの材料から成る。このような半透明な材料と不透明な材料との組み合わせによって、ボール２を不透明としてボール保持リング５を半透明とし、これとは逆にボール保持リング５を不透明としてボール２を半透明とするという実施形態がある。或いは、ボール２及びボール保持リング５の両方を半透明とするという実施形態もある。
【００５１】
図１４は、前記フレキシブル基板１５に搭載された光照射手段２５ａ〜２５ｈ（図１０参照）により可変色の光を照射してボール２及びボール保持リング５の少なくとも一方が可変色で光る状態を示す断面説明図であり、図１４（ａ）はボール保持リング５が光る状態を示す図、図１４（ｂ）はボール２が光る状態を示す図である。まず、図１４（ａ）においては、ケース３は透明とされており、ボール２を不透明としてボール保持リング５が半透明とされている。この場合、前記光照射手段２５ａ〜２５ｈから発せられた光は、透明なケース３を透過して不透明なボール２の表面に到達し、このボール２の表面で外向きに反射されてボール取り出しリング６の内側面に到達し、このボール取り出しリング６の内側面で内向きに反射されて半透明なボール保持リング５に入射して矢印Ａのように透過する。このとき、ボール保持リング５は、例えば乳白色の半透明な材料で形成されているので、光が入射して矢印Ａのように透過することでその内部で光が散乱すると共に透過して、該ボール保持リング５の全体が可変色で光るようになる。
【００５２】
次に、図１４（ｂ）においては、ケース３は透明とされており、ボール保持リング５を不透明としてボール２が半透明とされている。この場合、前記光照射手段２５ａ〜２５ｈから発せられた光は、透明なケース３を透過してそのまま半透明なボール２に入射して矢印Ｂのように透過する。このとき、ボール２は、例えば乳白色の半透明な材料で形成されているので、光が入射して矢印Ｂのように透過することでその内部で光が散乱すると共に透過して、該ボール２の全体が可変色で光るようになる。
なお、図１４（ａ）及び（ｂ）では、ボール２又はボール保持リング５の一方が光る場合について説明したが、本発明はこれに限られず、ボール２及びボール保持リング５の両方を半透明な材料で形成して、前記光照射手段２５ａ〜２５ｈから発せられた光の照射により両方が可変色で光るようにしてもよい。
【００５３】
さらに、前記光透過性（半透明）とされたボール２の材料中に光散乱性微粒子を配合して、前記光照射手段２５ａ〜２５ｈからの光の照射により前記ボール２が光ると共に散乱光を発生し、前記検出デバイス４の投光部９からのレーザ光の照射により前記ボール２が散乱光を発生するようにしてもよい。この場合のボール２は、例えば、半透明なポリエステル樹脂100重量部に対し、平均粒子径が0.5〜20μｍの光散乱性微粒子を0.0001〜0.03重量部配合してなるポリエステル樹脂ボールから成る。光散乱材としては、アルミナ、酸化チタン等がある。このようなポリエステル樹脂ボールを用いると、ボール２が均質に光るようになり、レーザ光の照射によるボール２の回転量の検出感度が向上する。
【００５４】
そして、本発明においては、前記光照射手段２５により可変色の光を照射して前記ボール２及びボール保持リング５の少なくとも一方が可変色で光ると共に、図１に示す画像表示装置ＭＴの表示画面に、前記トラックボール１のボール２及びボール保持リング５の少なくとも一方が光る色と同じ色のポインティングマーク２７を表示するようになっている。すなわち、図１において、トラックボール１内の制御回路２６からの輝度制御信号Ｂｒ（赤），Ｂｇ（緑），Ｂｂ（青）の送信により光照射手段２５が点灯してボール２及び／又はボール保持リング５が例えば赤色、緑色、青色等に変化して光った際に、その光照射手段２５への輝度制御信号Ｂｒ（赤），Ｂｇ（緑），Ｂｂ（青）に対応する輝度情報が前記制御回路２６からコンピュータＰＣへ送信され、さらに該コンピュータＰＣから当該輝度情報が画像表示装置ＭＴへ送信されて、ポインティングマーク２７の色をトラックボール１のボール２及び／又はボール保持リング５が光る色と同じ色とする。
これにより、トラックボール１と画像表示装置ＭＴのポインティングマーク２７との対応関係を明確にすることができる。そして、トラックボール１とポインティングマーク２７との対応関係を明確にすることで、当該トラックボール１に現時点でどのような機能が与えられているかを認識可能とすることができる。
【００５５】
図１５は、図１に示すトラックボール１において、光照射手段２５によりボール２及び／又はボール保持リング５に可変色の光を照射する実施形態を示す説明図である。図１５において、光照射手段２５は、赤色発光のＬＥＤ1と、緑色発光のＬＥＤ2と、青色発光のＬＥＤ3とから成るものとする。なお、図１５では、ボール２、ボール保持リング５及び検出デバイス４は図示省略している。
【００５６】
この実施形態では、コンピュータＰＣに付設されたキーボード等の可変色入力部２８を操作して光変更信号Ｓａをトラックボール１の制御回路２６に入力する。例えば、可変色入力部２８により赤色照射の光変更信号Ｓａを制御回路２６に送信する。すると、制御回路２６は、赤色照射に対応するＬＥＤ選択信号Ｓ1を出力して赤色発光のＬＥＤ1に入力させ、該ＬＥＤ1を赤色に点灯させる。これにより、光照射手段２５は、図１に示すボール２及び／又はボール保持リング５に赤色の光を照射し、該ボール２及び／又はボール保持リング５が赤色で光る。
【００５７】
同様にして、前記可変色入力部２８により緑色照射の光変更信号Ｓａを制御回路２６に送信すると、制御回路２６は、緑色照射に対応するＬＥＤ選択信号Ｓ2を出力して緑色発光のＬＥＤ2に入力させ、該ＬＥＤ2を緑色に点灯させて、光照射手段２５はボール２及び／又はボール保持リング５に緑色の光を照射し、該ボール２及び／又はボール保持リング５が緑色で光る。さらに、前記ボール２及び／又はボール保持リング５に青色の光を照射するには、前記可変色入力部２８により青色照射の光変更信号Ｓａを制御回路２６に送信すれば、青色照射に対応するＬＥＤ選択信号Ｓ3を出力して、前述と同様にして青色発光のＬＥＤ3が点灯して青色の光を照射する。なお、図１５において、可変色入力部２８からの光変更信号Ｓａは、前記制御回路２６ではなく、各ＬＥＤ1、ＬＥＤ2及びＬＥＤ3の駆動回路（図示省略）に送信するようにしてもよい。
【００５８】
図１６は、図１に示すトラックボール１において、光照射手段２５により照射する光の強度を可変として、トラックボール１のボール２及びボール保持リング５の少なくとも一方が光る明るさを可変とする実施形態を示す説明図である。図１６においても、光照射手段２５は、赤色発光のＬＥＤ1と、緑色発光のＬＥＤ2と、青色発光のＬＥＤ3とから成るものとし、ボール２、ボール保持リング５及び検出デバイス４は図示省略している。
【００５９】
この実施形態では、コンピュータＰＣに付設されたキーボード等の光強度入力部２９を操作して光強度信号Ｓｂをトラックボール１の制御回路２６に入力する。例えば、光強度入力部２９により光強度の大、中、小を内容とする光強度信号Ｓｂを制御回路２６に送信する。すると、制御回路２６は、光強度信号Ｓｂに対応する光強度を内容とするＬＥＤ選択信号Ｓ4，Ｓ5，Ｓ6を出力して各ＬＥＤ1，ＬＥＤ2，ＬＥＤ3に入力させ、それぞれ点灯させる。これにより、光照射手段２５は、光強度入力部２９で入力された光強度の光を図１に示すボール２及び／又はボール保持リング５に照射し、該ボール２及び／又はボール保持リング５が光る明るさが可変とされる。なお、図１６において、光強度入力部２９からの光強度信号Ｓｂは、前記制御回路２６ではなく、各ＬＥＤ1、ＬＥＤ2及びＬＥＤ3の駆動回路（図示省略）に送信するようにしてもよい。
【００６０】
図１７は、図１に示すトラックボール１において、光照射手段２５により照射する光の強度を周辺の明るさに追従して可変とし、トラックボール１のボール２及びボール保持リング５の少なくとも一方が光る明るさを自動調整可能とする実施形態を示す説明図である。図１７においても、光照射手段２５は、赤色発光のＬＥＤ1と、緑色発光のＬＥＤ2と、青色発光のＬＥＤ3とから成るものとし、ボール２、ボール保持リング５及び検出デバイス４は図示省略している。
【００６１】
この実施形態では、コンピュータＰＣに付設されたキーボード等の端部に設けられた周辺光センサ３０で感知した周辺明るさ信号Ｓｃがトラックボール１の制御回路２６へ自動的に送信される。例えば、周辺光センサ３０により周辺明るさの大、中、小を内容とする周辺明るさ信号Ｓｃを制御回路２６に送信する。すると、制御回路２６は、周辺明るさ信号Ｓｃに対応する明るさの光強度を内容とするＬＥＤ選択信号Ｓ7，Ｓ8，Ｓ9を出力して各ＬＥＤ1，ＬＥＤ2，ＬＥＤ3に入力させ、それぞれ点灯させる。これにより、光照射手段２５は、周辺光センサ３０から送信された明るさに対応する光強度の光を図１に示すボール２及び／又はボール保持リング５に照射し、該ボール２及び／又はボール保持リング５が光る明るさが自動調整可能とされる。なお、図１７において、周辺光センサ３０からの周辺明るさ信号Ｓｃは、前記制御回路２６ではなく、各ＬＥＤ1、ＬＥＤ2及びＬＥＤ3の駆動回路（図示省略）に送信するようにしてもよい。また、前記周辺光センサ３０は、コンピュータＰＣに付設されたキーボードに限られず、図１に示す画像表示装置ＭＴの表示器の枠部に設けてもよい。
【００６２】
なお、図１及び図１５〜図１７の実施形態において、前記コンピュータＰＣからの操作指令によりトラックボール１の操作が要求される際は、当該トラックボール１のボール２及びボール保持リング５の少なくとも一方の光を点滅表示させるようにしてもよい。この場合は、例えば、コンピュータＰＣからトラックボール１への操作指令の送信に連動して、該コンピュータＰＣからトラックボール１の制御回路２６にボール２及び／又はボール保持リング５の点滅表示信号を送信すればよい。これにより、コンピュータＰＣからの操作指令により操作が要求されたトラックボール１を認識可能とすることができる。
【００６３】
図１８は、図１に示すトラックボール１において、該トラックボール１のケース３内に支持されたボール２の回転に伴って音を発生させるようにした実施形態を示す説明図である。なお、図１８では、ボール２、ボール保持リング５及び光照射手段２５は図示省略している。
【００６４】
図１８（ａ）は、トラックボール１の制御回路２６に音発生手段として、例えばブザー３１を設けたものである。この場合は、検出デバイス４でボール２の回転を検出すると、該検出デバイス４から回転量データが制御回路２６へ送られる。制御回路２６は、前記回転量データの入力によりボール２が回転していることを検出し、ブザー３１へ音発生信号Ｓｄを送出して該ブザー３１を鳴動させる。これにより、トラックボール１の操作部材としてのボール２が回転操作されていることを音により認識可能とする。
【００６５】
図１８（ｂ）は、トラックボール１の制御回路２６に音発生手段として、例えば音声ＩＣ（各種の音声を合成して記憶したメモリ）などの音声発生回路３２を設けると共に、この音声発生回路３２にスピーカ３３を接続したものである。この場合は、検出デバイス４でボール２の回転を検出すると、該検出デバイス４から回転量データが制御回路２６へ送られる。制御回路２６は、前記回転量データの入力によりボール２が回転していることを検出し、音声発生回路３２へ音発生信号Ｓｅを送出し、この音声発生回路３２からの音声信号によりスピーカ３３を鳴動させる。これにより、トラックボール１の操作部材としてのボール２が回転操作されていることを音により認識可能とする。
【００６６】
図１９は、図１に示すトラックボール１において、該トラックボール１のケース３内に支持されたボール２の回転に伴って音を発生させる際に、該ボール２の回転方向により音量、音程又は音色を変化させるようにした実施形態を示す説明図である。なお、図１９においても、ボール２、ボール保持リング５及び光照射手段２５は図示省略している。
【００６７】
この実施形態は、トラックボール１の制御回路２６に音発生手段として、例えば３個のブザー３１ａ，３１ｂ，３１ｃを設けたものである。ここで、３個のブザー３１ａ，３１ｂ，３１ｃは、それぞれ音量が異なり、音程が異なり、或いは音色が異なるものとされている。この場合は、検出デバイス４でボール２の回転及び回転方向を検出すると、該検出デバイス４から回転量データが制御回路２６へ送られる。制御回路２６は、前記回転量データの入力によりボール２の回転方向を検出し、その回転方向に応じて例えば３種類の音発生信号Ｓf1，Ｓf2，Ｓf3を生成する。そして、ボール２の回転方向に応じて３種類の音発生信号Ｓf1，Ｓf2，Ｓf3の何れかを選択し、第１の音発生信号Ｓf1を第１のブザー３１ａに、第２の音発生信号Ｓf2を第２のブザー３１ｂに、第３の音発生信号Ｓf3を第３のブザー３１ｃにそれぞれ送出する。すると、選択されたブザー３１ａ，３１ｂ，３１ｃに応じて異なる音量、音程又は音色で各ブザーを鳴動させる。これにより、トラックボール１の操作部材としてのボール２の回転操作状態を音量、音程又は音色等により認識可能とする。
【００６８】
なお、図１９は、図１８（ａ）の実施形態においてボール２の回転に伴って発生させる音をその回転方向により音量、音程又は音色を変化させるようにしたものであるが、図１８（ｂ）の実施形態においてもボール２の回転方向により音量、音程又は音色を変化させるようにしてもよい。その場合は、音声発生回路３２にボール２の回転方向により音量、音程又は音色を変化させる音声を記憶させておき、制御回路２６から前記ボール２の回転方向により音量、音程又は音色を変化させる音発生信号Ｓｅを音声発生回路３２へ送出し、この音声発生回路３２からの音声信号によりスピーカ３３を鳴動させればよい。
【００６９】
図２０は、図１に示す情報入力装置において、トラックボール１を複数個（１ａ，１ｂ）備え、光照射手段２５による可変色の光の照射により前記複数個のトラックボール１ａ，１ｂのボール２及びボール保持リング５の少なくとも一方をそれぞれ異なる色で光らせ、画像表示装置ＭＴの表示画面には、それぞれのトラックボール１ａ，１ｂに対応するポインティングマーク２７を該トラックボール１ａ，１ｂのボール２又はボール保持リング５の色に合わせて異なる色で表示するようにした実施形態を示す説明図である。なお、図２０では、ボール保持リング５及び光照射手段２５は図示省略している。
【００７０】
この実施形態では、図２０に示すように、コンピュータＰＣからそれぞれのトラックボール１ａ，１ｂに例えば赤色表示の輝度制御信号Ｂｒ、緑色表示の輝度制御信号Ｂｇ、青色表示の輝度制御信号Ｂｂの何れかを送信し、トラックボール１ａ，１ｂ内の光照射手段２５が点灯してボール２及び／又はボール保持リング５が前記輝度制御信号に対応する色に光り、前記トラックボール１ａ又は１ｂのボール２の回転操作による回転量データ及び輝度情報が出力されてコンピュータＰＣに入力する。コンピュータＰＣは前記回転量データ及び輝度情報の入力により何れのトラックボール１ａ又は１ｂが操作されたかを判断して、前記コンピュータＰＣから画像表示装置ＭＴへ当該輝度情報が送信されて、ポインティングマーク２７の色を、トラックボール１ａ又は１ｂのボール２及び／又はボール保持リング５が光る色と同じ色とする。
【００７１】
図２１は、図２０に示す実施形態において、２個のトラックボール１ａ，１ｂと画像表示装置ＭＴの表示画面上のポインティングマーク２７の色分け表示の状態を示す説明図である。まず、図２１（ａ）は、第２のトラックボール１ｂが緑色に発光してボール２が回転操作されており、この第２のトラックボール１ｂから図１に示すコンピュータＰＣを介して緑発光の輝度情報が画像表示装置ＭＴへ送信されて、ポインティングマーク２７の色を、トラックボール１ｂのボール２及び／又はボール保持リング５の光る色と同じ緑色で表示する状態を示している。
また、図２１（ｂ）は、第１のトラックボール１ａが青色に発光してボール２が回転操作されており、この第１のトラックボール１ａから図１に示すコンピュータＰＣを介して青発光の輝度情報が画像表示装置ＭＴへ送信されて、ポインティングマーク２７の色を、トラックボール１ａのボール２及び／又はボール保持リング５の光る色と同じ青色で表示する状態を示している。
【００７２】
なお、図２０又は図２１において、画像表示装置ＭＴの表示画面に２個のトラックボール１ａ，１ｂに対応させて二つのポインティングマーク２７を表示し、一方のポインティングマーク２７を第１のトラックボール１ａの発光色に合わせ、他方のポインティングマーク２７を第２のトラックボール１ｂの発光色に合わせるようにしてもよい。
【００７３】
図２２は、トラックボール１と画像表示装置ＭＴの表示画面上のポインティングマーク２７の色分け表示の他の実施形態を示す説明図である。この実施形態では、画像表示装置ＭＴの機能切替ボタン３４を追加し、この機能切替ボタン３４で画像表示装置ＭＴの機能切替えとトラックボール１の発光色の切替えとを連動させて、画像表示装置ＭＴの機能で描画している色とトラックボール１の発光色とを一致させるようにしたものである。
【００７４】
図２２（ａ）は、機能切替ボタン３４で、トラックボール１を緑色で発光させる輝度制御信号及び画像表示装置ＭＴにて緑色で図形等を描画する信号を該トラックボール１に入力し、これによって前記トラックボール１のボール２及び／又はボール保持リング５が緑色で発光し、画像表示装置ＭＴの表示画面上にポインティングマーク２７を緑色で表示してこのポインティングマーク２７の動きで図形等を緑色で描画する状態を示している。
また、図２２（ｂ）は、同様にして機能切替ボタン３４で、トラックボール１を青色で発光させる輝度制御信号及び画像表示装置ＭＴにて青色で図形等を描画する信号を該トラックボール１に入力し、これによって前記トラックボール１のボール２及び／又はボール保持リング５が青色で発光し、画像表示装置ＭＴの表示画面上にポインティングマーク２７を青色で表示してこのポインティングマーク２７の動きで図形等を青色で描画する状態を示している。
これにより、前記トラックボール１の現在の機能を明らかにすると共に、該トラックボール１の発光色から次に画像表示装置ＭＴにて何色で描画されるかを明らかにしたり、その描画の色の変更が可能になる。
【符号の説明】
【００７５】
ＰＣ…コンピュータ
ＭＴ…画像表示装置
１…トラックボール
２…ボール
３…ケース
４…検出デバイス
５…ボール保持リング
６…ボール取り出しリング
７…ボール支持体
９…投光部
１０…受光部
１１…センサ
１５…フレキシブル基板
２５，２５ａ〜２５ｈ…光照射手段
２６…制御回路
２７…ポインティングマーク
２８…可変色入力部
２９…光強度入力部
３０…周辺光センサ
３１，３１ａ〜３１ｃ…ブザー
３２…音声発生回路
３４…機能切替ボタン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報を処理するコンピュータと、
前記コンピュータの情報処理の内容を表示する画像表示装置と、
回転操作して前記コンピュータに情報入力するための操作部材となるボール、このボールが嵌まり得る凹球面を有しその内周側に前記ボールを回転可能に支持するケース、このケース内にボールを回転可能に保持するボール保持リング、並びに前記ケースに設けられ前記ボールに向かってレーザ光を照射する投光部及び前記ボールから反射されたレーザ光を検知する受光部を有して前記ボールの回転量を検出する検出デバイスを有するトラックボールと、
を備えた情報入力装置であって、
前記トラックボールのボール及びボール保持リングの少なくとも一方を光透過性とし、このボール及びボール保持リングの少なくとも一方に光照射手段により可変色の光を照射して該ボール及びボール保持リングの少なくとも一方が可変色で光るようにし、
前記画像表示装置の表示画面に、前記トラックボールのボール及びボール保持リングの少なくとも一方が光る色と同じ色のポインティングマークを表示するようにしたことを特徴とする情報入力装置。
【請求項２】
前記トラックボールを複数個備え、前記光照射手段による可変色の光の照射により前記複数個のトラックボールのボール及びボール保持リングの少なくとも一方をそれぞれ異なる色で光らせ、前記画像表示装置の表示画面には、それぞれのトラックボールに対応するポインティングマークを該トラックボールのボール又はボール保持リングの色に合わせて異なる色で表示することを特徴とする請求項１記載の情報入力装置。
【請求項３】
前記光照射手段により照射する光の強度を可変として、前記トラックボールのボール及びボール保持リングの少なくとも一方が光る明るさを可変としたことを特徴とする請求項１又は２記載の情報入力装置。
【請求項４】
前記光照射手段により照射する光の強度を周辺の明るさに追従して可変とし、前記トラックボールのボール及びボール保持リングの少なくとも一方が光る明るさを自動調整可能としたことを特徴とする請求項１又は２記載の情報入力装置。
【請求項５】
前記コンピュータからの操作指令により前記トラックボールの操作が要求される際は、当該トラックボールのボール及びボール保持リングの少なくとも一方の光を点滅表示させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の情報入力装置。
【請求項６】
前記トラックボールの光透過性とされたボールの材料中に光散乱性微粒子を配合してなり、前記光照射手段からの光の照射により前記ボールが光ると共に散乱光を発生し、前記検出デバイスの投光部からのレーザ光の照射により前記ボールが散乱光を発生するようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の情報入力装置。
【請求項７】
前記トラックボールのケース内に支持されたボールの回転に伴って音を発生させるようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の情報入力装置。
【請求項８】
前記ボールの回転に伴って発生させる音は、該ボールの回転方向により音量、音程又は音色を変化させるようにしたことを特徴とする請求項７記載の情報入力装置。
【請求項１】
情報を処理するコンピュータと、
前記コンピュータの情報処理の内容を表示する画像表示装置と、
回転操作して前記コンピュータに情報入力するための操作部材となるボール、このボールが嵌まり得る凹球面を有しその内周側に前記ボールを回転可能に支持するケース、このケース内にボールを回転可能に保持するボール保持リング、並びに前記ケースに設けられ前記ボールに向かってレーザ光を照射する投光部及び前記ボールから反射されたレーザ光を検知する受光部を有して前記ボールの回転量を検出する検出デバイスを有するトラックボールと、
を備えた情報入力装置であって、
前記トラックボールのボール及びボール保持リングの少なくとも一方を光透過性とし、このボール及びボール保持リングの少なくとも一方に光照射手段により可変色の光を照射して該ボール及びボール保持リングの少なくとも一方が可変色で光るようにし、
前記画像表示装置の表示画面に、前記トラックボールのボール及びボール保持リングの少なくとも一方が光る色と同じ色のポインティングマークを表示するようにしたことを特徴とする情報入力装置。
【請求項２】
前記トラックボールを複数個備え、前記光照射手段による可変色の光の照射により前記複数個のトラックボールのボール及びボール保持リングの少なくとも一方をそれぞれ異なる色で光らせ、前記画像表示装置の表示画面には、それぞれのトラックボールに対応するポインティングマークを該トラックボールのボール又はボール保持リングの色に合わせて異なる色で表示することを特徴とする請求項１記載の情報入力装置。
【請求項３】
前記光照射手段により照射する光の強度を可変として、前記トラックボールのボール及びボール保持リングの少なくとも一方が光る明るさを可変としたことを特徴とする請求項１又は２記載の情報入力装置。
【請求項４】
前記光照射手段により照射する光の強度を周辺の明るさに追従して可変とし、前記トラックボールのボール及びボール保持リングの少なくとも一方が光る明るさを自動調整可能としたことを特徴とする請求項１又は２記載の情報入力装置。
【請求項５】
前記コンピュータからの操作指令により前記トラックボールの操作が要求される際は、当該トラックボールのボール及びボール保持リングの少なくとも一方の光を点滅表示させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の情報入力装置。
【請求項６】
前記トラックボールの光透過性とされたボールの材料中に光散乱性微粒子を配合してなり、前記光照射手段からの光の照射により前記ボールが光ると共に散乱光を発生し、前記検出デバイスの投光部からのレーザ光の照射により前記ボールが散乱光を発生するようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の情報入力装置。
【請求項７】
前記トラックボールのケース内に支持されたボールの回転に伴って音を発生させるようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の情報入力装置。
【請求項８】
前記ボールの回転に伴って発生させる音は、該ボールの回転方向により音量、音程又は音色を変化させるようにしたことを特徴とする請求項７記載の情報入力装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２０１１−１４１８３４（Ｐ２０１１−１４１８３４Ａ）
【公開日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３１７５（Ｐ２０１０−３１７５）
【出願日】平成２２年１月８日（２０１０．１．８）
【出願人】（５１０１４０８４７）エフアンドエフ株式会社 (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月８日（２０１０．１．８）
【出願人】（５１０１４０８４７）エフアンドエフ株式会社 (2)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]