(57)【要約】【課題】  本発明では、予め特定の指定領域を必要とせずに、操作者が意識的にポインタの移動量を調整することができ、適宜異なる入力環境に対して単一のデバイスで対応可能な入力装置を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明の入力装置は、該入力装置の平面上の移動量を検出する第一の検出手段と、該入力装置に加えた圧力を平面上の移動量として検出する第二の検出手段とを有し、該入力装置に圧力が加わると該入力装置の動きが制限される。【選択図】  図２
2005148902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力装置において、
該入力装置の平面上の移動量を検出する第一の検出手段と、
該入力装置に加えた圧力を平面上の移動量として検出する第二の検出手段と、
を有することを特徴とする入力装置。
【請求項２】
該入力装置に圧力を加えたとき、
該入力装置の移動量を検出する手段を該第一の手段から該第二の検出手段に切り替えるスイッチを
有することを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
【請求項３】
該入力装置に圧力が加わると該圧力検出部が入力装置の動きを制限することを特徴とした請求項１に記載の入力装置。
【請求項４】
該圧力検出部において検出した圧力を入力装置の移動量に変換し電子機器へ入力する圧力値変換部と
を有することを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
【請求項５】
入力装置を用いて操作する電子機器において、
該入力装置は、該入力装置の平面上の移動量を検出する第一の検出手段と、
該入力装置に加えた圧力を平面上の移動量として検出する第二の検出手段と、
を有することを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、限られたの空間内で位置を指定する入力装置、特にコンピュータの画面内のポインタを移動させる手段としての入力装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータを操作するのに、コンピュータの画面上にポインタ等を表示し、そのポインタ等をポインティングデバイス等の入力装置によって動かし操作する機会が増えてきている。
【０００３】
入力装置としてマウスを用いることが多く、他にもトラックボールやスティック等の入力装置も用いられる。
【０００４】
マウスはデバイス自体の変位をマウスの底面に配置されているボールによって検出し、ポインタの移動量に変換する入力装置である。画面上のポインタは、マウスの動きに合わせて移動し、これを操ることによってコンピュータを操作する。マウス底面にボールではなく発光器と受光器の光学素子を持ち、光学的に移動方向や移動速度を検出する光学式マウスや、コンピュータとの接続にケーブルではなく赤外線や電波を使うワイヤレスマウスなどもある。
【０００５】
またトラックボール、スティック等の入力装置も使用されており、これらはそれぞれ操作子の回転や入力圧力を検出してポインタの移動量に変換して操作する。
【０００６】
マウスを利用した入力ではマウス自身を移動させてポインタを操作するため、入力と出力を対応させやすい。反面、マウスの移動に広い操作空間を必要とするため、携帯型のコンピュータを膝上に載せて使用する場合など操作空間が限定される状況では、ポインティングデバイスとしての実用性が著しく低下する。
【０００７】
操作空間の端までデバイスが到達してもポインタの移動量が足らない場合には、デバイスを持ち上げて移動が検出されない状態にしたうえで操作空間内に戻し、入力を再開するという、特殊な操作を要求する。
【０００８】
トラックボールやスティックでは、操作子への入力方法は物体の空間内での移動ではなく、回転や圧力である。このため操作に必要な空間は極小で済むが、操作者は入力と出力を結びつけるためのイメージの変換が必要であり、意図通りの入力を行うためには一定の習熟を要する。
【０００９】
いずれも各入力装置に固有の特徴であり、それぞれの利点を活用または問題点を回避するには、使用するデバイスを変更するほかに手段がなかった。
【００１０】
そこで入力装置を操作するスペースが十分確保できない場所において使用することができるマウスとして以下のものが存在する。
【特許文献１】特開平１０−２２８３４８号公報  これは、マウスの移動量を検出し、画面上のポインタを操作する第一の入力手段を有する。
【００１１】
そして、マウスの４端にマウスパッドセンサがあり、マウスがあらかじめ定めた指定領域から外れると、低速移動信号を発生して第二の入力手段に切り替え、一定の速度でポインタを画面上で移動させるものである。
【００１２】
移動量の検出をしてポインタを操作することに加え、他の入力手段としてポインタを一定の速度で移動させてポインタを操作することができる。
【００１３】
これによりマウスを持ち上げて空中で反対方向に動かして再びマウスパッドや机上等の上に下ろすという動作をはさむ必要がなく、机上の小さなスペースで使用することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかし、上記特許文献１に記載のマウスは、あらかじめマウスが操作できる領域を指定する必要があり、指定領域外での操作は、一定速度または別途指定された加速度運動になる。このためポインタの移動距離は、マウスを指定領域から逸脱させる時間によってのみ調整することとなり、さらに加速度を考慮して調整を行わなければならない場合は、任意の場所にポインタを誘導することは容易ではなく、自然な操作感とは言い難い。
【００１５】
本発明では、予め特定の指定領域を必要とせずに、操作者が意識的にポインタの移動量を調整することができ、適宜異なる入力環境に対して単一のデバイスで対応可能な入力装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明の入力装置は、該入力装置の平面上の移動量を検出する第一の検出手段と、該入力装置に加えた圧力を平面上の移動量として検出する第二の検出手段とを有することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の入力装置は、該入力装置に加えた圧力を平面上の移動量として検出する圧力検出部を有し、該圧力検出部が該入力装置内部に配置されていること特徴とする。
【００１８】
また、本発明の入力装置は、該入力装置に圧力を加えたとき、検出手段を該入力装置に加えた圧力を平面上の移動量として検出する該第二の検出手段に切り替えるスイッチを
有することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の入力装置は、該入力装置に圧力が加わると該圧力検出部が入力装置の動きを制限することを特徴とする。
【００２０】
さらに、本発明の電子機器は、入力装置を用いて操作する電子機器において、該入力装置は、該入力装置の平面上の移動量を検出する第一の検出手段と、該入力装置に加えた圧力を平面上の移動量として検出する第二の検出手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、入力装置自体の移動量をポインタの移動量に変換する第１の入力手段と、入力装置に加える圧力をポインタの移動量に変換する等の第２の入力手段の２種類の入力手段を併載し、かつそれらを容易に切り替えさせることによって、単一のデバイスで異なる使用環境や操作者の能力、嗜好に適応することができ、操作性の向上が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
まず図１は、本発明に係る入力装置の外観を示す斜視図である。
【００２３】
ここでは、入力装置としてマウスを例として取り上げる。
【００２４】
１はマウスの本体部、２はコンピュータと接続するケーブル、３はマウス上部を覆う外殻、４は本体部１と外殻３を連結する可動支持部、８はコンピュータ入力を行うボタンであり、左右２つのボタンが配置されている。
【００２５】
本発明のマウスは既存のマウスと同様に、操作者の手のひらに収まる大きさである。クリックするボタンの数も限定されるものではなく、また可動支持部４がマウス外部から可視的に配置してあるように図１に示したが、特に外部から可視的であるように配置されてある必要はない。
【００２６】
図２はマウス自体の位置変化をポインタの移動量に変換する第１の入力手段が有効である場合の本発明に係るマウスの側面断面図である。
【００２７】
本体部１には、回転自在のボール６およびボール６の回転を検出するエンコーダ７が備えられている。
【００２８】
マウスの移動はボール６の回転としてエンコーダ７で検出され、処理回路９においてポインタ移動の信号に変換される。処理回路９は、これらの信号をケーブル２を通してコンピュータに送信しポインタの移動を操作する。ここでエンコーダ７は、ボール６の平面内の移動を検出するためにX軸、Y軸の２軸分配置してある（図２にはX軸方向を検出するエンコーダ７のみ図示している）。ここでX、Y、Z軸は図中に示す方向として定義し、X軸方向はマウスが前進する方向、Y軸方向は紙面奥方向、Z軸方向は重力方向であるとする。
【００２９】
ボタン８も操作者がボタンをクリックするとその信号が処理回路９に送られ、ケーブル２を通してコンピュータに送信される。
【００３０】
外殻３の背面には、圧力検出変換部１０と入力切替検出スイッチ１２が配置され、圧力検出変換部１０の表面には摩擦材１１が設けられている。
【００３１】
そして操作者が掌または指を置く部分の外殻３は本体部１と、可動支持部４及び弾性を有する支持部５によって連結されている。
【００３２】
この圧力検出変換部１０は従来の入力装置であるスティック等と同様の構成であり、エンコーダ７での検出と同じ平面内の移動量に変換するため、外殻３に掛かる圧力をX軸、Y軸の２軸方向に分解して検出し、それぞれの圧力を電気抵抗の変化に変換する。電気抵抗の変化に変換された信号は、処理回路9に送られ、処理回路９は、これらの信号をポインタの移動量に変換して、ケーブル２を通してコンピュータに送信しポインタの移動を操作する。
【００３３】
入力切替検出スイッチ１２はオフ状態では、ボール６の回転による入力手段によってポインタの操作を行う第１の入力手段に切り替わっていることを処理回路９に通知する。入力切替検出スイッチ１２はオン状態では、圧力検出変換部１０による入力手段によってポインタの操作を行う第２の入力手段に切り替わっていることを処理回路９に通知する。
【００３４】
操作者が外殻３に力を加えない場合、外殻３は、摩擦材１１とボール６の間に間隙が保たれる。そのためボール６の回転は自由であり、圧力検出変換部１０には何ら入力はなく、ボール６の回転をポインタの移動量に変換する第１の入力手段が有効になっている。操作者は本発明のマウス自体を移動させることにより、既存のマウスと同様のポインティングデバイスとして利用できる。このとき、入力切替検出スイッチ１２はオフ状態になっている。
【００３５】
図３はマウスに加える圧力をポインタの移動量に変換する第２の入力手段が有効である場合の本発明に係るマウスの側面断面図である。
【００３６】
操作者が掌または指から外殻３に対してZ軸方向に力Fzを加えFzが支持部５の弾性力より大きい場合、可動支持部４を支軸として外殻３が押し下げられ、支持部５は縮み、外殻３背面に配置されている摩擦材１１がボール６に接触し、入力切替検出スイッチ１２がオン状態になる。
【００３７】
この状態では、ボール６の回転は摩擦材１１および接触面１３（マウスパッド、机等の固定面）との摩擦によって制限されるため、エンコーダ７での回転検出はなくなる。また、ボール６が回転できないことによりマウス自体の移動も制限され、位置が固定される。
【００３８】
圧力検出変換部１０は操作者が加える圧力をX軸、Y軸の２軸方向に分解して検出し、外殻３に掛かる圧力を電気抵抗の変化に変換し、さらにこれらの信号を処理回路９によってポインタの移動量に変換して、ケーブル２を通してコンピュータに送信し、ポインタの移動を操作する。
【００３９】
図４は摩擦材１１がボール６に接触している状態の拡大図である。
【００４０】
この状態でマウス本体を移動させようとする力Fxyを与えると、力Fxyは圧力検出変換部１０、摩擦材１１およびボール６を介して接触面１３との摩擦力となり、圧力検出変換部１０において抗力F’xyが働く。そのため、ボール６は回転せず、接触面１３とボール６との間にも摩擦力F’xyが働き、マウスの動きも固定される。なお、図４中において、便宜上、外殻３の輪郭を直線として示す。操作者が加える力FxyもY軸方向にのみ働いているように示しているが、X軸方向に有限の力が働いていてもよい。
【００４１】
操作者が加えた力Fxyは圧力検出変換部１０によってX軸、Y軸それぞれの入力の大きさに応じた電気抵抗に変換され、さらに処理回路９によってポインタの移動量に変換され、ケーブル２によりコンピュータに送信される。
【００４２】
操作者は本発明のデバイスに対し、外殻３を押し込んだうえで、ポインタを移動したい方向に力Fxyを加えることで、スティックと同様のポインティングデバイスとして利用できる。
【００４３】
マウス様のポインティングデバイスに復帰させる場合は、外殻３に対してZ軸方向に加えている力Fｚを緩める。このとき外殻３は支持部５の弾性によって定常位置に復帰し、それに伴ってボール６は摩擦材１１との接触から開放され、再び自由に回転できるようになり、マウス自体の移動に応じたボールの回転がエンコーダ７で検出される。
【００４４】
図５は本発明に係るマウスの要部回路ブロック図である。
【００４５】
処理回路９上に配置されている９１，９２はそれぞれエンコーダ７、圧力検出変換部１０からの信号をコンピュータ画面上でのポインタの移動量の信号に変換するポインタ移動量信号変換部である。９３はボタン８からの入力信号変換部である。
【００４６】
次に第１の入力手段が、ボール６を利用するものではなく、光源１４及び光学素子１５を利用してマウスの移動を検出するマウス（以下、光学式マウス）について説明する。
【００４７】
図６はマウスの移動量をポインタの移動量に変換する第１の入力手段が有効である場合の本発明に係る光学式マウスの側面断面図である。
【００４８】
本体部１は、光源１４をボール６の替わりに備えており、光源１４からの光を接触面１３に当てて、その反射光を光学素子１５によって検出し、処理回路９においてポインタ移動の信号に変換する。処理回路９は、これらの信号をケーブル２を通してコンピュータに送信し、ポインタの移動を操作する。ボタン８も操作者がボタンをクリックするとその信号が処理回路９に送られ、ケーブル２を通してコンピュータに送信される。ここで具体的に光源１４は発光ダイオード等である。
【００４９】
外殻３の背面には、圧力検出変換部１０と入力切替検出スイッチ１２が配置され、圧力検出変換部１０の表面には摩擦材１１が設けられている。
【００５０】
そして操作者が掌または指を置く部分の外殻３は本体部１と、可動支持部４及び弾性を有する支持部５によって連結されている。
【００５１】
この圧力検出変換部１０は従来の入力装置であるスティック等と同様の構成であり、エンコーダ７での検出と同じ平面内の移動量に変換するため、外殻３に掛かる力圧力をX軸、Y軸の２軸方向に分解して検出し、それぞれの圧力を電気抵抗の変化に変換する。電気抵抗の変化に変換された信号は、処理回路9に送られ、処理回路９は、これらの信号をポインタの移動量に変換して、ケーブル２を通してコンピュータに送信しポインタの移動を操作する。
【００５２】
入力切替検出スイッチ１２はオフ状態では、光源１４及び光学素子１５による光学式入力手段によってポインタの操作を行う第１の入力手段に切り替わっていることを処理回路９に通知する。入力切替検出スイッチ１２はオン状態では、圧力検出変換部１０による入力手段によってポインタの操作を行う第２の入力手段に切り替わっていることを処理回路９に通知する。
【００５３】
操作者が外殻３に力を加えない場合、外殻３は、摩擦材１１と接触面１３の間に間隙が保たれる。そのため圧力検出変換部１０には何ら入力はなく、光学的第１の入力手段が有効になっている。操作者は本発明のマウス自体を移動させることにより、既存の光学式マウスと同様のポインティングデバイスとして利用できる。このとき、入力切替検出スイッチ１２はオフ状態になっている。
【００５４】
図７は光学式マウスに加える圧力をポインタの移動量に変換する第２の入力手段が有効である場合の本発明に係る光学式マウスの側面断面図である。
【００５５】
操作者が掌または指から外殻３に対してZ軸方向に力Fzを加え、Fzが支持部５の弾性力より大きい場合、可動支持部４を支軸として外殻３が押し下げられ、支持部５は縮み、外殻３背面に配置されている摩擦材１１が接触面１３に接触し、入力切替検出スイッチ１２がオン状態になる。
【００５６】
この状態では、光学式マウスの動きは、摩擦材１１と接触面１３との摩擦によって制限されるため、光学素子１５による反射光の変化の検出はなくなる。
【００５７】
圧力検出変換部１０は操作者が加える圧力をX軸、Y軸の２軸方向に分解して検出し、外殻３に掛かる圧力を電気抵抗の変化に変換し、さらにこれらの信号を処理回路９によってポインタの移動量に変換して、ケーブル２を通してコンピュータに送信し、ポインタの移動を操作する。
【００５８】
以上の構成によって、単一のデバイスをもって、例えば作業デスクではマウスとして、携帯時には掌上・膝上に固定してスティックとして使用する。また、マウスとして使用中に操作空間の端に達した場合、即時にスティックに切り替えて圧力での入力によってポインタの移動を継続する。あるいは共用端末の入力装置として使用し、初心者、熟練者、健常者又は障害者などの操作能力の差、使用者の嗜好の違いに対応するなどの用途に供することができる。
次に、以上述べた本発明の入力装置の実施形態の変形例、その他の技術的な拡張事項等を以下に列挙する。
【００５９】
上記実施形態では、マウスの入力手段において、コンピュータのポインタを操作するものであるが、コンピュータに限定される必要はなく、画面操作をする電子機器であればよい。
【００６０】
上記実施形態では、クリックボタンは２つに限定されるものではない。また特にホイール等を記載しなかったが、ホイール等のオプションを設けたものであってもよい。
【００６１】
上記実施形態では、コンピュータにマウスからの信号を送信するのにケーブル２を用いているが、マウスはケーブルを有する必要はなく、ワイヤレスタイプのマウスでもよい。      
【００６２】
上記実施形態では、支持部５の弾性力は一定である必要はなく、操作者の嗜好によって弾性力を調整可能であってもよい。
【００６３】
上記実施形態では、マウスは２種類の入力手段を有するが、入力手段の切り替えを制限する入力手段固定スイッチ等を配置してもよい。
【００６４】
上記実施形態では、入力切替検出スイッチ１３はオン状態でマウスに加える圧力をポインタの移動量に変換する手段に切り替わるが、操作者が入力手段が切り替わっていることを明確にするため視覚的、聴覚的に認識できる入力者確認部を設けてもよい。
【００６５】
上記実施形態では、マウスは、ポインタを操作する入力手段を２種類有するが、特に２種類の入力手段に限定されるものではなく、３種類以上の入力手段を有していてもよい。
【００６６】
次に、以上述べた入力装置の実施形態から抽出される技術的思想を請求項の記載形式に準じて付記として列挙する。本発明に係る技術的思想は上位概念から下位概念まで、様々なレベルやバリエーションにより把握できるものであり、以下の付記に本発明が限定されるものではない。
【００６７】
（付記１）  入力装置において、
該入力装置の平面上の移動量を検出する第一の検出手段と、
該入力装置に加えた圧力を平面上の移動量として検出する第二の検出手段と、
を有することを特徴とする入力装置。
【００６８】
（付記２）  該入力装置に圧力を加えたとき、
該入力装置の移動量を検出する手段を該第一の手段から該第二の検出手段に切り替えるスイッチを
有することを特徴とする付記１に記載の入力装置。
【００６９】
（付記３）  該入力装置に圧力が加わると該圧力検出部が入力装置の動きを制限することを特徴とした付記１に記載の入力装置。
【００７０】
（付記４）  該圧力検出部において検出した圧力を入力装置の移動量に変換し電子機器へ入力する圧力値変換部と
を有することを特徴とする付記１に記載の入力装置。
【００７１】
（付記５）  入力装置底面に配置されたボールと該ボールの回転を検出するエンコーダによって入力装置の平面上の移動量を検出することを
特徴とする付記１乃至付記４の何れか一つに記載の入力装置。
【００７２】
（付記６）  入力装置底面に配置された光源と該光源から発生する光を検出する光学素子によって入力装置の移動量を検出することを
特徴とする付記１乃至付記４の何れか一つに記載の入力装置。
【００７３】
（付記７）  入力装置に圧力を加えると、
該圧力検出部が該ボールと接触し、入力装置の動きを制限することを特徴とする付記６に記載の入力装置。
【００７４】
（付記８）  入力装置に圧力を加えると、
該圧力検出部が入力装置を操作する操作面と接触し、入力装置の動きを制限することを特徴とする付記７に記載の入力装置。
【００７５】
（付記９）  該圧力検出部において、該ボールと接触する面が摩擦材で覆われていることを特徴とする付記８に記載の入力装置。
【００７６】
（付記１０）  該圧力検出部において、該操作面と接触する面が摩擦材で覆われていることを特徴とする付記９に記載の入力装置。
【００７７】
（付記１１）  入力装置を用いて操作する電子機器において、
該入力装置は、該入力装置の平面上の移動量を検出する第一の検出手段と、
該入力装置に加えた圧力を平面上の移動量として検出する第二の検出手段と、
を有することを特徴とする電子機器。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明に係るマウスの外観斜視図
【図２】本発明に係るマウスの側面断面図
【図３】本発明に係るマウスの側面断面図
【図４】摩擦材１１がボール６に接触している状態の拡大図
【図５】本発明に係るマウスの要部回路ブロック図
【図６】光学式マウスの側面断面図
【図７】光学式マウスの側面断面図
【符号の説明】
【００７９】
１…本体部
２…ケーブル
３…外殻
４…可動支持部
５…支持部
６…ボール
７…エンコーダ
８…ボタン
９…処理回路
１０…圧力検出変換部
１１…摩擦材
１２…入力切替検出スイッチ
１３…接触面
１４…光源
１５…光学素子
９１…ポインタ移動量信号変換部
９２…ポインタ移動量信号変換部
９３…入力信号変換部
【図１】
2005148902.tif 000003
【図２】
2005148902.tif 000004
【図３】
2005148902.tif 000005
【図４】
2005148902.tif 000006
【図５】
2005148902.tif 000007
【図６】
2005148902.tif 000008
【図７】
2005148902.tif 000009