【発明の詳細な説明】

【産業上の応用分野】

【００１０】本発明はコンピュ−タ等の機器との対話の手段或いは情報の入力の手段を提供する。 対話或いは情報入力は図形或いは文字を手書きで入力して行う。

【００２０】

【従来技術】従来のコンピュ−タとの対話はキ−ボ−
ド、マウス、ＸＹ座標の検出可能なタブレツトの上に文字或いは図形を書く等の方式である。

【００３０】

【発明の解決しようとする課題】従来の方式では小型軽量化は一定限度以下不可能である。

【００４０】本発明はこの限界を球体表面に書かれた模様をその球体表面で検出する事で球体が平面上を広く移動してもこの移動の検出は球体の部分に局所化させる事が出来るので球体の移動する領域にセンサーを配置する必要が無いので更に一段と小型軽量化が可能となる。

【００５０】従来の入力方式は入力する場所はそのセンサ−の位置の制約で自在に入力の場所を変える事が出来なかった。

【００６０】本発明は情報入力する部分が移動可能で更に小型軽量化を目指すので入力の場所の制約を無くする。

【００７０】

【作用】上記の様に構成された図形入力装置を用いると情報機器との対話が入力場所を意識せずに単に平面上をなぞる形で出来るので思考の中断無く情報機器との対話がし易い。 又小型軽量化が促進されるのでより安価に情報機器が構成出来、幅広い応用分野が考えられる。

【００８０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為に本発明では球体を支持体に自在に回転出来る形で取り付ける。 球体が平面上をこれとの摩擦で回転しながら滑る事無く移動する時この球体の平面に対する移動は模様の支持体に対する相対的な移動となって表れる。

【００９０】この模様の移動を支持体に取り付けたセンサ−で観測することでその球体表面の模様の個別移動量及びその方向をを時事刻刻計算して、さらにこれを集計して球体の移動軌跡を求める。 測定制度は模様の大きさと模様の配置に関係するので出来るかぎり細かい模様を球体表面まんべん無く配置する。

【０１００】球体表面の模様を観測する場所は最適の場所として球体の頂点（請求項２の点Ｐ）又は球体の側面（請求項５の平面Ｈで球体の側面）が球体の平面上での移動を計算する場合最適の場所である。

【０１１０】球体の頂点の球体の支持体に取り付けたセンサ−で観測するとき球体の回転が微小であれば模様のセンサ−に対する移動量は球体の接する平面に対して球体の中心が移動する移動量に等しい。 そのためこの微小な移動を逐次観測してその微小移動量を時々刻々計算してこの移動量を順次集計していけば球体が平面上を移動した軌跡が求まる。

【０１２０】この事から球体の頂点で球体の動きを観測するには、球体の模様の移動の方向およびその距離を出来るだけ微細に捉える必要がある。 これを実現する為に球体の頂点を中心として環状にセンサ−Ｎ個配置する。
この環状センサ−の半径は球体の半径に比べ十分小さく、しかもセンサーの環状の配列の半径は球体の表面の模様の移動を検出する為に球体の模様に比較して充分に大きな半径を持つ。

【０１３０】この環状センサ−が観測する球体表面の模様は円形の模様として更にこの環状センサ−の半径より更に小さな半径をもつものとする。 この球体表面の円形の模様はまんべん無く球体の表面に描かれている。

【０１４０】このような状況でセンサ−は球体表面に描かれた模様がこのセンサ−の中を貫いて移動するさまを捉えて模様の貫いた方向から移動方向。 更には貫いたその速さからその時の移動距離が計算出来る。

【０１５０】この環状に配置するセンサ−の数Ｎはこれが方向の観測分解能に関係する。 このため個数Ｎは十分な数等間隔で配置する。

【０１６０】例えば環状のセンサ−は光センサ−であり、球体の模様は黒円である。 Ｎ個のセンサ−からの信号は時々刻々処理回路に伝わり信号処理されて球体上の黒円の模様が環状センサ−を貫く方向と、その貫いた速さとしてセンサからの信号を計算処理して認識される。

【０１７０】環状センサ−が捉えた模様の移動方向とその速さは更に信号処理されて球体の移動した軌跡、或いはその時点の球体の位置として計算される。

【０１８０】環状センサ−は必ずしもＮ個のセンサ−で構成する必要は無く、センサ−を１個にしてこのセンサ−に球体表面の模様の情報を光ファイバ−、或いはレンズ等で集め時間的に順次球体表面のＮ個の位置からの情報が切り替わる様にしてもよい。 これは信号を導く経路に液晶等の光の通過を制御出来る素子を置く。 或いは球体の表面を暗くしておき、順次情報の必要な位置を順次照らして個々の位置の情報としてもよい。

【０１９０】球体の模様とセンサ−の組み合わせは光学的な模様と光センサ−、磁気的な模様と磁気センサ−、
静電容量とそのセンサ−、実際の微細な球体表面の凹凸とそのセンサ−のいろいろな組み合わせが考えられる。

【０２００】球体の頂点の環状センサ−からの情報は球体の移動した微細な移動量を積分した形でＸ座標とＹ座標として計算してもよいが、この環状センサ−からは微細な球体の移動方向が得られるので、球体の移動の様を特徴化するために、曲率の変化として情報を得てもよい。

【０２１０】環状センサ−からの信号処理で得られた曲率情報はノイズ等を消し書かれた図形を特徴づけるコ−
ドに変換して文字或いは図形の特徴で構成される辞書情報をこれで検索して書かれた図形或いは文字を特定出来る。 このような方式は公知の方法である。

【０２２０】球体の頂点で球体の表面に書かれた模様を捉えるセンサ−の配置を１個にする事も可能で有る。 この場合、球体の模様の移動方向の検出は単に明暗等の模様の変化では模様の移動方向や移動量を捉えるのは不可能である。 この場合は球体表面の模様の個別化をして、
センサ−の捉えた模様のどれがセンサ−の位置に来ているかを検出する必要がある。 これを可能にするためは模様の領域をバ−コ−ド等で分離してセンサ−の位置の模様が特定出来る。 或いは各領域に明暗等の階調を付けて認識させる事もできる。 この方式で球体の移動を検出するには球体表面の各模様の位置関係も計算の為に必要となる。 例えば球体の表面が正２０面体上に区分され他場合、センサ−で捉えた領域の変化を順次平面に展開図を描く様にセンスした領域を広げて行くと軌跡が得られる。 しかしこの方式の欠点は初めて球体が平面に触れた際の最初の球体の方向が定かで無いという問題がある。
これは球体自体に磁気を帯びさせ球体が平面に離れた際特定の方向を向くようにしておく等の工夫が必要である。 またはこのようなセンサ−を側面にも取り付ける事で球体のその支持体に対する位置関係を決定してこれから球体の移動を計算で求めてもよい。 しかしここで述べた方法は計算が複雑である。

【０２３０】計算処理が簡単なセンサ−の位置として球体の側面にセンサ−を取り付ける方法もある。 これは請求項５に述べた方法で、球体の微小回転に伴う球体の回転ベクトルは球体の中心を通り平面Ｈ上にある。 このことから平面Ｈと球体の交点に置かれたセンサ−では球体の接する平面上での移動による球体表面の模様の移動は平面Ｈに垂直な向きに起こる。 球体表面の移動量は平面Ｈ球体の交わる所では球体の微小回転で正弦カ−ブを描く。

【０２４０】球体の側面にセンサ−では球体表面の模様の移動を捉える為に、模様の移動が平面Ｈに垂直の向きに起こるのでこの移動方向を捉える為に方向検知出来るセンサ−として構成する。 この方向センサ−は模様の有り無しを検知するセンサ−をこの平面Ｈに垂直になるように２個組で配置する。 この２個のセンサ−の間隔は球体表面の模様の大きさに比較して十分間隔を詰める。

【０２５０】模様のセンサ−に対する位置関係は、センサ−の捉える模様の有無を示すセンサ−の値のＯＮ／Ｏ
ＦＦの組み合わせで捉える。 このセンサ−の値の時間的変化を時々刻々捉える事で球体の表面の模様の移動方向とその模様が移動した個数を移動の向きに応じて正負の向きに計数すれば球体の表面の微少移動量がカウンターの値として増減される。 球体の表面が十分細かく一様に形成されていれば、このカウンタ−の値はそのまま球体表面のセンサ−の位置での積算された移動量として解釈できる。

【０２６０】球体の微小な平面上での移動量のそのセンサ−の有る方向の成分は、そのまま球体表面の移動量に相当するので上記センサ−でとらえ計数した模様の個数はそのまま球体のその方向の移動成分に相当する。

【０２７０】このことから上記センサ−をＸ軸、Ｙ軸の方向に取り付ければカウンタ−から得られる値は球体の移動をＸ軸、Ｙ軸方向に積算すたものとなる。 このカウンタ−の値の変化はそのまま球体のＸＹ平面上での移動積算した点の座標を意味する。 ただしカウンターの値に規格化の為の定数を掛けて考える必要がある。

【０２８０】球体の側面にＮ個均等に等角度でセンサ−
を取り付けた場合は以下の計算方法ででＸ成分とＹ成分が求められる。 この時Ｎ個のセンサ−の配列の最初がＸ
軸の方向であるとする。 Ｘ成分は （Ｘ番目の移動量）＊ ＣＯＳ（（Ｘー１）＊３６０度／Ｎ） を全てのＸに対して加えるＹ成分は （Ｘ番目の移動量）＊ ＳＩＮ（（Ｘー１）＊３６０度／Ｎ） を全てのＸに対して加えるの様にして求まる。 ここでセンサ−の移動量は球体表面の模様の移動を計数して求めるものであるのでそのままで距離を表すもので無いのでなんらかの比例定数をかけてＸ成分Ｙ成分とする。

【０２９０】上に説明した様にセンサ−の数を増やす事で測定精度を上げる事が出来る。 球体の側面にセンサ−
を付ける事は球体の側面が横向きに若干広がる事になるが光ファイバ−センサ−の様に余り場所を取らないセンサ−を選んで小さく構成出来る。 最初に説明した球体の頂点にセンサ−を取り付ける方法は横の広がりを抑える利点が有る。

【０３００】球体とこれを支える支持体をペン型に構成するばあい場合により、ボ−ルペンの様にインクを紙面に残しながらしかも文字或いは図形の認識も行いたい場合もあり得る。 このような場合センサ−に光学センサ−
で以外のセンサ−と模様の組を選ぶ。 或いはインクと光学センサ−の組を光学センサ−がインクに感じない領域のセンサ−となるような組合わせを選ぶとよい。

【０３１０】

【作用】上記の様に構成された図形入力装置は球体の移動が球体表面の模様とこれに近接するセンサ−の組み合わせでなされるので球体の移動する場所にセンサ−が広がる必要が無い、このことはこの図形入力装置を用いると情報機器との対話が入力場所を意識せずに単に平面上をなぞる形で出来るので思考の中断無く情報機器との対話出来る。 又小型軽量化が促進されるのでより安価に情報機器が構成出来、幅広い応用分野が考えられる。

【０３２０】

【実施例】以下に実施例を実施例１と実施例２の二つに分けて説明する。 実施例１は球体の頂点の位置にセンサ−を環状に並べて構成する方式で実施例２は球体の側面のセンサ−の構成方法を示すものである。

【０３３０】（実施例１）第１図は本発明を適用したペン先部分の断面図である。 ペン先端部（１）には球体（２）が取り付けてある。 球体（２）の上部にはＮ個の光ファイバーセンサーＳ１からＳＮが円形に配置されている。 光ファイバーセンサーの後端には投光素子及び受光素子が取り付けられていて球体表面の明暗を電気信号に変換出来る。 第２図は球体表面に接する様に円形に配置された光ファイバーセンサーの位置と球体の表面に書かれた模様（暗黒円）が球体が回転するに伴い移動する様を示す。

【０３４０】球体に書かれた暗黒円が円形に配置された光ファイバーセンサーＳ１からＳＮの円形を横切る様を時間的に示す。

【０３５０】Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５はこれを時間の経過と共に示す。 第２図の様に球体表面の暗円の模様が円形に配置された光ファイバーセンサーの列を球体の回転に伴い貫通する場合各光ファイバーセンサーの信号が各光ファイバーセンサーでどの様に捉えられるかを各光ファイバーセンサーの位置関係と時間の経過で図示したのが第３図である。 第３図は横軸は時間の経過、縦軸は光ファイバーセンサーの番号順の並びを示す。 球体表面の暗黒円の位置関係が光ファイバーセンサーでどの様に電気信号で捉えられるかを第二図のＴ１からＴ５との対応で示す。

【０３６０】Ｔ２で光ファイバーセンサーの暗信号の広がりは最大でこの中心はＩである。 円形の光ファイバーセンサーの中を通過した球体表面の暗黒円は再び光ファイバーセンサーの列にＴ４で重なりが最大となるこのときの重なりの中心がＪである。 ＩとＪの位置から球体がどの方向に回転したかが計算できる。

【０３７０】Ｔ２とＴ５の時点での光ファイバーセンサーと球体上に書かれた暗黒円の重なりは最大であるがこれらの重なりの広がりは同一の暗黒円であるのでほぼ同じである。

【０３８０】この事から球体表面の暗黒円を多数それぞれ異なった大きさで配置すれば個々の暗黒円が光ファイバーセンサーを横切る際の重なりの最大幅から特定化出来る。

【０３８１】光ファイバーセンサーの信号は明暗の信号が明が０、暗が１のデジタル信号に変換されるとして話を進める。

【０３９０】光ファイバーセンサーの信号は順次マルチプレクサーを介して直列の信号として取り出される。 この様を第４図に示す。 発振器（３）の信号は二進カウンター（４）に導かれる、この二進カウンターの出力はマルチプレクサー（６）の選択信号（５）に導かれる。 マルチプレクサー（６）の選択信号（５）は選択信号の値に応じて光ファイバーセンサーからの信号Ｎ本の中からから一本選択して直列信号（７）として取り出される。
直列信号（７）は球体表面の明暗の模様を順次光ファイバーセンサーのＮ本の信号をＳ１、Ｓ２、Ｓ３、・・Ｓ
ｎの順に繰り返し並べた順番で取り出す。

【０４００】直列信号（７）の信号は． ． ． ． ００１１
１１１００． ． ． ． の様に明信号０暗信号１の形で際限無くとりだされる。

【０４１０】直列信号を２段のシフトレジスタに導き１
段目及び２段目のシフト信号をゲートで受けて変化点０
から１を（１０）及び変化点１から０を（１１）で取り出す。 （１０）は暗信号の開始を意味し、（１１）は暗信号の終わりを意味する。

【０４２０】直列信号（７）は２進カウンター（１２）
のcount enableの信号となりこの暗信号が出ている間値は暗信号の連続している個数分増加される。 暗信号の終わりを示す（１１）の信号が１の時点でこの２進カウンターの値は暗信号の幅としてラツチ（１４）に取り込まれる。 カウンターはラツチ終了でクリアされる。

【０４３０】同様に暗信号の開始点（１０）の信号で暗信号の始まりの光ファイバーセンサーの番号として光ファイバーセンサーの選択信号（５）をラツチ（１３）に取り込む。

【０４４０】この様に暗信号の開始点はラツチ（１３）
に、その幅はラツチ（１４）に時系列信号として得られる。 次にこの信号を処理してどの様に球体の回転に結びつけるかを第五図を用いて説明する。

【０４５０】ラツチ（１４）の幅信号は時系列信号として得られるが一連の信号で最大の物を残す為に（１４）
の出力をラツチ（１６）に導くラツチ（１６）はラツチ（１４）とラツチ（１６）のラツチされた値を比較して（１４）＞（１６）が成り立つ場合にのみ（１４）の値が（１６） に取り込まれれる。

【０４６０】これを実現するため（１４）と（１６）の値の比較の為のコンパレータ（１７）に（１４）と（１
６）の出力を導く。 比較された大小関係を示す（１７）
の出力信号を（１６）のラツチエネエブルにすれば（１
６）には一連の信号の最大の値が残る。 この一連の重なりの始まりはラツチ（１３）にあるのでこれも同じ様にラツチ（１５）に取り込む。

【０４７０】光ファイバーセンサーと球体の暗黒円の重なりが最大の時の開始点の光ファイバーセンサーの番号が（１５）に、その時の幅が（１６）にのこされる。

【０４８０】環状のセンサーと暗黒円の重なりが無くなり、はじめて明信号がＮ個継続したらその時点で（２
０）でこれを検出したタイミング信号ＴＢを出す。 この信号でラツチ（１５）と（１６）の信号をそれぞれラツチ（１８） と（１９）に移す。 ラツチが終わった時点で次に備えて（１５）と（１６）はクリアされる。

【０４９０】（２０）の回路の実現を図５で説明する。
（図５の説明）図５は球体の暗黒円と球体の頂点の環状センサーとの重なりが無くなった事を示す図４のタイミング信号ＴＢを作る図４の（２０）の構成を示す。 （５
０）は図４（５）の選択信号が全て０である事（最初のセンサー０）が選ばれている事を示す。 （５０）の真理値表を表１に示す様に作る。 これの出力をラツチ（５
２）の入力信号を作ればセンサー０から順次選択されたセンサーからの直列信号（７）のなかで一回でも１の値を検出されれば（５２）の出力は１にセツトされる。 この選択の一巡の結果は順次（５３）と（５４）にラツチされる。 この（５３）と（５４）の違いはゲート（５
５）で重なりが無くなった信号として（５６）と（５
７）よりなる微分回路に導かれクロツク一個幅の重なりを抜けた事を示すタイミング信号ＴＢを作る。 同様に（５８）、（５９）、（６０）で球体の暗黒円と球体の頂点の環状の重なりが始まる異を示す信号ＴＢをつくる。 （図５の説明終了）

【０５００】（図４の説明継続）タイミング信号ＴＢでさらに（１８）と（１９）の信号を（２１）と（２２）
にシフトする。 重なりの幅を示す（１９）と（２２）は順次取り出された光ファイバーと球体の回転で球体表面の暗黒円の重なりが最大になった時の幅である。

【０５１０】もし（１９）と（２２）の値が誤差の範囲で同じであれば同一の球体表面にかかれた暗黒円の円形に並んだ光ファイバーセンサー輪の中への移動及びそこからの抜け出しを意味する。

【０５２０】この（１９）と（２２）がほぼ同じ値を持ち、さらに（１８）と（２２）が光ファイバーセンサーの位置で十分離れている場合完全に暗黒円が光ファイバーの円を貫通したことがわかる。

【０５３０】この事は回路適に以下の様に実現できる.
まず（１９）と（２２）の値を光ファイバーセンサーの球面の暗黒円の微妙な位置による誤差を考慮して一致するかどうかを比較する同じであれば以下に示す計算方法で球体上の暗円がどの方向に光ファイイバーセンサーを横切ったかを計算する。

【０５４０】（図６を使い球体表面の模様の移動方向の計算方法を示す。）図６は球体の暗黒円の球体の頂点の環状のセンサーを通り抜ける時の計算方法を示す。 暗黒円が環状のセンサーの中に移動する時の重なりの最大は時刻Ｔ２で起こり、この時の重なりの開始のセンサーをＫ２、その時の重なりの幅をＭ２とすれば、重なりの中心はＰ２＝Ｋ２＋Ｍ２／２で計算できる。 暗黒円が環状のセンサーの中から外に移動する時の重なりの最大は時刻Ｔ４で起こり、この時の重なりの開始のセンサーをＫ
４、その時の重なりの幅をＭ４とすれば、重なりの中心はＰ４＝Ｋ４＋Ｍ４／２で計算できる。 Ｔ２からＴ４の移動でその移動方向は（Ｐ２＋Ｐ４）／２＋Ｎ／４で計算できる。 この計算は図４（２３）でなされ結果は図４
（２５）にラツチされる。 計算に使われる値は以下に示す様な対応になる。 図６（Ｋ２）・・・図４（１８）の値 図６（Ｋ４）・・・図４（２１）の値 図６（Ｍ２）・・・図４（１９）の値 図６（Ｍ４）・・・図４（２２）の値

【０５５０】ここで計算された値はＮが３６０度に対応する。 これらの値は２進数で表現されているので簡単な回路で計算できる。 この様にして最終適に計算された球体の回転方向信号は球体の表面に暗黒円の模様を出来るだけ高密度でさらに大きさ出来るだけ隣合うものが隣合わない形で配置すればより精度良く球の回転に伴い時系列信号としてとりだされた。

【０５６０】方向信号はこのように取り出せるがその移動距離はこの方法では正確にもとまらない。 そこで以下の様に確率的な考えに基づいて考える。 十分に高密度で暗黒円が球体表面に配置されている為、光ファイバーセンサーと暗黒円の衝突は近距離でしかも頻繁に起こるので、平均の衝突距離を考え一回の衝突でそれだけの距離移動するものとして扱っても十分許容できる程度の誤差しか生じない。

【０５７０】また暗黒円を高密度で球体の表面に分布させたときこれに応じて光ファイバーセンサーの大きさを小さくする。

【０５８０】たとえばペンの移動の早さが30cmに0.1 秒かかり、0.05mmの分解能で模様をとらえる必要がある場合で、光ファイバーセンサーの個数ｎが36の時模様を直列かして光ファイバーセンサーでとらえるサンプリング周波数は以下の様に計算できる。 (30cm/0.05m
m)*36*(1/0.1sec)=2.160mhz この事から3 mhz 程度のスピードで光ファイバーセンサーからの信号を順次取り出せば十分である。

【０５９０】この方法では球体の回転方向が角度の信号として取り出されるがこれを直行座標として取り出す場合光ファイバーセンサーの個数がｎの時計算された球体の進行方向の角度信号がｄとすれば dx＝Ｌ*cos（d*360/n ） dy＝Ｌ*sin（d*360/n ） で求められる。 Ｌは上で説明した平均の衝突距離である。

【０６００】これを数字で表し順次加算すればその時点のｘ座標とｙ座標計算できる。 〔０６１０】単に進行方向で表される場合この方向信号の変化がそのままペンが平面上を移動する際の極率半径に相当する。 これを一定の大きさで規格化してコードかすれば書かれている模様が数字で置き代わり、ペンの筆跡が文字に対応出来る。 この様な方法は既に手書き文字認識の一手段として確立された技術である。

【０６２０】（図７の説明）・・・（移動方向の検出の別手段） 球体表面の暗黒円が球体の頂点の環状センサーを通り抜ける方向を検出する手段として環状センサーを２重の輪として構成する方法がある。 この２重のセンサーの配置を図７に示す。 重なりの開始は図４の（１３）にその幅は（１４）にのこされる。 これらをＫ及びＭで表せば重なりの中心はＫ＋Ｍ／２である。 この値で内側のセンサーのなかから重なりに最も近いセンサーを選択すれば選択されたセンサーの信号は重なりの始まりで球体の表面の暗黒円が環状センサーの入り込む場合は０で逆に抜け出す場合は１である。 重なりの始まりの信号作る方法は図５のＴＢである。 この重なりの始まりで選択された内側のセンサーの値をラツチすれば、この値が０で有れば入り込み、１であれば抜け出しをいみする。 この信号を図４の重なりの最大幅の信号と同様にシフトすれば図４
の（２４）の通り抜けた条件を作る第２の手段となる。
この方法は重なりの最大幅で暗黒円を区別する必要が無いので旧体の暗黒円の直径を変える必要が無い。

【０６３０】（模様の移動スピードの検出にかんして）
上で説明した様に球体の平面に対する移動量を模様を検出する移動量で平均的に扱う方法が有るが、模様の移動のスピードから計算する方法が考えられる。 模様の移動の速さは図５のＴＡとＴＢの間、球体の頂点のセンサーは模様をとらえているのでこの間の時間は環状のセンサーを何回信号をスキャンしたか、またセンスする暗黒円の半径は球体の暗黒円とセンサーの交わりの最大、叉は球体の暗黒円の半径を一様にしたらその半径から移動距離と時間間隔が解るのでスピードは計算できる。 このスピードで次の模様を検出するまで進むとして移動量の計算が可能となる。

【０６４０】（実施例２）球体の側面にセンサ−を取り付る。 このセンサ−の位置では球体の表面に書かれた模様は球体の微小回転では垂直方向に移動する。 ここでこの模様の移動を模様の移動として下向きの移動を＋１上向きの移動を−１の情報として捉えるセンサ−と計数器の構成方法を説明する。

【０６５０】センサ−は方向を検知する必要があるので２組のセンサ−を上下に離して球体表面の模様をセンスさせる。 模様が暗黒円である時、模様は球体の回転に伴い上下に移動するのでこのセンサ−の組のとりうる値の組み合わせのそれぞれは以下の表で意味付け出来る。

【０６６０】上側のセンサ−と下側のセンサ−のセンス値を（ｘ，ｘ）で示すと以下に示すＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの入力状態がある。 Ａ）（明，明）． ． ． ． 完全に暗黒円からはずれた状態 Ｂ）（明，暗）． ． ． ． センサ−が丁度暗黒円の上の際にある Ｃ）（暗，暗）． ． ． ． センサ−は完全に暗黒円の中にある Ｄ）（暗，明）． ． ． ． センサ−が丁度暗黒円の下の際にある

【０６７０】このＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの状態の変化は暗黒円の移動に応じて異なる。 暗黒円がセンサ−に対して下から上に移動する場合はセンサ−からの信号はＡ＞Ｂ＞Ｃ
＞Ｄ＞Ａの順に切り替わる。 暗黒円がセンサ−に対して上から下に移動する場合はセンサ−からの信号はＡ＞Ｄ
＞Ｃ＞Ｂ＞Ａの順に切り替わる。

【０６８０】この事から球体表面の模様の移動方向による方向の状態遷移のステ−トマシンを考え以下の様な状態を考える 状態１） ＡのA状態が２回以上繰り返した 状態２） Ａ＞Ｂの遷移が順次起こり現在Ｂの状態にいる 状態３） Ａ＞Ｂ＞Ｃの遷移が順次起こり現在Ｃの状態にいる 状態４） Ａ＞Ｂ＞Ｃ＞Ｄの遷移が順次起こり現在Ｄの状態にいる 状態５） Ａ＞Ｂ＞Ｃ＞Ｄ＞Ａ遷移が順次起こり現在Ａの状態にいる 状態６） Ａ＞Ｄ遷移が順次起こり現在Ｄの状態にいる 状態７） Ａ＞Ｄ＞Ｃの遷移が順次起こり現在Ｃの状態にいる 状態８） Ａ＞Ｄ＞Ｃ＞Ｂ遷移が順次起こり現在Ｂの状態にいる 状態９） Ａ＞Ｄ＞Ｃ＞Ｂ＞Ａ遷移が順次起こり現在Ａの状態にいる

【０６８０】上の様な状態を考え状態遷移が図８に示す状態図で動くステ−トマシンを作り状態５から状態１への遷移の際このステ−トマシンに繋がるカウンタ−が−
１される。 作り状態８から状態１への遷移の際このステ−トマシンに繋がるカウンタ−が＋１される。

【０６９０】このようにステ−トマシンとカウンタ−を構成すればカウンタ−の値は球体の平面上を移動したその方向の積分値が常時残る。

【０７００】

【発明の効果】上記の様に構成された図形入力装置は球体の移動が球体表面の模様とこれに近接するセンサ−の組み合わせでなされるので球体の移動する場所にセンサ−が広がる必要が無い、またセンサ−とこのセンサ−が信号化する模様が球体表面にあるので上記の様に構成された図形入力装置を用いると情報機器との対話が入力場所を意識せずに単に平面上をなぞる形で出来るので思考の中断無く情報機器との対話がし易い。 又小型軽量化が促進されるのでより安価に情報機器が構成出来、幅広い応用分野が考えられる。

【０７１０】

【図面の簡単な説明】

【図１】球体を支持体で支える断面図である。

【図２】球体の頂点に環状にＮ個配置されたセンサ−を球体の模様が横切る時間的経過を示す。

【図３】図２の各センサ−が図２に示す時間的経過とセンサーの値の時間の経過との関係で示す。

【図４】球体の頂点に環状にＮ個配置した時の電気回路の実現方法を示す。

【図５】図５の回路ブロツク（２０）の実現の詳細。

【図６】第２図での環状のセンサーを暗黒円がセンサーを通り抜ける際のその方向の計算方法を図４との関連を説明する回路。

【図７】移動方向を検出する為の２重のセンサーの配列。

【図８】球体の側面に付ける移動方向センサーのステートマシン。

【表１】