(57)【要約】【課題】本発明は光学的ペンタイプのポインティング装置に関するものである。【解決手段】本発明は、光を平面に照射し平面のイメージを検出して、以前のイメージと現在のイメージの差を分析して動く方向との距離を検出するペンタイプの光学ポインティング装置において、下部が中心軸にますます集められて、末端部に開口部を有するケース；前記ケース内部の開口部の近傍に装着され、前記ポインティング装置が用いられる傾き角度の範囲内で前記ポインティング装置が移動する平面に対する照射角度が１５°ないし６０°になるように設けられる照明装置を含むことを特徴とする。  以上のような本発明のペンタイプのポインティング装置を用いれば、既存の光学マウスで用いられる照明角度を維持しながら、機構の先端を小さく作り、既存の筆記具のような大きさのペンタイプのポインティング装置を提供することが可能になる。【選択図】図４
2006127526.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を平面に照射し平面のイメージを検出して、以前のイメージと現在のイメージの差を分析して動く方向及び距離を検出するペンタイプの光学ポインティング装置において、
下部が中心軸にますます集められ、末端部に開口部を有するケース；
前記ケース内部の開口部の近傍に、使用時の傾く方向側に装着され、前記ポインティング装置の垂直軸に対して１５°ないし６０°の照射角度を有するように設けられる照明装置を含むことを特徴とするペンタイプの光学ポインティング装置。
【請求項２】
第１項において、
前記開口部には、前記平面との接触部位に凸状の透明ケースが付けられたことを特徴とするペンタイプの光学ポインティング装置。
【請求項３】
第２項において、
前記透明ケースは、プラスチック材質であることを特徴とするペンタイプの光学ポインティング装置。
【請求項４】
第２項において、
前記透明ケースは、ガラス材質であることを特徴とするペンタイプの光学ポインティング装置。
【請求項５】
第１項において、
前記照明装置は、チップＬＥＤであることを特徴とするペンタイプの光学ポインティング装置。
【請求項６】
第１項において、
前記照明装置は、照明をガイドするガイド管を含むことを特徴とするペンタイプの光学ポインティング装置。
【請求項７】
第１項において、
前記照明装置は、照明をガイドする光ファイバーを含むことを特徴とするペンタイプの光学ポインティング装置。
【請求項８】
光を平面に照射し平面のイメージを検出して、以前のイメージと現在のイメージの差を分析して動く方向と距離を検出するペンタイプの光学ポインティング装置において、
下部が中心軸にますます集められ、末端部に開口部を有するケース；
ティップポイントであって、前記ティップポイントの使用時の傾く方向側の開口部を通して突出され、前記ティップポイントの末端部の下端が前記平面に接触されて前記ティップポイントはティップポイントの中心軸に対して１５°ないし６０°の角度で、使用時の傾く方向の反対方向側に照明を照射することを特徴とするペンタイプの光学ポインティング装置。
【請求項９】
第８項において、
前記ティップポイントは、内部にチップＬＥＤを装着したことを特徴とするペンタイプの光学ポインティング装置。
【請求項１０】
第８項において、
前記ティップポイントは、内部の光ファイバーを通して照明を照射することを特徴とするペンタイプの光学ポインティング装置。
【請求項１１】
第９項において、
前記ティップポイントは、光ガイドからなることを特徴とするペンタイプの光学ポインティング装置。
【請求項１２】
第１１項において、
前記光ガイドは、光ガイド管の中心軸に対して１５°ないし３０°角度の反射径を有することを特徴とするペンタイプの光学ポインティング装置。
【請求項１３】
第１項記載のペンタイプの光学ポインティング装置を用いる移動通信端末機。
【請求項１４】
第１３項において、
前記ポインティング装置は、前記移動通信端末機のアンテナの位置に設けられる移動通信端末機。
【請求項１５】
第１３項において、
前記ポインティング装置は、ヒンジによって移動通信端末機の本体と連結される移動通信端末機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学的ペンタイプのポインティング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ペンタイプのマウスを含んだ多様な光学的ポインティング装置では、ＬＥＤ照明により紙面を照射し、紙面の形態をレンズを通してイメージに受け入れ、このイメージをプロセッシングして動いた方向及び距離を検出する。
【０００３】
ここで、白紙面であるとか微細な凸凹がある物体上では、前記ＬＥＤ照明を紙面に対して２０°程で照射した場合に、微細な凸凹に対する陰影が生じて、より区分されるイメージのパタンを通して正確なマウスの動作状態を検出することができるので、紙面に照射される光は紙面と約２０°前後の角度になるとき、光マウスセンサーに入力される紙面のイメージは最適の状態になりマウスは最適の感度を有するようになる。
【０００４】
ところで、図１(A)で示されているとおり、従来のティップポイントを用いたペンタイプのマウス(ティップポイント(１４０)は直径１．５ｃｍ程)では、ペンタイプのマウスを垂直に対して約３０°〜４０°程傾くように用いる一般的な場合を考えて見るとき、ＬＥＤ照明(１４１)の照射方向と垂直軸との角度(１４２)は前記最適の紙面に対する照射角度である２０°程を達するにはあまりにも小さい。また、紙面代わりに手の平で用いる場合のように、ほぼ垂直で立てて用いる場合には、前記照射角度が非常に大きくて感度がよほど悪化されるようになる。
【０００５】
このような問題点を解決するためには、図１(B)で示されているとおり、角度(１４３)を広げて約３５°になるようにし、通常的に約３０°〜４０°程傾けて用いる場合にＬＥＤの紙面に対する照射角度を最適の角度である２０°程にし、垂直で立てて用いる場合にも、どのくらいは十分な照射角度を確保することもできるが、このようにすると、図１(B)でよく示されているとおり、ペンの厚みが非常に大きくならなければならないから用いることが不便である。
【０００６】
さらに、図２は、従来の技術のティップポイントが装着されたペンタイプのマウスを傾けて用いる場合に、紙面(検出領域)と光マウスセンサーとの間の距離変化(１５５)を見せてくれる。ここで、(１５１)は光学マウスセンサーであり、(１５２)は光学レンズであり、(１５３)は光学的イメージの経路中心軸とチップポイント中心軸との距離であり、角度(１５６)はポインティング機能時、中心軸と紙面との間の角度を示した。ここで、使用時の傾く角度を２５°といい、距離(１５３)は機構設計上、約１．５ｍｍの間隙であるといえば、距離の差(１５５)は１．５ｍｍХｔａｎ(２５°)＝０．７ｍｍになる程で非常に大きくてレンズ(１５２)を通して入力されるイメージの歪曲がひどくてポインティングの感度に悪化をもたらすようになる。
【０００７】
そして、従来の技術のティップポイント方式のペンタイプのマウスでは、ティップポイントの長さくらい光の量が減殺される短所も有している。
【０００８】
以上のように、従来の技術の短所を補完するために、他の従来の技術では図３で示されているとおり、既存のペンタイプのマウスで用いられているティップポイントの装着位置に光ガイドを装着している。このとき、図３(A)で(１８０)は光ガイドの末端部分での光の経路(水平方向)を示し、図３(B)はペンタイプのマウスの使用時の２５°で傾いた形態での照明の照射角度(１８１)を見せてくれる。
【０００９】
しかし、このような従来の技術では、図３(B)で示されているとおり、傾いた状態で使用時には、最適の照射角度に用いることが可能であるが、図３(A)のように垂直で用いる場合には、紙面と垂直状態での光の照射角度は紙面とほぼ平行になって感度が非常に悪化されるようになる。従って、図３の構造では、ペンタイプのマウスの使用時の傾く角度によりポインティング動作の感度がめっきり落ちる短所を有することができる。もちろん、光ガイド代わりにティップポイントの側面にチップＬＥＤを設ける場合も同じである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
以上のような従来のペンタイプのポインティング装置の短所を勘案して、本発明ではペンの厚みを細くしながらも多様な使用角度に沿って感度の変化が少なく、通常の使用角度では最適の感度を達することができるペンタイプのポインティング装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、光を平面に照射し平面のイメージを検出して、以前のイメージと現在のイメージの差を分析して動く方向との距離を検出するペンタイプの光学ポインティング装置において、下部が中心軸にますます集められて、末端部に開口部を有するケース；前記ケース内部の開口部の近傍に装着され、前記ポインティング装置が用いられる傾き角度の範囲内で前記ポインティング装置が移動する平面に対する照射角度が１５°ないし６０°になるように設けられる照明装置を含むことを特徴とする。
【００１２】
以上のような本発明のペンタイプのポインティング装置を用いれば、既存の光学マウスで用いられる照明角度を維持しながら、機構の先端を小さく作り、既存の筆記具のような大きさのペンタイプのポインティング装置を提供することが可能になる。
【発明の効果】
【００１３】
以上のような本発明のペンタイプのポインティング装置を用いると、既存の光学マウスで用いられる照明角度を維持しながら、機構の先端を小さく作り、既存の筆記具のような大きさのペンタイプのポインティング装置を提供することが可能であるようになる。
【００１４】
さらに、本発明はポインティング装置の機構の先端にティップポイントを用いなく、ポインティングの検出領域と照明との距離を最小化することにより、ポインティングの感度が優れたペンタイプのポインティング装置を提供することができる。
【００１５】
そして、ペンタイプのマウスの動作時、紙面に接触される機構の先端部に円状の透明な機構物を装着してティップポイントを用いるものより、マウス動作時、柔らかな触感を有するようになって、機構内部に入ることができる埃とか異物などを防止することができる。
【００１６】
さらに、ペンタイプのマウスで光ガイドが照明の伝達機能及びティップポイントの機能を有するように構成し、ポインティング作業時、検出領域(装置の底、紙面など)に２０°前後の斜めな照明角度を提供して高いポインティング感度を有するポインティング装置を提供することができる。
【００１７】
そして、ティップポイントを用いなく、ポインティングの検出領域と照明装置との距離を最小化して光の効率を最大化するための方法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】
【００１８】
以下、図４(A)、(B)を参考にして本発明の第１の実施例を説明する。
【００１９】
(１１０)はマウスのケースであり、外径(１１５)は７．４ｍｍであり、内径(１１４)は６ｍｍに設計されているところのように、既存のペンタイプのマウス(外形直径１７ｍｍ〜２１ｍｍ)に比べて大きさが非常に縮小されていることがわかる。光マウスセンサー(１１１)は薄いフレキシブル(ｆｌｅｘｉｂｌｅ)ＰＣＢ上に光マウスセンサーの半導体ウェーハ形態を付けたものであって、(１１２)は光学レンズであり、(１１３)は０．６ｍｍの厚みを有するチップＬＥＤである。
【００２０】
図４(A)の実施例では、ペンタイプのマウスの垂直軸とチップＬＥＤ(１１３)の照射方向との間の角度(１２０)は３５°程であり、従ってマウス検出紙面の水平軸との角度は５５°(９０°−３５°)になる。従って、ほぼ垂直に用いる場合にもどのくらい満足するに値する紙面(水平面)に対する照射角度を確保することができる。
【００２１】
図４(B)はペンタイプのマウスを傾けて用いる場合の照明角度の例を見せてくれる。ペンタイプのマウスを傾けて用いる角度(１２１)は普通２５°〜４０°程であるが、このとき、紙面の水平軸に対するチップＬＥＤ(１１３)の照明角度(１２２)は(９０°−角度(１２０)−角度(１２１))により計算されて３０°〜１５°をなすようになり、一般的マウスで用いられる最適の照明角度である２０°前後の照明角度を実現することができる。
【００２２】
一方、ペンタイプのマウスの機構具現において、機構の垂直軸とＬＥＤ(１１３)の照明方向との間の角度(１２０)を１５°ないし６０°になるように具現することが可能であるが、機構の先端のデザインを考慮すると、５０°以上は好ましくなく、角度によるペンタイプのマウスの感度と機構の先端のデザインを勘案すると、角度(１２)は３０°〜５０°程が好ましい具現角度であるといえる。
【００２３】
一方、図４(A)、(B)での本発明の場合には、ペンタイプのマウスの末端部が開放されていて、埃などの異物が入ることができるし、特に、滑っこくない紙面に接触しながらペンタイプのマウスを移動させるとき、やんわりと移動しなくてかかる現象が生ずることができる。このような短所を補完するために、図５の本発明の第２の実施例では、ペンタイプのマウスの先端に透明材質(透明プラスチック、透明ガラスなど)で円く形成された機構形態を付ける。機構の先端(１３０)は直接紙面またはポインティング検出領域に接触し、透明材質で円く形成されてポインティング作業時、傾いた状態に構わずに接触面にやんわりと滑るようになる。
【００２４】
さらに、図２を通して説明したとおり、従来の技術ではペンタイプのマウスを使用時の傾く角度により紙面またはポインティング検出領域と光学イメージとの間の距離が非常に変わるようになって感度の悪化をもたらすのに、図５による本発明では距離変化(１３１)は機構の先端(１３０)が直径４ｍｍ(半径２ｍｍ)の円形の一部分であり、ペンタイプのマウスの使用時の傾いた角度が２５°であるといえば、２ｍｍ/ｃｏｓｉｎｅ(２５°)−２ｍｍ＝０．２１ｍｍの距離の差を有するようになるので、従来の技術(０．７ｍｍ)に比べて非常に少なくなる。従って、図５のようなペンタイプのマウスを用いると、ペンタイプのマウスの使用時の傾く角度に構わずに、より安定的なポインティングの感度を維持することができる。
【００２５】
一方、機構の先端(１３０)の円状の透明材質は、微細に検出領域のイメージが縮小される歪曲現象をもたらすが、一般的なポインティング作業ではほとんど影響を与えなく、必要に応じては光学マウスセンサーから出力される変位データの比率を調整し償えばよい。また、機構の先端(１３０)の透明材質は外側と内側の曲率形態をちょっと異にして歪曲イメージを補正する機能を備えるようにすることもできる。そして、このような歪曲現象は一般的なペンタイプのマウス装置(図２)で傾けて使用時の検出領域の歪曲よりはずっと小さく、これに対する歪曲補正時、変位データの比率を調整して正確なポインティング機能を具現することができる。
【００２６】
さらに、図４と図５のような本発明は、既存のティップポイント方式のペンタイプのマウスに比べて紙面のポインティング検出領域と照明装置との距離が短くなることにより、既存のマウスで用いられるＬＥＤの光量より少ないチップＬＥＤを用いるようにし、機構の先端の大きさを最小化することができる。そして、チップＬＥＤ代わりに、細い光ガイド(光を反射する反射材質で内部がコーティングされた細い管)を通して機構の先端で光が照射するようにすることもできる。
【００２７】
さて、本発明の第３の実施例を図６を参考にして説明する。
【００２８】
図６(A)、(B)、(C)ではＬＥＤの照明を伝達する光ガイドをペンタイプのマウスの先端部に装着して紙面と接触されるように用いて、ティップポイントの役割も共にできるように考案された装置を示している。ここで、(１６０)は、機構外形ケースであり、(１６１)は、光学イメージセンサー、(１６２)は光学レンズ、(１６３)はＬＥＤ、(１６４)は光ガイドであり、ＬＥＤ(１６３)から入る光が一直線になるように先端は円状のレンズ特性を有し、末端には光を特定角度に反射されるように反射鏡(１６５)の役割ができるようにコーティングされている。(１６５)は光が伝達される光路の例を見せてくれ、(１６７)は光ガイド(１６４)の末端部の反射鏡(１６６)の角度を示している。角度(１８０)は使用時の機構装置が傾いた角度であり、(１６９)は紙面または検出領域に照射される照明の角度を示す。
【００２９】
図６(C)は光ガイドの末端部を拡大した図面である。(１７０)は光ガイドの内部に入るＬＥＤ光の経路を表示し、(１７１)は反射鏡(１６６)に反射されて紙面に照射する光を図示し、(１７２)は光ガイドの中心軸と反射鏡(１６６)の反射面がなしている角度を示している。使用時の傾いた機構の角度(１６８)が２５°であり、紙面に照射される光の角度(１７１)が最適の角度である２０°になるための反射鏡(１６６)と光ガイド中心軸との角度(１７２)は９０°−((角度(１７１)＋角度(１６８)＋９０°)/２)＝２２．５°の角度をなすようになる。また、機構が傾いて用いられる角度(１６８)が１０°から４０°である場合には、反射鏡の角度(１７２)は３０°〜１５°の間になると、検出紙面に２０°の角度で照明を照射することができるようになる。
【００３０】
一方、図６(A)から分かるところのように、ほぼ垂直で用いる場合にもどのくらい照射角度が確保され感度が悪化されていない。
【００３１】
そして、機構の大きさをより小さくするために、図６での光ガイド代わりにティップポイントの機能を有する機構物内にチップＬＥＤを付けられる方法も可能であり、ここでは、以上から説明した照明角度が出るようにチップＬＥＤとティップポイントの中心線との間の角度が１５°〜６０°になるようにチップＬＥＤを設置すればよい。
【００３２】
一方、以上の本発明では、チップＬＥＤまたは光ガイドを用いるが、光ファイバの利用も可能であることを易しく分かる。
【００３３】
また、図７では本発明から提案されたペンタイプのマウスを移動端末装置に活用した例を見せてくれる。
【００３４】
図７(A)では、ポインティング装置(２１１)はヒンジ(２１０)と連結され、折って広げることができる構造になっている。最近の移動端末の場合にはアンテナが突出しなくて移動端末の内部に内臓される場合も多いから、このような場合には折られないようにすることも可能である。
【００３５】
図７(B)では、ポインティング装置を用いて名前の最初の綴字だけを筆記するようにし、この名前を認識して携帯装置に内蔵された名前に対応する電話番号に電話をかけてくれることを図示している。もちろん、名前の全体を筆記し、全体を認識するようにすることも可能である。
【００３６】
さらに、本発明のポインティング装置は、移動端末のディスプレイに示された機能性アイコンの位置に、ポインティング位置を示すカーソルーを一致させた後、ポインティング装置を一定以上の力で押すとか、他のボタン装置によってアイコンを実行させるようにするポインティング装置にして用いることが可能であり、移動端末上のアーキードゲームなどのためのポインティング装置にも活用することができるなど、その応用範囲が非常に広い。
【００３７】
図８は、本発明のポインティング装置が備えられた移動端末のシステムブロック図を示している。(２１０)は移動端末に付けられた本発明のポインティング装置からなる入力部であり、ポインティング作業時、前、後、左、右の方向へのｘ、ｙ変位データを含むポインティングデータを制御部(２２０)へ送る。(２２０)は移動端末のＣＰＵを含む制御部であって入力部(２１０)から入力されるポインティングデータを用いて筆記文字を認識するとか画面上の位置を示すカーソルを動かすデータで活用するとか移動端末のゲーム上でのポインティング機能を有することができるようにデータを処理する。データの貯蔵部(２３０)はポインティングデータを応用する場合に要求されるデータを貯蔵する。(２４０)は移動端末の表面にある各種の作動ボタンに対するボタン入力部である。ボタンが押されたものは情報にして制御部(２２０)へ送られる。(２５０)は入力された文字を認識してどのような文字が入力されるかを表示するディスプレイ装置が含まれた出力部であり、(２６０)は移動端末本来の機能のためのデータ送受信のための通信部であり、(２７０)はデジタルカメラ及び外部機器と連結されることができるインターフェース装置が備えられている装置である。
【００３８】
以上では本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明は前記の実施例などに限定されるものでなく、本発明の要旨を脱しない範囲内で多様な改良及び変更、代替または付加して実施することができるものは当業者なら容易に理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】従来の技術によるペンタイプの光マウスを示す。
【図２】図１のペンタイプの光マウスで傾けて用いる場合を示す。
【図３】他の従来の技術によるペンタイプの光マウスを示す。
【図４】本発明の第１の実施例によるペンタイプの光マウスを示す。
【図５】本発明の第２の実施例によるペンタイプの光マウスを示す。
【図６】本発明の第３の実施例によるペンタイプの光マウスを示す。
【図７】本発明のペンタイプの光マウスを移動端末に設けて実行することを示す。
【図８】本発明のペンタイプの光マウスが適用される移動端末のシステム構成図を示す。
【図１】
2006127526.tif 000003
【図２】
2006127526.tif 000004
【図３】
2006127526.tif 000005
【図４】
2006127526.tif 000006
【図５】
2006127526.tif 000007
【図６】
2006127526.tif 000008
【図７】
2006127526.tif 000009
【図８】
2006127526.tif 000010