(57)【要約】【課題】各種電子機器の入力操作部として配設されるトラックボール装置に関し、表示部を注視すること無く、操作状態を認識できるものを提供する。【解決手段】操作部材となる球体３１を支持部材３２で回転自在に支持し、この支持部材３２の一端をカバー部材４１に回転自在に保持すると共に、他端に振動発生部４４を固定したものとし、振動発生部４４から得られる振動を球体３１に伝達させることにより、表示部５２を注視せずとも、操作者に対し球体３１を操作している指などから表示部５２内の状況を認識できるようにする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作者が直接触れて操作する操作部材と、上記操作部材に振動を伝える振動発生部とを備え、上記振動発生部からの振動が、上記操作部材を通じて操作者の指などに直接伝達される入力装置。
【請求項２】
操作者が指などで直接触れて操作する操作部材が球体からなるトラックボール式のものであって、上記球体を回転自在に支持する支持部材と、上記支持部材に取付けられた振動発生部と、上記球体の回転検出を行う検出部とを備え、上記振動発生部から発生された振動が上記支持部材を介して上記球体に伝達され、上記球体を通じて振動が操作者に伝達される請求項１記載の入力装置。
【請求項３】
支持部材と検出部とが一体構造となされた請求項２記載の入力装置。
【請求項４】
支持部材の一端が回転中心を備えた固定端、他端が回転動作を行う可動端となり、上記固定端と上記可動端の間に球体を配置すると共に、上記支持部材の可動端側に振動発生部が配置された請求項２記載の入力装置。
【請求項５】
振動発生部が、二つ以上の独立したものを配してある請求項１記載の入力装置。
【請求項６】
支持部材の可動端側にスイッチを有し、球体を押し下げることにより上記スイッチの状態切り換えを行うようにした請求項４記載の入力装置。
【請求項７】
球体の中心を含むほぼ水平面上に合わせて、またはその近傍位置に、支持部材の固定端における回転中心位置を設定した請求項４記載の入力装置。
【請求項８】
請求項１記載の入力装置における振動発生部などの制御を含み、各種機能部分を制御する制御部を有し、上記制御部で上記入力装置の入力操作に応じて上記各種機能部分の制御を行う電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種電子機器の入力操作部として配設されるトラックボール装置などに代表される入力装置およびこれを用いた電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
各種電子機器の入力手段として、表示画面上に配されたアイコンやメニュー項目に対し、搭載されている入力操作部を操作して選択する形態が好まれ、この入力操作部としてトラックボール装置などの入力装置を搭載した機器が増えている。
【０００３】
このような従来の電子機器としてパーソナルコンピュータを例として、図８〜１０を用いて説明する。
【０００４】
図８は従来のパーソナルコンピュータの外観斜視図であり、同図に示すように、このパーソナルコンピュータ１（以下パソコン１と記載する。）は、本体部２に対し、表示部３が開閉可能に構成されている。
【０００５】
そして、本体部２上面における表示部３に近接する上側位置の部分には、キーボード４が配され、その下側位置の部分に、入力装置としてのトラックボール装置５が配されている。
【０００６】
また、本体部２内には、表示部３、キーボード４、トラックボール装置５などを制御する制御部（図示せず）が配されている。
【０００７】
このパソコン１は、操作者がキーボード４やトラックボール装置５を操作することによって、所定信号を入力し、その入力された所定信号を制御部で処理して所定機能を作動させるように構成されている。
【０００８】
そして、このトラックボール装置５は、通常、表示部３内に表示されるカーソルまたはポインタの移動操作や、所望のアイコンまたはメニュー項目の選択時における座標位置入力などに使用され、本体部２から突出している樹脂製の球体６の上部を回転操作した際に、球体６の回転方向と回転量が制御部で検出され、その結果に応じてカーソルまたはポインタが移動させられると共に、球体６を垂直下方に押し下げると、上記カーソルまたはポインタにおける座標位置が決定されるような構成となっている。
【０００９】
次に、上記トラックボール装置５の構成について、図９の従来のトラックボール装置の上面図、図１０の同断面図を用いて説明する。
【００１０】
同図に示すように、上記トラックボール装置５の球体６は、円柱状の回転軸７，８に各々設けられた大径円柱状の主ローラー９，１０および補助ローラー１１で、下方側から回転可能に支持されている。
【００１１】
そして、１２は、上記各回転軸７と８を回転自在に軸支する軸受部１３，１４と１５，１６が上面側に突設された基体部で、上記軸受部１３，１４と１５，１６とは、回転軸７，８が、互いに直交となる配置関係になるように各々一対で形成されている。
【００１２】
そして、回転軸７は、軸受部１３，１４の間に主ローラー９を位置させるようにして、各々の軸受部１３，１４上に回転自在に載せられている。
【００１３】
また、回転軸８は、軸受部１５，１６の間に主ローラー１０を位置させるようにして、各々の軸受部１５，１６上に回転自在に載せられている。
【００１４】
そして、上記直交関係で配置された回転軸７，８において、互いに近接しない側となる回転軸７，８の一端部には、各々、所定の角度ピッチで開口部が設けられたコード板１７，１８が各々固設されていると共に、このコード板１７，１８を挟む各々の両側位置には、発光素子１９，２１と受光素子２０，２２とが基体部１２上に対向配置されている。
【００１５】
また、回転軸７，８の互いに近接する側となる回転軸７，８の各々の他端部は、捩りコイルばね２３によって球体６側に向けて付勢され、主ローラー９，１０は、常に球体６下面に弾接している。
【００１６】
また、基体部１２に設けられた回転可能な補助ローラー１１も、常に球体６下面に弾接している。
【００１７】
そして、２４は、円形の開口部２４Ａが設けられたカバー部材であり、この開口部２４Ａから球体６の上部を突出させるようにして、カバー部材２４は基体部１２の外周を覆い込み、その下端は、基体部１２が固定されている可動板２５に固定されている。
【００１８】
この可動板２５は、上下動可能に構成されており、可動板２５の下方に配された固定基板２６上には、押圧操作型のスイッチ２７と可動板２５を上方へ付勢するためのコイルばね２８が配設されている。
【００１９】
以上のように構成される従来のトラックボール装置５は、操作者が、カバー部材２４の開口部２４Ａから突出した球体６を所望の方向へ向けて回転操作すると、球体６の回転に応じて主ローラー９，１０がそれぞれ所定量回転、すなわち回転軸７，８を介してコード板１７，１８がそれぞれ所定量回転し、発光素子１９，２１からの光が、透過または非透過の状態を所定時間繰り返すようになる。
【００２０】
この透過光を受光素子２０，２２で受光し、その受光信号を本体部２内に配されている制御部に伝達し、制御部にて各コード板１７，１８の回転量などを検出する。
【００２１】
そして、制御部は、各回転軸７，８の回転量の検出信号を、球体６のＸ座標成分およびＹ座標成分とし、それに応じた制御、例えば、表示部３内に表示されているカーソルやポインタの座標移動を行う。
【００２２】
このとき、操作者は表示部３を見ながら、上記操作を繰り返して行うことにより、表示部３内に表示されているアイコンやメニュー項目上などにカーソルやポインタを移動させていき、所望のアイコンやメニュー項目上にカーソルまたはポインタを合わせ込み、続いて、操作者は、球体６を下方へ押し下げる操作を行う。
【００２３】
このとき、球体６への押し下げ操作力は、球体６、基体部１２を介して可動板２５に加わり、可動板２５は、コイルバネ２８の上方への付勢力に抗してコイルバネ２８を撓めつつ垂直下方に下がる。
【００２４】
このとき、可動板２５に固定されているカバー部材２４および球体６を含む基体部１２も、可動板２５の下方移動と共に全体的に水平状態を保ったまま下方に下がり、可動板２５の下方に配されたスイッチ２７が、可動板２５底面で押圧されてオン状態に切り換わり、このスイッチ信号を制御部で判別することにより、カーソルなどを重ね合わせた所望のアイコンやメニュー項目の選択確定やその機能の実行が行われる。
【００２５】
そして、上記押圧操作力を除くと、スイッチ２７の復元力およびコイルバネ２８の上方への付勢力で、可動板２５は元の上方位置まで押し上げられると共に、スイッチ２７がオフ状態である図１０に示す通常状態に戻るものであった。
【００２６】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１、特許文献２が知られている。
【００２７】
【特許文献１】
特開平４−４３号公報
【特許文献２】
実用新案登録第３０７８４８５号公報
【００２８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の電子機器の事例としたパソコン１は、常に表示部３やそこに表示されるカーソルまたはポインタの移動状態を視認する必要がある。
【００２９】
つまり、入力装置であるトラックボール装置５の球体６を回転操作して、所望のアイコンやメニュー項目にカーソルやポインタ位置を目視で合わせなければならず、上記操作時などにおける操作性改善が図れる入力装置を要望されるようになってきた。
【００３０】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、常時、表示部を見なくとも、操作中の状態が、明確に識別できる入力装置およびこれを用いた電子機器を提供することを目的とする。
【００３１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。
【００３２】
本発明の請求項１に記載の発明は、操作者が直接触れて操作する操作部材と、上記操作部材に振動を伝える振動発生部とを備え、上記振動発生部からの振動が、上記操作部材を通じて操作者の指などに直接伝達される入力装置としたものであり、操作している指などを当てている操作部材が振動するため、操作者は、当該振動を明確に触覚的に判別できるものにでき、この入力装置を電子機器に搭載した際に、上記電子機器の表示部内に表示された所望のアイコンやメニュー項目にカーソルまたはポインタ位置が合わさった時に、上記操作部材を振動させるようにすると、操作者は、表示部を注視せずとも、触覚で明確に操作状態が判別できるものが得られるという作用を有する。
【００３３】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、操作者が指などで直接触れて操作する操作部材が球体からなるトラックボール式のものであって、上記球体を回転自在に支持する支持部材と、上記支持部材に取付けられた振動発生部と、上記球体の回転検出を行う検出部とを備え、上記振動発生部から発生された振動が上記支持部材を介して上記球体に伝達され、上記球体を通じて振動が操作者に伝達されるものであり、上記球体の操作状態に合わせて上記振動発生部を振動させることによって、操作者は、球体を通じて操作中の指などから得られる振動で操作状態が識別でき、また、球体を支持している支持部材に振動発生部が取り付けられているため、球体には効率よく振動が伝達されるという作用を有する。
【００３４】
請求項３に記載の発明は、請求項２記載の発明において、支持部材と検出部とが一体構造となされたものであり、振動発生部からの振動は、支持部材を介して球体に伝達されると共に、これと同じ振動が、球体の回転状態を検出する検出部にも伝達されるようにできるため、上記球体と上記検出部が同期して振動し、上記振動による上記球体の微小な移動による誤検出が防止できるという作用を有する。
【００３５】
請求項４に記載の発明は、請求項２記載の発明において、支持部材の一端が回転中心を備えた固定端、他端が回転動作を行う可動端となり、上記固定端と上記可動端の間に球体を配置すると共に、上記支持部材の可動端側に振動発生部が配置されたものであり、上記支持部材において、固定端の回転中心を中心とし回転動作する可動端を設けたことによって、上記振動発生部からの振動が伝達されやすくなる。
【００３６】
また、可動端側に上記振動発生部を設け、上記球体を固定端と可動端の間に配置することによって、振動発生部からの振動の振幅は、支持部材に対して大きく作用するものにでき、球体にも大きい振幅の振動が伝達され易くなるという作用を有する。
【００３７】
請求項５に記載の発明は、請求項１記載の発明において、振動発生部が、二つ以上の独立したものを配してあるものであり、上記複数の振動発生部から独立した同じまたは異なる振動を発生させ、それらを合成させることによって、様々な振動パターンで球体を振動させるものにできるという作用を有する。
【００３８】
請求項６に記載の発明は、請求項４記載の発明において、支持部材の可動端側にスイッチを有し、球体を押し下げることにより上記スイッチの状態切り換えを行うようにしたものであり、上記支持部材は固定端の回転中心を中心に、所定角度で回転動作、すなわち揺動し、スイッチは固定端に対して球体よりも遠くに配設されているため、球体を押し下げてスイッチを作動させるために必要な球体への押し下げ力としては、スイッチ自身の操作力よりも大きい力が必要となり、上記球体の回転操作時にスイッチの状態が誤って切り換わることなどが防止できるという作用を有する。
【００３９】
また、上記作用によって、スイッチとしても小さい操作力で状態切り換えが可能なものを用いることができ、この場合には、スイッチに起因する上記振動発生部からの振動の吸収度合いが少なくでき、振動の減衰を低減できるという作用も有する。
【００４０】
請求項７に記載の発明は、請求項４記載の発明において、球体の中心を含むほぼ水平面上に合わせて、またはその近傍位置に、支持部材の固定端における回転中心位置を設定したものであり、上記支持部材の揺動時における上記球体の相対的な水平方向への移動量が小さくなるため、上記球体を突出させるカバー部材や上ケースなどに設ける開口部が小さいもので済むようにでき、上記開口部と上記球体との間の隙間が狭くできるために、上記隙間からのゴミなどの異物侵入も低減できるという作用を有する。
【００４１】
請求項８に記載の発明は、請求項１記載の入力装置における振動発生部などの制御を含み、各種機能部分を制御する制御部を有し、上記制御部で上記入力装置の入力操作に応じて上記各種機能部分の制御を行う電子機器であり、入力装置の操作部材を操作している指などに直接得られる振動で、操作者は操作状態が認識できるものとなるため、入力作業性の向上が図れる機器を実現することができるという作用を有する。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図７を用いて説明する。
【００４３】
（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態による入力装置としてのトラックボール装置の断面図、図２は同平面図、図３は同分解斜視図である。
【００４４】
これらの図において、３１は操作部材となる樹脂やガラスからなる球体で、球体３１は支持部材３２に固定された三つの支持球体３３によって、下方位置を等角度の三点で支持され、安定した状態で回転可能に載せられている。
【００４５】
また、支持部材３２には、上方に突出している一対の壁部３４が、互いに平行になるようにして一側部側に設けられている。
【００４６】
そして、この壁部３４の各々には、図１に示すように、断面視で球体３１の中心を含むほぼ水平面上の位置に合わせて側方に向けて突設された円柱状の回転中心軸３５が設けられている。
【００４７】
そして、３６は、支持部材３２を上面側に固定している基板であり、その裏面側には検出部３７が固定され、この支持部材３２と基板３６と検出部３７は一体構造として結合されている。
【００４８】
上記検出部３７は、球体３１に対して光を照射するためにＬＥＤや導光板が組み合わされて構成された発光部３８と、発光部３８から発せられた光における球体３１からの反射光を受光するＣ−ＭＯＳイメージセンサなどの受光部３９から構成されている。
【００４９】
なお、上記光の照射、反射、受光は、球体３１の下方部分に対応して設けられた基板３６の孔３６Ａと支持部材３２の底面に開けられた導光孔４０を通じて行われる。
【００５０】
そして、支持部材３２に設けられた一対の回転中心軸３５は、カバー部材４１の裏面から突出した係止部４２に設けられた円形の係止孔４３に回転自在に保持されている。
【００５１】
そして、支持部材３２には、一対の回転中心軸３５とは反対側の位置で、かつその回転中心軸３５どうし間の距離の中心位置を含む基板３６面に対する垂直仮想面に対し、互いに線対称状態で二つの独立した振動発生部４４が固定されている。
【００５２】
なお、振動発生部４４は、例えばモータや圧電素子などで構成され、一つのみを配設する場合には、上記垂直仮想面に合わせた位置に配することが好ましい。
【００５３】
また、二つの振動発生部４４の配設時にも上記配置以外であってもよく、より複数の振動発生部を配線するようにしてもよい。
【００５４】
そして、上記に説明したようにカバー部材４１に装着された支持部材３２は、図１に示すように、回転中心軸３５の位置が回転動作のみで上下動作しない固定端となり、振動発生部４４を配設してある側が、上記回転中心軸３５を中心に上下に回動動作する可動端となる。
【００５５】
すなわち、支持部材３２は、固定端を中心として可動端が上下に回動、言いかえると上下方向に揺動するような構成となっており、この動作に応じて支持部材３２に結合された振動発生部４４および基板３６も同期して揺動するものとなる。
【００５６】
そして、この固定端と可動端のほぼ中央位置に、上記球体３１が位置するように支持部材３２は基板３６に結合され、この支持部材３２によって球体３１は回転可能に支持されている。
【００５７】
そして、支持部材３２の可動端側に対応する基板３６の裏面には、押圧操作部分が下方に向くようにしてスイッチ４５が配され、その押圧操作部分に対応する位置に、下側の固定部材４６に設けられた突起４７が配設されている。
【００５８】
なお、上記球体３１やスイッチ４５においても、上記振動発生部４４の配置状態を説明した際に用いた垂直仮想面内に、球体３１の頂点部やスイッチ４５の押圧操作部分の中央位置を合わせるようにして配している。
【００５９】
上記配置とすると、支持部材３２に結合された基板３６の配置状態が安定化し、球体３１の操作時にも安定して操作できるものとなる。
【００６０】
このカバー部材４１と固定部材４６とは、側方支柱部４６Ａによって各々の部材の対向面が平行関係となるように配されており、両者が組合せられた状態では、突起４７は基板３６裏面に配設されたスイッチ４５の押圧操作部分に当接して、基板３６も上記カバー部材４１と固定部材４６の対向面と平行関係の水平状態を保つ位置で支持されている。
【００６１】
そして、支持部材３２の揺動時には、それに支持された球体３１や結合されている基板３６、上記基板３６に結合された検出部３７やスイッチ４５を含めて、支持部材３２と同期して揺動する。
【００６２】
なお、このスイッチ４５は、球体３１や支持部材３２、基板３６、振動発生部４４などを含む自重よりも大きく、かつ後述する振動発生部４４の振動の際に上記自重に対する慣性力を加えた力よりも大きい操作力で切り換え可能なものが用いられている。
【００６３】
そして、基板３６は、カバー部材４１の下面に設けられているストッパー４８で、上記水平状態を保つように上面側を位置規制されている。
【００６４】
なお、ストッパー４８において、基板３６との当接箇所に弾性体などが設けてあっても良い。
【００６５】
また、基板３６には、検出部３７、それぞれの振動発生部４４、スイッチ４５などと電気的に接続されている所定の配線部を有しているが、その図示や詳細な説明は省略する。
【００６６】
さらに、上記検出部３７、それぞれの振動発生部４４、スイッチ４５は、上記配線部を通じて、同じく図示していないマイクロコンピュータなどにより構成される制御部に接続され、制御されるようになっている。
【００６７】
そして、カバー部材４１には、球体３１に応じた位置に円形の開口部４９が設けられており、球体３１の上部は開口部４９から突出している。
【００６８】
以上のように構成される本発明の入力装置としてのトラックボール装置は、パーソナルコンピュータ（以下パソコンと記載する。）などの情報端末機器や通信端末機器、ＡＶ機器や音響機器ならびに家電機器における民生機器、更には車載用の機器などの全般の各種電子機器に搭載できるものである。
【００６９】
以下、上記トラックボール装置をパソコンに搭載した事例を用い、このトラックボール装置の動作を含めて説明する。
【００７０】
図４は、本実施の形態によるトラックボール装置を搭載したパソコンを示す外観斜視図である。
【００７１】
同図に示す５０が、本体部５１に対し、表示部５２が開閉可能に構成されたパソコンであり、本体部５１上面の表示部５２側に近接する上側位置の部分にキーボード５３を備えている。
【００７２】
そして、本実施の形態によるトラックボール装置５４は、上記本体部５１上面において下側位置となる中央部に配されており、トラックボール装置５４のカバー部材４１の開口部４９から突出した球体３１上部は、パソコン５０の本体部５１からも外方に突出している。
【００７３】
パソコン５０の表示部５２には、複数のアイコン６０と現在の座標位置を示すカーソル６１が表示されており、このカーソル６１を移動させて所望のアイコン６０を選択して実行することにより、所定機能が動作するようになっている。
【００７４】
そして、パソコン５０の本体部５１内には、表示部５２、キーボード５３、トラックボール装置５４などを制御する制御部５５が配されている。
【００７５】
次に、上記のように搭載されたトラックボール装置５４やパソコン５０の動作を説明する。
【００７６】
操作者が、パソコン５０の本体部５１から突出しているトラックボール装置５４の球体３１を回転操作すると、支持部材３２に等角度で配されている三つの支持球体３３で安定的に三点支持されている球体３１は、滑らかに回転する。
【００７７】
この時、制御部５５からの制御で、検出部３７の発光部３８からは常に球体３１に向けて光が照射されており、発せられた光は球体３１で反射され、受光部３９で受光されている。
【００７８】
球体３１は、一見、滑らかな球面であるが、微小的に見ると表面状態は均一ではないため、操作に伴って球体３１が回転すると、発光部３８から発せられた光における球体３１からの反射光の状態は変化し、受光部３９で受光される光の状態の変化が起こる。
【００７９】
この際、反射光の状態変化をより大きくするために、球体３１の表面状態を意図的に粗したり、模様を入れたりするようにしても良い。
【００８０】
受光部３９は、短い所定時間間隔で定期的に受光する光の状態を認識して、都度、その情報を制御部５５に伝達し、その情報から制御部５５は球体３１の回転方向と回転量を判別する。
【００８１】
なお、制御部５５は、パソコン５０の本体部５１の中に組み込まれている事例で説明しているが、トラックボール装置５４の中に組み込まれてあっても良いし、または他の機器内に配されて当該制御をするものであっても良い。
【００８２】
制御部５５で、球体３１の回転方向や回転量が判別されると、その結果に応じて制御部５５は所定信号を発生させて所定機能を作動させる、例えば、表示部５２内に表示されたカーソル６１を、上記判別結果に応じた方向および量で座標位置を移動させていく。
【００８３】
上述のように球体３１を回転操作することによって、操作者は、カーソル６１を移動させ、表示部５２上でカーソル６１の座標位置を所望のアイコン６０の座標位置と重なり合わせる。
【００８４】
このカーソル６１と所望のアイコン６０の位置が重なる際に、制御部５５から振動発生部４４へ所定信号が送られ、振動発生部４４は設定されている振動パターンで振動を発生させる。
【００８５】
この振動発生部４４で発生された振動は、振動発生部４４が支持部材３２に固定されているので、支持部材３２に伝わると共に支持部材３２の支持球体３３を介して球体３１に伝達され、球体３１に触れて操作している操作者の指などに直接、当該振動が伝わる。
【００８６】
このように、操作者は、指で操作している最中に、操作している部材である球体３１が振動するため、表示部５２内の状況を視認せずとも、上記振動によってカーソル６１と所望のアイコン６０の位置が合わさったことが、明確、かつ確実に確認できる。
【００８７】
なお、振動発生部４４を取り付けてある支持部材３２は、基板３６に固定されていると共に、この基板３６の裏面側に検出部３７が固定されて、これらの部材は一体構造となっているために、振動発生部４４で発生した振動は、球体３１へ伝達されるだけでなく、検出部３７へも同じ振動が伝達され、球体３１の状態を検出する検出部３７も球体３１と同期して振動するため、上記振動に起因する検出部３７での光の状態変化は少なく、検出精度も維持される。
【００８８】
また、上記に説明したように支持部材３２の回転中心軸３５は、カバー部材４１に設けた係止孔４３で回転自在に保持され、この部分は固定端となると共に、支持部材３２に固定された振動発生部４４側が可動端となり、この可動端側に対応する基板３６の位置は、下方からスイッチ４５を介して固定部材４６に設けられた突起４７で支えてあるだけなので、振動発生部４４で発生した振動は伝達され易く、かつ、振動発生部４４が上記可動端側に配置されているため、支持部材３２の回転中心軸３５を中心とした回転動作の慣性力を利用でき、振動の振幅が大きく作用するものにできる。
【００８９】
この振動発生時においても、スイッチ４５の状態が誤って切り換わらないように、スイッチ４５は、振動時における上記回転動作の完成力を含んだ力よりも大きい操作力のものが用いてある。
【００９０】
また、独立した二つ以上の振動発生部４４を備えたものであるため、様々な振動パターンを作り出すことができるようになる。
【００９１】
つまり、複数の振動発生部４４を同一タイミング、かつ同一同期で振動させると、複数の振動発生部４４からの振動は合成され（図５（ａ）参照）、大きい振幅の振動を容易に得られる。
【００９２】
また、この振動の合成という観点から、各々異なる周期の振動を発生させるものとしておけば、階段状に上下する振動（図５（ｂ）参照）なども容易に得ることができる。
【００９３】
なお、振動の合成時には、前述したように線対称位置で二つの振動発生部４４を配したものとすれば、振動の合成状態が容易に把握できるものとなる。
【００９４】
なお、振動の波形は、矩形状以外の円弧状や三角波状の振動であってもよく、これらの振動モードを合成させて所望の振動パターンを得るようにすればよく、球体３１に、この合成した振動が伝達される。
【００９５】
このようにカーソル６１がアイコン６０上に重なった際に、球体３１に触れて操作している指などから直接、球体３１の振動を得られる操作者は、当該振動を触感的に得た時点で、両者の位置が合わさっていることが、表示部５２を視認せずとも明確に認識することができる。
【００９６】
なお、上記トラックボール装置５４は、球体３１を、操作者が操作する操作部材とすると共に、その回転量などを検出部３７で検出するための非検出用部材として活用し、さらに振動を伝えるための部材としても共用化してある構成であるため、構成部材数が少なくて済み、操作者への振動の伝達も、指などを当てている操作部材から直接伝達されるものにでき、振動発生時に操作者が明確に認識できるものとなる。
【００９７】
そして、所望のアイコン６０に割り付けられた機能を実行しようとする際などには、図６の球体を押し下げた状態の断面図に示すように、操作者は、球体３１を押し下げ操作する。
【００９８】
この操作により、カバー部材４１に設けた係止孔４３に回転自在に保持された支持部材３２は、回転動作、つまり可動端側が下方に揺動する。
【００９９】
このとき、支持部材３２と一体化している、球体３１、支持部材３２、基板３６、検出部３７、振動発生部４４、スイッチ４５も、支持部材３２の回転中心軸３５を中心として支持部材３２と同様に揺動する。
【０１００】
これにより、スイッチ４５は、操作部分に対応して設けられた固定部材４６の突起４７に、スイッチ４５の操作力に反して押し付けられていき、スイッチ４５の状態が切り換わりオン状態になる。
【０１０１】
このときも、スイッチ４５は、上記振動発生部４４の配置状態を説明した際に用いた垂直仮想面内に、押圧操作部分の中央位置を合わせて配してあるため、可動端に対応する側の基板３６の捩れなども少なく押し下げ操作ができる。
【０１０２】
本実施の形態によるものでは、図１に示すように、回転中心となる回転中心軸３５から力点である球体３１の垂直中心線の位置と、上記球体３１の垂直中心線の位置から作用点であるスイッチ４５の位置がほぼ等間隔に設定されており、上記の距離関係としておけば、当該スイッチ４５の状態切り換えをするための球体３１の押し下げ力としては、スイッチ４５の通常使用時の約二倍の操作力で球体３１を押し下げた際に状態切り換えがなされるものにできる。
【０１０３】
すなわち、見掛け上で大きい押し下げ操作力が必要となるため、球体３１の回転操作時に、誤ってスイッチ４５をオンさせてしまうことも少なくできる。
【０１０４】
また、逆に、上記構成であれば、振動時の基板３６などの慣性力で状態が切り換わらないことが前提条件とはなるが、その中でも操作力の小さいスイッチ４５を用いると、スイッチ４５に起因する基板３６の上方への付勢力も小さいものにでき、当該部分での振動の吸収度合いが少なくでき、振動を効率よく使用できるものとなる。
【０１０５】
また、球体３１は、上記のように固定端と可動端の中央に配設されていると共に、支持部材３２の回転中心軸３５を球体３１の中心を含むほぼ水平面上に設けているため、球体３１の押し下げ動作をした際に、カバー部材４１の開口部４９の大きさも小さくすることができる。
【０１０６】
つまり、図７（ａ）に模式的に示すように、支持部材３２の回転中心軸３５を球体３１の下方位置に設定すると、球体３１の押し下げ操作時に、球体３１外周が開口部４９に対し所定角度をもって円形方向で移動するため、球体３１の水平方向への相対的な移動量が大きく、本実施の形態によるもののように、図７（ｂ）に示す回転中心軸３５を球体３１の中心を含むほぼ水平面上に設けた構成とすると、上記開口部４９に対する球体３１の円形移動時の侵入角度が小さくなる分、球体３１の水平方向への相対的な移動量が小さくでき、これによって開口部４９が小さく構成できるようになる。
【０１０７】
これにより、開口部４９と球体３１との隙間から、外部からのゴミなどの異物の侵入も低減することができる。
【０１０８】
なお、回転中心軸３５の設定位置は、球体３１の中心を含むほぼ水平面に近いほど、球体３１の押し下げ時の水平方向への相対的な移動量が小さくできるが、配設スペースに制限などがある場合、上記水平面における上下方向の近傍位置としても、ほぼ同様な効果が得られる。
【０１０９】
そして、上記スイッチ４５がオンした信号は制御部５５に伝達され、選択されているアイコン６０に割り付けられている動作が実行される。
【０１１０】
そして、球体３１の押し下げ操作力を除くと、スイッチ４５は自身の復帰力で元のオフ状態に戻ると共に、その際に基板３６も可動端側が持ち上げられて、図１に示す基板３６の水平状態に復帰する。
【０１１１】
この場合にも、支持部材３２は上記固定端と可動端の位置関係で設定されてあるため、スイッチ４５の自己復帰力は、大きく基板３６に作用するものとなる。
【０１１２】
以上のように本トラックボール装置５４は、球体３１を振動させて操作者に操作状態を伝達させることができるため、この振動機能を用いることによって、これを搭載した電子機器は利便性良く使用することができるものとなる。
【０１１３】
なお、以上の説明においては、カーソル６１をアイコン６０に重なり合う際に球体３１が振動して操作者に操作状態を把握させる例を説明したが、アイコン６０の外周部にカーソル６１が近接する時に振動を発生させて操作者に認識させるようにしても良い。
【０１１４】
また、表示部５２の外周枠の近傍にカーソル６１が近接した際に、球体３１を振動させ、操作範囲を規制するものとしてもよい。
【０１１５】
また、球体３１の左右方向への回転操作時だけのように、設定された操作方向のみに操作された場合に振動を発生させるようにしても、操作者は、振動を確認しつつ操作できるものにできるため、操作性の優れた機器にできる。
【０１１６】
また、割り付けられたアイコンやメニュー項目の各々で振動パターンを変えて触感的に把握可能としても良いし、球体３１の操作方向で振動パターンを変えても良い。
【０１１７】
このように本実施の形態によれば、操作者が、表示部５２上のアイコン６０やカーソル６１の動きを注視する必要がなく、操作している指などに得られる球体３１などの操作部材から得られる振動によって、表示部５２内の操作状態が識別できるものであるため、操作者の労力の低減と作業効率の向上を図ることができる。
【０１１８】
なお、上記にはトラックボール式のものを説明したが、指などを触れて操作するパッドなどの他の方式の入力装置であっても、その触れる部分が振動して操作者の指などに、直接、当該振動を伝達させて操作状態を把握させるものであっても、同様の効果が期待できる。
【０１１９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、常に表示部やそこに表示されているアイコンやカーソルなどに注視して操作する必要が無く、入力装置の操作部分、例えばトラックボール装置の球体からの振動によって、操作状態が認識できるものが得られ、操作者の労力の低減と作業効率の向上という有用な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の入力装置としてのトラックボール装置の断面図
【図２】同平面図
【図３】同分解斜視図
【図４】同トラックボール装置を搭載したパソコンを示す外観斜視図
【図５】（ａ）同トラックボール装置における振動状態を示す振動パターン図
（ｂ）同トラックボール装置における振動状態を示す振動パターン図
【図６】同トラックボール装置の球体を押し下げた状態を示す断面図
【図７】（ａ）同トラックボール装置の球体の押し下げ時の球体移動事例を模式的に示す図
（ｂ）同トラックボール装置の球体の押し下げ時の球体移動事例を模式的に示す図
【図８】従来のパーソナルコンピュータの外観斜視図
【図９】同パーソナルコンピュータに搭載された従来のトラックボール装置の上面図
【図１０】同トラックボール装置の断面図
【符号の説明】
３１  球体
３２  支持部材
３３  支持球体
３４  壁部
３５  回転中心軸
３６  基板
３６Ａ  孔
３７  検出部
３８  発光部
３９  受光部
４０  導光孔
４１  カバー部材
４２  係止部
４３  係止孔
４４  振動発生部
４５  スイッチ
４６  固定部材
４６Ａ  側方支柱部
４７  突起
４８  ストッパー
４９  開口部
５０  パソコン
５１  本体部
５２  表示部
５３  キーボード
５４  トラックボール装置
５５  制御部
６０  アイコン
６１  カーソル
【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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