(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性を有する複数の歪検出板が、少なくとも２枚を互いに非平行にしてベースに立設され、該歪検出板には歪ゲージのパターンが形成されていることを特徴とするポインティングデバイス。
【請求項２】
前記歪ゲージのパターンは、前記歪検出板の両面に形成されていることを特徴とする請求項１記載のポインティングデバイス。
【請求項３】
前記複数の歪検出板は、先端中央から基端側へ切り込みが形成された第１歪検出板と、基端中央から先端側へ切り込みが形成された第２歪検出板とを有し、該第１歪検出板と該第２歪検出板とが、該第１歪検出板の切り込みが該第２歪検出板を挟持し該第２歪検出板の切り込みが該第１歪検出板を挟持して横断面十字形に組み付けられていることを特徴とする請求項１又は２記載のポインティングデバイス。
【請求項４】
前記第１歪検出板及び前記第２歪検出板の、前記切り込みを通る中央２分割線の一方側領域及び他方側領域にそれぞれ歪ゲージのパターンが形成されていることを特徴とする請求項３記載のポインティングデバイス。
【請求項５】
前記第１歪検出板の前記配線パターンが前記第２歪検出板の前記切り込みの端面と接触しないように、該第２歪検出板の該切り込みの端面に凹部が形成され、該第２歪検出板の前記配線パターンが該第１歪検出板の前記切り込みの端面と接触しないように、該第１歪検出板の該切り込みの端面に凹部が形成されていることを特徴とする請求項４記載のポインティングデバイス。
【請求項６】
前記複数の歪検出板は、横断面が頂点付近を除く略正多角形の辺を形成するように、前記ベースに立設されていることを特徴とする請求項１又は２記載のポインティングデバイス。
【請求項７】
前記複数の歪検出板は、横断面が中心付近を除く放射形を形成するように、前記ベースに立設されていることを特徴とする請求項１又は２記載のポインティングデバイス。
【請求項８】
操作用スティックの下端部に溝が形成され、該溝に前記複数の歪検出板の先端部が嵌合固着されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つに記載のポインティングデバイス。
【請求項９】
前記歪検出板の前記歪ゲージが形成された面には、リード及び端子のパターンが形成され、該リードの一端が該歪ゲージと導通され該リードの他端が該端子と導通されており、
フラットケーブルの一端部が前記ベースに取り付けられ、該フラットケーブルの該一端部に端子が形成され、該フラットケーブルの端子が該歪検出板の端子に接近しており、
該フラットケーブルの端子と該歪検出板の端子とが接続されている
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１つに記載のポインティングデバイス。
【請求項１０】
前記歪検出板に、歪検出方向を軸方向と略直角にして歪ゲージのパターンが形成されている、
ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１つに記載のポインティングデバイス。
【請求項１１】
前記第１歪検出板の一面に、前記中央２分割線について略対称に歪ゲージのパターンが２対形成され、該２対のうち第１対は歪検出方向を該中央２分割線と略平行にして配置され、該２対のうち第２対は歪検出方向を該中央２分割線と略直角にして配置されている、
ことを特徴とする請求項４又は５記載のポインティングデバイス。
【請求項１２】
前記ベースに、該ベースと前記略回転対称の軸との交点を通る該ベース上の直線に歪検出方向を略一致させて歪ゲージが形成されている、ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１つに記載のポインティングデバイス。
【請求項１３】
前記ベース上に形成された歪ゲージは、前記交点について略対称な位置に１対形成されている、
ことを特徴とする請求項１２記載のポインティングデバイス。
【請求項１４】
前記ベースは、
第１ベースと、
端部が該第１ベースに固定され、中央部が該第１ベースと離間している第２ベースとを有し、
前記歪検出板はその基端部が該第２ベースに固定され且つ該第１ベースに固定されておらず、前記ベースに形成された歪ゲージは該第２ベースに形成されている、
ことを特徴とする請求項１２又は１３記載のポインティングデバイス。
【請求項１５】
薄膜パターン形成技術により、基板に前記歪ゲージを２次元的に配列形成し、
該基板を切断して請求項１乃至７のいずれか１つに記載のポインティングデバイスの歪検出板を形成する、
ことを特徴とする歪検出板形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータの表示画面上のカーソル位置等を指定するポインティングデバイス及びその歪検出板の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯形コンピュータでは、ポインティングデバイスが組み込まれている。図１２は、従来のスティック型ポインティングデバイスを示す。
このポインティングデバイスは、ベースプレート１０に角柱スティック２０が立設され、角柱スティック２０の４側面の各々に歪ゲージ２２が貼り付けられている。歪ゲージ２２は、フィルムベース上に金属抵抗線のパターンが形成され、このフィルムベースが接着剤を介して角柱スティック２０に貼り付けられる。２３１及び２３２はリードであり、２４１及び２４２は端子である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このポインティングデバイスでは、角柱スティック毎に、歪ゲージ２２を角柱スティック２０の４側面に正確に貼り付ける必要があるので、量産性が悪くてコスト高となる。また、歪ゲージ２２の貼り付け状態により角柱スティック２０の歪に対する歪ゲージ２２の抵抗値変化にばらつきが生ずるので、歪検出精度が悪い。
【０００４】
蒸着、印刷又はフォトリゾグラフィ等の薄膜パターン形成技術により、歪ゲージ２２を角柱スティック２０の側面に直接形成することも可能であるが、角柱スティック毎に歪ゲージ２２を形成しなければならず、量産性が悪くてコスト高となる。また、蒸着により歪ゲージ２２を形成する場合には、角柱スティック２０の４側面に対応して、歪ゲージ２２を４回に分けて蒸着しなければならないので、各面の歪ゲージ２２の抵抗膜厚（抵抗値）にばらつきが生じ、歪検出精度が悪い。
【０００５】
また、上記のような小型ポインティングデバイスでは、平面上の位置を指定できるが、片手で空間内の位置を指定したり、クリック動作やドラッッグ動作などの動作を指定することができない。マイクロコンピュータの処理速度向上に伴い、３次元アプリケーションの数の増加が予測され、キーボードに組み込み可能な小型のポインティングデバイスの要望が強くなると思われる。
【０００６】
本発明の第１の目的は、歪ゲージの抵抗値のばらつきを低減することができ、かつ、量産性の良いポインティングデバイス及びその歪検出板の形成方法を提供することにある。
本発明の第２の目的は、空間内の位置を指定したり、位置以外の他の動作を指定することが可能な小型のポインティングデバイスを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段及びその作用効果】
本発明に係るポインティングデバイスでは、弾性を有する複数の歪検出板が、、少なくとも２枚を互いに非平行にしてベースに立設され、該歪検出板には歪ゲージのパターンが形成されている。
この複数の歪検出板は、蒸着、印刷又はフォトリゾグラフィ等の薄膜パターン形成技術により、基板に歪ゲージを２次元的に配列形成し、該基板を切断して形成することができるので、本発明によれば、歪ゲージの抵抗値のばらつきを低減することができ、かつ、量産性が良いという効果を奏する。
【０００８】
本発明の第１態様では、上記歪ゲージのパターンは、上記歪検出板の両面に形成されている。
この第１態様によれば、歪ゲージのパターンが１面のみに形成されている場合よりも歪検出感度が２倍になるという効果を奏する。また、反対面についても上記基板切断前に歪ゲージを２次元的に配列形成することができるので、量産性が損なわれないという効果を奏する。
【０００９】
本発明の第２態様では、上記複数の歪検出板は、先端中央から基端側へ切り込みが形成された第１歪検出板と、基端中央から先端側へ切り込みが形成された第２歪検出板とを有し、該第１歪検出板と該第２歪検出板とが、該第１歪検出板の切り込みが該第２歪検出板を挟持し該第２歪検出板の切り込みが該第１歪検出板を挟持して横断面十字形に組み付けられている。
【００１０】
この第２態様によれば、２枚の歪検出板で実質的に４枚の歪検出板を用いたのと同様になり、構成が簡単になるという効果を奏する。切り込みは、歪ゲージが２次元的に配列形成された基板を切断する際にプレスで同時に形成することができるので、量産性が損なわれないという効果を奏する。また、切り込みにより弾性定数が低減されるので、操作力に対する歪ゲージの抵抗の変化率が増加し、小型であっても操作性がよいポインティングデバイスが得られるという効果を奏する。
【００１１】
本発明の第３態様では、上記第１歪検出板の両面及び上記第２歪検出板の、上記切り込みを通る中央２分割線の一方側領域及び他方側領域にそれぞれ歪ゲージのパターンが形成されている。
この第３態様によれば、該中央２分割線の一方側領域及び他方側領域の歪ゲージのパターンを同一にしても両歪ゲージの歪検出感度を互いに等しくすることが可能であり、また、両歪ゲージを、１つの場合よりも感度を向上させ又は一方が不良になった場合に他方を利用するというように有効利用することが可能になるという効果を奏する。
【００１２】
本発明の第４態様では、上記第１歪検出板の上記配線パターンが上記第２歪検出板の上記切り込みの端面と接触しないように、該第２歪検出板の該切り込みの端面に凹部が形成され、該第２歪検出板の上記配線パターンが該第１歪検出板の上記切り込みの端面と接触しないように、該第１歪検出板の該切り込みの端面に凹部が形成されている。
【００１３】
この第４態様によれば、ポインティングデバイスの使用により配線パターンが擦れて短寿命となるのを防止することができるという効果を奏する。
本発明の第５態様では、上記複数の歪検出板は、横断面が頂点付近を除く略正多角形の辺を形成するように、上記ベースに立設されている。
この第５態様によれば、歪検出板に切り込みを形成する必要がなく、また、これにより歪ゲージを２分割する必要がないのでゲージファクタを大きくでき又は歪検出板を狭くすることができるという効果を奏する。さらに、隣合う歪検出板間に隙間が存在するので、操作力に対する歪ゲージの抵抗の変化率が小さくなり過ぎるのを防止でき、また、この隙間にブリッジ回路形成用配線を通すことができるという効果を奏する。
【００１４】
本発明の第６態様では、上記複数の歪検出板は、横断面が中心付近を除く放射形を形成するように、上記ベースに立設されている。
この第６態様によれば、上記第５態様と同じ効果が得られる。
本発明の第７態様では、操作用スティックの下端部に溝が形成され、該溝に前記複数の歪検出板の先端部が嵌合固着されている。
【００１５】
この第７態様によれば、操作性及び見栄えが向上するという効果を奏する。また、中空のスティック内に歪検出板を挿入してスティック下端部をベースに固定した場合よりも、組付が容易であるので安価に構成でき、かつ、スティックに加えた力に対する歪ゲージの出力が大きくなるので歪検出板を用いた利点が生かされるという効果を奏する。
【００１６】
本発明の第８態様では、上記歪検出板の上記歪ゲージが形成された面には、リード及び端子のパターンが形成され、該リードの一端が該歪ゲージと導通され該リードの他端が該端子と導通されており、
フラットケーブルの一端部が前記ベースに取り付けられ、該フラットケーブルの該一端部に端子が形成され、該フラットケーブルの端子が該歪検出板の端子に接近しており、
該フラットケーブルの端子と該歪検出板の端子とが接続されている。
【００１７】
この第８態様によれば、端子間接続が容易であり、かつ、歪検出板に力を加えたときの端子間接続位置での歪が小さく、操作による端子間接続の不良化が防止されるという効果を奏する。
本発明の第９態様では、前記歪検出板に、歪検出方向（歪検出感度が最大になる伸縮方向）を軸方向と略直角にして歪ゲージのパターンが形成されている。
【００１８】
この第９態様によれば、軸方向に垂直なＸ−Ｙ平面上の位置指定と干渉せずに、軸方向を中心とする回転（ねじり）を指定することが可能になるという効果を奏する。この回転は、軸方向位置またはクリックやドラッグ等の動作にも対応させることができる。この動作は、Ｘ−Ｙ平面上位置指定と同時に行うことができるので、操作性が向上するという効果を奏する。また、ねじり検出用歪ゲージをＸ−Ｙ平面上位置指定用の歪検出板に形成することができるので、小型化が可能であり、キーボードに組み付けることができるという効果を奏する。
【００１９】
本発明の第１０態様では、前記第１歪検出板の一面に、前記中央２分割線について略対称に歪ゲージのパターンが２対形成され、該２対のうち第１対は歪検出方向を該中央２分割線と略平行にして配置され、該２対のうち第２対は歪検出方向を該中央２分割線と略直角にして配置されている。
この第１０態様によれば、中央２分割線について略対称に歪ゲージのパターンが形成されているので、中央２分割線の一方側のみに形成されている場合よりも感度を大きくすることが可能であり、また、中央２分割線の両側の領域の歪が平均化されるので応答がより正確になるという効果を奏する。
【００２０】
本発明の第１１態様では、前記ベースに、該ベースと前記略回転対称の軸との交点を通る該ベース上の直線に歪検出方向を略一致させて歪ゲージが形成されている。
この第１１態様によれば、軸方向に垂直なＸ−Ｙ平面上の位置指定と干渉せずに、軸方向位置を指定することができるという効果を奏する。この軸方向位置は、回転位置又はクリックやドラッグ等の動作にも対応させることができる。この位置又は動作は、Ｘ−Ｙ平面上位置指定と同時に行うことができるので、操作性が向上するという効果を奏する。また、軸方向位置検出用歪ゲージをベースに形成すればよいので、小型化が可能であり、キーボードに組み付けることができるという効果を奏する。
【００２１】
本発明の第１２態様では、前記ベース上に形成された歪ゲージは、前記交点について略対称な位置に１対形成されている。
この第１２態様によれば、上記歪検出板にＸ−Ｙ平面内の方向の力が加わってベースに歪みが発生しても、ベースに形成された１対の歪ゲージの出力が互いに打ち消し合うようになるので、Ｘ−Ｙ平面内の方向の力に干渉されずに軸方向の歪みを検出することが可能になるという効果を奏する。
【００２２】
本発明の第１３態様では、上記ベースは、
第１ベースと、
端部が該第１ベースに固定され、中央部が該第１ベースと離間している第２ベースとを有し、
上記歪検出板はその基端部が該第２ベースに固定され且つ該第１ベースに固定されておらず、上記ベースに形成された歪ゲージは該第２ベースに形成されている。
【００２３】
この第１４態様によれば、軸方向の弾性係数が、歪検出板を第１ベースに固定した場合よりも小さくなるので、同一操作力に対し歪ゲージの出力が大きくなるという効果を奏する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態のポインティングデバイスの分解斜視図である。
【００２５】
歪検出体３０は、歪検出板３０Ｙと歪検出板３０Ｘとが横断面十字形に組み付けられている。歪検出板３０Ｙ及び歪検出板３０Ｘの板材は、弾性を有し、少なくとも表面が絶縁体であり、樹脂、ガラス若しくはセラミック等の絶縁体又は金属板に絶縁体を被膜したものが用いられる。
図２（Ａ）に示す如く、歪検出板３０Ｙには先端中央から基端側へ切り込み３１Ｙが形成され、歪検出板３０Ｘには基端中央から先端側へ切り込み３１Ｘが形成されている。切り込み３１Ｙで歪検出板３０Ｘを挟持し、且つ、切り込み３１Ｘで歪検出板３０Ｙを挟持することにより、両者が図２（Ｂ）に示す如く組み付けられる。
【００２６】
歪検出板３０Ｙの一面には、切り込み３１Ｙの一方側及び他方側にそれぞれ歪ゲージ３２Ｙ１及び３２Ｙ２が形成され、歪ゲージ３２Ｙ１の一端と歪ゲージ３２Ｙ２の一端とが配線３３Ｙ０により導通されている。歪ゲージ３２Ｙ１の他端はリード３３Ｙ１を介して基端側の端子（パッド）３４Ｙ１に導通され、歪ゲージ３２Ｙ２の他端はリード３３Ｙ２を介して基端側の端子３４Ｙ２に導通されている。歪検出板３０Ｘについても同様に、その一面には、切り込み３１Ｘの一方側及び他方側にそれぞれ歪ゲージ３２Ｘ１及び３２Ｘ２が形成され、歪ゲージ３２Ｘ１の一端と歪ゲージ３２Ｘ２の一端とが配線３３Ｘ０により導通されている。歪ゲージ３２Ｘ１の他端はリード３３Ｘ１を介して基端側の端子３４Ｘ１に導通され、歪ゲージ３２Ｘ２の他端はリード３３Ｘ２を介して基端側の端子３４Ｘ２に導通されている。
【００２７】
歪ゲージ３２Ｙ１及び３２Ｙ２は、金属抵抗体又は半導体の薄膜パターンである。配線３３Ｙ０、リード３３Ｙ１、３３Ｙ２、端子３４Ｙ１及び３４Ｙ２は、導体又は歪ゲージと同一材料である。これらは歪検出板３０Ｘについても同様である。
図１及び図２では、歪検出板３０Ｙ及び歪検出板３０Ｘの一面しか見えていないが、歪検出板３０Ｙ及び歪検出板３０Ｘの他面上にも、これら一面上と同じパターンを、歪検出板３０Ｙ及び歪検出板３０Ｘの幅方向の中央縦断面に関し対称に形成してもよい。
【００２８】
図２（Ｂ）に示す如く組み付け、図４（Ｂ）に示す如く操作したときに、配線３３Ｙ０が切り込み３１Ｘの端面と擦れないように切り込み３１Ｘの端面に凹部３５Ｘが形成され、配線３３Ｘ０が切り込み３１Ｙの端面と擦れないように切り込み３１Ｙの端面に凹部３５Ｙが形成されている。
歪検出板３０Ｙ上及び歪検出板３０Ｘ上のパターンは、図３に示す如く歪検出カード３６上に、蒸着、印刷又はフォトリゾグラフィ等の薄膜パターン形成技術により、２次元的に配列形成される。歪検出カード３６を一点鎖線に沿って切断することにより多数枚の歪検出板が得られる。図２の切り込み３１Ｘ、３１Ｙ及び凹部３５Ｘ、３５Ｙはこの切断と同時にプレスで切り抜くことも可能である。
【００２９】
したがって、このような歪検出板３０Ｘは量産性が良く、製造コストを低減することができる。また、歪検出カード３６上で同種材料のパターンが同時的に形成されるので、歪検出板の抵抗値のばらつきを低減することができる。
図１に示す如く、歪検出体３０の基端部は、カバー４０の中央に形成された十字孔４１、フラットケーブル５０の円形部中央に形成された十字孔５１及びベースプレート１０Ａに形成された十字孔１１に差し込まれ、差し込み部が接着剤で固定され又は先端に形成された不図示の爪で係合固定される。
【００３０】
フラットケーブル５０は、図４にも示す如く、カバー４０の凹部４２に嵌め込まれる。フラットケーブル５０は、十字孔５１の放射状縁部に端子（パッド）５２１〜５２４が形成され、フラットケーブル５０の先端部に端子５４１〜５４４が形成され、端子５２１〜５２４と端子５４１〜５４４との間がそれぞれリード５３１〜５３４で導通されている。
【００３１】
歪検出体３０を上記のように差し込んだ状態では、端子３４Ｘ１、３４Ｘ２、３４Ｙ１及び３４Ｙ２がそれぞれ端子５２１、５２３、５２２及び５２４に接近しており、接近した端子間が半田又は銀ペースト等で接続される。
図１のフラットケーブル５０は、歪検出板３０Ｘ及び３０Ｙの各々の１面のみに歪ゲージが形成されている場合の構成であるが、両面に歪ゲージが形成されている場合には対応する電極及び配線をフラットケーブル５０に追加形成すればよい。
【００３２】
カバー４０の突起部４３１〜４３４にはそれぞれ孔４４１〜４４４が形成され、これらにねじ４５１〜４５４が貫通され、ベースプレート１０Ａに形成された螺孔１２１〜１２４にねじ４５１〜４５４が螺入されて、カバー４０がベースプレート１０Ａに固定される。
一方、中実の操作用スティック６０の下端部に十字溝が形成され、この溝に歪検出体３０の先端部が嵌合され、嵌合部が接着剤等で固定されている。
【００３３】
このようにすれば、中空のスティック内に歪検出体を挿入してスティック下端部をカバー４０に固定した場合よりも、スティック６０の組付が容易であるので安価に構成でき、かつ、スティック６０に加えた力に対する歪ゲージの出力が大きくなるので、歪検出板を用いた利点が生かされる。歪検出体３０の軸方向中間部は露出するが、表面が保護膜でコーティングされており、問題はない。
【００３４】
図４（Ａ）は、図１のポインティングデバイスの組み立て状態の断面概略図であり、図４（Ｂ）は指でスティック６０に矢印方向の力を加えた状態を示す。スティック６０に力を加えても、端子３４Ｘ１、３４Ｘ２、３４Ｙ１及び３４Ｙ２が凹部４２内に位置しているので、端子３４Ｘ１、３４Ｘ２、３４Ｙ１及び３４Ｙ２の部分の歪は小さく、操作による端子間接続の遮断が防止される。
【００３５】
図５は、ポインティングデバイスの信号処理部を示す。図５中の歪ゲージ３２Ｘ３及び３２Ｘ４は、図２の歪検出板３０Ｘの見えていない面に形成されており、図５中の歪ゲージ３２Ｙ３及び３２Ｙ４は図２の歪検出板３０Ｙの見えていない面に形成されている。図２の歪検出板３０Ｘ及び３０Ｙの見えていない面に歪ゲージが形成されていない場合には、３２Ｘ３、３２Ｘ４、３２Ｙ３及び３２Ｙ４を固定抵抗とする。
【００３６】
直列接続された歪ゲージ３２Ｘ１、３２Ｘ２と直列接続された歪ゲージ３２Ｘ３、３２Ｘ４とは、周知のブリッジ回路７０Ｘに組み込まれ、ブリッジ回路７０Ｘの不平衡電圧が増幅回路７１Ｘで増幅され、増幅回路７１Ｘの出力がＡ／Ｄ変換器７２Ｘでデジタル化されて演算装置７３に供給される。ブリッジ回路７０Ｙ、増幅回路７１Ｙ及びＡ／Ｄ変換器７２Ｙはそれぞれブリッジ回路７０Ｘ、増幅回路７１Ｘ及びＡ／Ｄ変換器７２Ｘに対応している。
【００３７】
例えば図４（Ｂ）に示す如くスティック６０に力を加えると、歪検出板３０Ｙの一面側が縮み他面側が伸びて、ブリッジ回路７０Ｘに不平衡電圧が生ずるが、歪検出板３０Ｘの一面側と他面側の歪は同じ状態になるので、ブリッジ回路７０Ｙの不平衡電圧は０になる。Ａ／Ｄ変換器７２Ｘの出力値は、スティック６０に加える力に略比例する。また、スティック６０に加える力を逆方向にすると、Ａ／Ｄ変換器７２Ｘの出力値の符号が反転する。
【００３８】
演算装置７３は、Ａ／Ｄ変換器７２Ｘの出力値に比例した速度で表示画面上のカーソルを一方向へ移動させるように出力し、Ａ／Ｄ変換器７２Ｙの出力値に比例した速度で表示画面上のカーソルを、該一方向に直角な方向へ移動させるように出力する。
以上の第１実施形態では、歪検出板を２枚用いた簡単かつ実用性の高い構成を示したが、以下に示すように歪検出板を３枚以上用いてポインティングデバイスを構成することもできる。
【００３９】
［第２実施形態］
図６は、３枚の歪検出板を用いた第２実施形態のポインティングデバイスの要部斜視図である。
図６（Ａ）のポインティングデバイスでは、歪検出板３０Ａ、３０Ｂ及び３０Ｃが、横断面が頂点付近を除く正三角形の辺を形成するように、ベースプレート１０Ｂに立設されている。３２Ａは歪ゲージであり、３３Ａ１及び３３Ａ２はリードであり、３４Ａ１及び３４Ａ２は端子であり、これらのパターンは、歪検出板３０Ａの反対面、歪検出板３０Ｂ及び３０Ｃの各々の両面にも形成されている。
【００４０】
図６（Ｂ）のポインティングデバイスでは、歪検出板３０Ａ、３０Ｂ及び３０Ｃが、横断面が頂点付近を除く放射形の辺を形成するように、ベースプレート１０Ｃに立設されている。
操作力のベクトルと表示画面上のカーソルの移動とのより正確な対応関係上、この隙間を歪検出板の長さ方向に沿ってできるだけ一定にした方が好ましい。このために、例えば、歪検出板が挿入されるスティック内上端部に、歪検出板３０Ａ、３０Ｂ及び３０Ｃの先端部と係合する溝を形成する。
【００４１】
図６（Ａ）及び（Ｂ）のいずれの場合も、信号処理部では、歪検出板３０Ａ、３０Ｂ及び３０Ｃの各々に対応して図５のブリッジ回路７０Ｘ、増幅回路７１Ｘ及びＡ／Ｄ変換器７２Ｙと同一構成のものを備え、演算装置７３において、歪検出板３０Ｂ及び３０Ｃに対応したＡ／Ｄ変換器の出力を座標変換し、各座標成分の和を求め、その後、上記第１実施形態の場合と同一の処理を行う。
【００４２】
図６（Ａ）及び（Ｂ）のいずれの場合も、図２のように歪検出板に切り込みを形成する必要がなく、また、これにより歪ゲージ３２Ａを２分割する必要がないので、第１実施形態よりもゲージファクタを大きくでき又は歪検出板を狭くすることができる。さらに、隣合う歪検出板間に隙間が存在するので、操作力に対する歪ゲージの抵抗の変化率が小さくなり過ぎるのを防止できる。また、この隙間にブリッジ回路形成用配線を通すことができる。
【００４３】
［第３実施形態］
図７は、４枚の歪検出板を用いた第３実施形態のポインティングデバイスの要部斜視図である。
図７（Ａ）のポインティングデバイスでは、歪検出板３０Ｘ１、３０Ｘ２、３０Ｙ１及び３０Ｙ２が、横断面が頂点付近を除く正四角形の辺を形成するように、ベースプレート１０Ｄに立設されている。歪検出板３０Ｘ１、３０Ｘ２、３０Ｙ１及び３０Ｙ２はいずれも図６の歪検出板３０Ａと同一構成である。
【００４４】
図７（Ｂ）のポインティングデバイスでは、歪検出板３０Ｘ１、３０Ｘ２、３０Ｙ１及び３０Ｙ２が、横断面が頂点付近を除く放射形の辺を形成するように、ベースプレート１０Ｅに立設されている。
図７（Ａ）及び（Ｂ）のいずれの場合も、歪検出板３０Ｘ１の一方側の面の歪ゲージと歪検出板３０Ｘ２の一方側の面の歪ゲージとを直列接続し、歪検出板３０Ｘ１の他方側の面の歪ゲージと歪検出板３０Ｘ２の他方側の面の歪ゲージとを直列接続し、歪検出板３０Ｙ１及び歪検出板３０Ｙ２についても同様にし、図５と同様な信号処理部を用いる。
【００４５】
図７（Ａ）及び（Ｂ）のいずれの場合も、隣合う歪検出板間に隙間が存在するので、図１２の場合よりも操作力に対する抵抗の変化率が大きくて、操作性がよい。
他の点は、上記第２実施形態の場合と同一である。
［第４実施形態］
図８は、本発明の第４実施形態の歪検出板３０’の分解及び組付状態を示す斜視図でありる。
【００４６】
この歪検出体３０’では、歪検出板３０Ｘ’の切り込み３１Ｘの両側に形成された歪ゲージ３２Ｘ１及び３２Ｘ２を直列接続せずに、図９に示すブリッジ回路７０Ｘ’の対向する辺を形成している。歪検出板３０Ｘ’の反対面に形成された歪ゲージ３２Ｘ３及び３２Ｘ４についても同様である。また、歪検出板３０Ｙ’の切り込み３１Ｙの両側に形成された歪ゲージ３２Ｙ１及び３２Ｙ２並びに反対面に形成された歪ゲージ３２Ｙ３及び３２Ｙ４と、これらにより形成されたブリッジ回路７０Ｙ’についても、歪検出板３０Ｘ’の場合と同様である。
【００４７】
図８中、３３Ｘ３、３３Ｘ４、３３Ｙ３及び３３Ｙ４は歪ゲージのリードであり、３４Ｘ３、３４Ｘ４、３４Ｙ３及び３４Ｙ４はリードの一端に形成された端子である。
本第４実施態様によれば、ブリッジ回路の抵抗が歪ゲージのみでよく、また、ブリッジ回路の出力が第１実施形態の場合よりも大きくなるという利点を有する。
【００４８】
［第５実施形態］
上記第１〜４実施形態のポインティングデバイスは、小型でありキーボードに組み付けることが可能であるが、空間内の位置を指定したり、マウスにおけるクリックやドラッッグなどの動作を指定することができない。
図１０は、このような指定が可能であり、且つ、小型でキーボードに組み付けることが可能な第５実施形態のポインティングデバイスの分解斜視図である。このポインティングデバイスは、図１のポインティングデバイスの構成要素にさらに、当該指定を可能にし且つ図１のポインティングデバイスの平面上位置指定と干渉しないようにする構成が付加されている。この付加構成は、スティックのねじりと軸方向の撓を検出するためのものであり、以下ではこの付加構成を主に説明する。
【００４９】
スティック６０Ａは、先端部が指にフィットする頭部を有し、この頭部の周面には、図示Ｒ方向にねじるときに滑るのを防止するため、軸方向に平行な小さな溝が多数形成されている。スティック６０Ａは、この頭部以外はスティック６０と同一構成である。
歪検出板３０ＸＡの一面には、図１の歪検出板３０Ｘの構成にさらに、ねじり検出のために、歪検出板３０ＹＡで２分割された一方側領域及び他方側領域にそれぞれ歪ゲージ３２Ｒ１及び３２Ｒ２が、歪検出方向（歪検出感度が最大になる伸縮方向であり、図では歪ゲージの長手方向）を歪ゲージ３２Ｘ１及び３２Ｘ２の長手方向と直角にして形成されている。歪ゲージ３２Ｒ１の一端と歪ゲージ３２Ｒ２の一端とはリード３３Ｒ０を介して基端側の端子３４Ｒ０に導通され、歪ゲージ３２Ｒ１の他端はリード３３Ｒ１を介して基端側の端子３４Ｒ１に導通され、歪ゲージ３２Ｒ２の他端はリード３３Ｒ２を介して基端側の端子３４Ｒ２に導通されている。
【００５０】
歪検出体３０Ａの基端部は、カバー４０Ａの中央に形成された十字孔４１に差し込まれ、差し込み部でカバー４０Ａに接着又は不図示の爪等で固定される。歪検出体３０Ａの基端部はさらに、フラットケーブル５０Ａの円形部中央に形成された十字孔５１及びベースプレート１０Ａに形成された十字孔１１に差し込まれるが、これらには固定されていない。
【００５１】
歪検出体３０Ａをその軸方向へ押したときにカバー４０Ａが撓むようにするため、カバー４０Ａの突起部４３１Ａ〜４３４Ａは、図１のそれより長く、かつ、凹部４２Ａが半径方向外側へ図１のそれより広がっている。
カバー４０Ａの上面には、カバー４０Ａの撓検出のために、カバー４０Ａの中心と突起部４３１Ａの外端との中間部に歪ゲージ３２Ｚ１がその歪検出方向を半径方向にして形成され、カバー４０Ａの中心と突起部４３３Ａの外端との中間部に歪ゲージ３２Ｚ２がその歪検出方向を半径方向にして形成されている。歪ゲージ３２Ｚ１と３２Ｚ２とは、カバー４０Ａの中心に関し対称に配置されている。歪ゲージ３２Ｚ１の一端と歪ゲージ３２Ｚ２の一端とは配線３４Ｚ０により導通されている。歪ゲージ３２Ｚ１の他端はリード３３Ｚ１を介してパッド３４Ｚ１に導通され、歪ゲージ３２Ｚ２の他端はリード３３Ｚ２を介して端子３４Ｚ２に導通されている。端子３４Ｚ１及び３４Ｚ２はそれぞれ、フラットケーブル８０の端子８２１及び８２２に半田又は銀ペースト等で接続される。
【００５２】
カバー４０Ａの凹部４２Ａに嵌め込まれるフラットケーブル５０Ａは、図１のフラットケーブル５０の構成に加え、十字孔５１の放射状縁部に端子５２５〜５２８が形成され、フラットケーブル５０Ａの先端部に端子５４５〜５４８が形成され、端子５２５〜５２８と端子５４５〜５４８との間がそれぞれリードで導通されている。歪検出体３０Ａを上記のように差し込んだ状態では、歪検出板３０ＸＡの端子３４Ｒ０、３４Ｒ１、３４Ｒ２及びこれらに対応した歪検出板３０ＹＡの端子がそれぞれ端子５２５〜５２８に接近しており、接近した端子間が半田又は銀ペースト等で接続される。
【００５３】
図１１は、上記構成のポインティングデバイスの信号処理部を示す。この信号処理部は、図５の信号処理部に、Ｚ方向及び回転Ｒ方向の信号処理部を追加した構成となっている。
直列接続された歪ゲージ３２Ｒ１及び３２Ｒ２は、ブリッジ回路７０Ｒに組み込まれ、ブリッジ回路７０Ｒの不平衡電圧が増幅回路７１Ｒで増幅され、増幅回路７１Ｒの出力がＡ／Ｄ変換器７２Ｒでデジタル化されて演算装置７３Ａに供給される。同様に、直列接続された歪ゲージ３２Ｚ１及び３２Ｚ２は、ブリッジ回路７０Ｚに組み込まれ、ブリッジ回路７０Ｚの不平衡電圧が増幅回路７１Ｚで増幅され、増幅回路７１Ｚの出力がＡ／Ｄ変換器７２Ｚでデジタル化されて演算装置７３Ａに供給される。
【００５４】
図１０において、組み立てられたポインティングデバイスのスティック６０Ａの頭部に図示Ｘ方向の力を加えた場合、明らかにブリッジ回路７０Ｚ及び７０Ｒの出力は変化しない。スティック６０Ａの頭部に図示Ｙ方向の力を加えた場合、歪ゲージ３２Ｚ１の歪と歪ゲージ３２Ｚ２の歪の符号が逆で絶対値が等しくなるのでブリッジ回路７０Ｚの出力は変化せず、また、ブリッジ回路７０Ｒの出力も変化しない。したがって、Ｘ−Ｙ平面上の位置の指定は、Ｚ方向及び回転Ｒ方向の指定に干渉しない。
【００５５】
スティック６０Ａの頭部に図示Ｚ方向の力を加えた場合、歪ゲージ３２Ｘ１、３２Ｘ２の歪と歪ゲージ３２Ｘ３、３２Ｘ４の歪が等しくなるのでブリッジ回路７０Ｘの出力は変化せず、同様にブリッジ回路７０Ｙ及び７０Ｒの出力も変化しない。他方、歪ゲージ３２Ｚ１の歪と歪ゲージ３２Ｚ２の歪とが等しくなり、この歪は加えた力にほぼ比例する。また、Ｚ方向の力が正の場合と負の場合とで歪の符号も逆になる。したがって、Ｘ方向及びＹ方向と同様にＺ方向の位置を指定することができ、また、Ｚ方向の位置の指定は、Ｘ方向、Ｙ方向及び回転Ｒ方向の指定に干渉しない。
【００５６】
スティック６０Ａの頭部に図示回転Ｒ方向の力を加えた場合、歪ゲージ３２Ｘ１及び３２Ｘ２の歪検出方向と歪とが互いに直交する方向であり、歪ゲージ３２Ｘ３及び３２Ｘ４についても同様であるので、ブリッジ回路７０Ｘの出力は変化せず、同様にブリッジ回路７０Ｙの出力も変化しない。歪ゲージ３２Ｚ１及び３２Ｚ２の歪は、歪検出体３０Ａの基端部がベース１０Ａの十字孔１１にも差し込まれているので、小さくて無視できる。他方、歪ゲージ３２Ｒ１及び３２Ｒ２はその歪検出方向と歪方向とが同一であり、歪検出体３０Ａの中心軸（クロス部）が移動せずに側部が回転移動して歪ゲージ３２Ｒ１及び３２Ｒ２の一方が伸び他方が縮むので、歪みの符号が互いに異なり歪みの絶対値が互いに等しくなる。また、回転Ｒ方向の力が正の場合と負の場合とで歪の符号も逆になる。したがって、Ｘ方向及びＹ方向と同様に回転Ｒ方向の位置を指定することができ、また、回転Ｒ方向の位置の指定は、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向の指定に干渉しない。
【００５７】
以上の関係から、演算装置７３ＡによるＺ方向及び回転Ｒ方向の処理は、Ｘ方向及びＹ方向の処理と同様にすればよい。また、Ｚ方向及び回転Ｒ方向はいずれも、ソフトウェア又はハードウェアにより、これらの方向とは無関係な動作、例えばマウスの左クリック、右クリック、ダブルクリック又はドラッグの動作に対応させることもでき、かつ、これらの動作は１つのポインティングデバイスを操作することにより行われるので、操作性が向上する。
【００５８】
なお、本発明には外にも種々の変形例が含まれる。
例えば、歪ゲージは、原理的には歪検出板の一面のみ且つ中心軸の一方側の領域のみに形成されていてもよい。特に、図７の構成では、歪検出板の一面のみに歪ゲージを形成し、歪検出板３０Ｘ１と歪検出板３０Ｘ２とを対にして図５のブリッジ回路７０Ｘを構成し、歪検出板３０Ｙ１と歪検出板３０Ｙ２とを対にして図５のブリッジ回路７０Ｙを構成することができる。また、図１０のＺ方向及び回転Ｒ方向についてもＸ方向及びＹ方向と同様に、歪検出板又はカバー４０Ａの両面に歪ゲージを形成し、図５と同様なブリッジ回路を用いてもよい。
【００５９】
図５において、増幅回路７１Ｘ及び７１Ｙを−１，０及び１の３値出力型とし、Ａ／Ｄ変換器７２Ｘ及び７２Ｙを用いず、一方向及びこれと直角な方向のカーソル移動速度成分が０又は一定になるようにしてもよい。この点は、図１１のＺ方向及び回転Ｒ方向の回路についても同様である。
また、図１０の回転Ｒ方向検出用歪ゲージは、図６又は図７に示すような歪検出板に形成してもよい。図１０のＺ方向検出用歪ゲージは、ベース１０Ａに形成してもよい。この場合、歪検出体３０Ａは、第２ベースとしてのカバー４０Ａに固定せずにベース１０Ａに固定する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態のポインティングデバイスの分解斜視図である。
【図２】図１中の歪検出板の分解及び組付状態を示す斜視図である。
【図３】図２中の歪検出板が切り出される歪検出カードを示す図である。
【図４】図１のポインティングデバイスの組立及び操作状態を示す断面概略図である。
【図５】図１のポインティングデバイスの信号処理部を示すブロック図である。
【図６】本発明の第２実施形態のポインティングデバイスの要部斜視図である。
【図７】本発明の第３実施形態のポインティングデバイスの要部斜視図である。
【図８】本発明の第４実施形態の歪検出板の分解及び組付状態を示す斜視図である。
【図９】図８の歪検出体を用いたポインティングデバイスの信号処理部を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第４実施形態のポインティングデバイスの分解斜視図である。
【図１１】図１０のポインティングデバイスの信号処理部を示すブロック図である。
【図１２】従来のポインティングデバイスの要部斜視図である。
【符号の説明】
１０Ａ〜１０Ｅ  ベースプレート
１１、４１、５１  十字孔
３０、３０’、３０Ａ  歪検出体
３０Ｘ、３０Ｙ、３０Ａ〜３０Ｄ、３０Ｘ１、３０Ｘ２、３０Ｙ１、３０Ｙ２、３０Ｘ’、３０Ｙ’、３０ＸＡ、３０ＹＡ  歪検出板
３１Ｘ、３１Ｙ  切り込み
３２Ｘ１〜３２Ｘ４、３２Ｙ１〜３２Ｙ４、３２Ａ  歪ゲージ
３５Ｘ、３５Ｙ、４２  凹部
３６  歪検出カード
４０  カバー
５０  フラットケーブル
６０、６０Ａ  スティック
【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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