(57)【要約】【課題】装備した装置の使用時における姿勢にかかわらず、操作性のよいトラックボール装置を得る。【解決手段】保持部材７０によりトラックボール６２の表面積の半分を越えた部分を囲むことによってトラックボール６２を保持するようにする。また、保持部材７０の内面をトラックボール６２の被保持面と略同一サイズで略同形状のものとする。また、トラックボール６２と保持部材７０との間の摩擦力を低下させるための摩擦低下部材７０Ａを設ける。更に、トラックボール６２の回転方向を検出するためのエンコーダ６５Ａ、６５Ｂを、トラックボール６２が押圧されたときに当該トラックボール６２から離間することにより上記回転方向の検出を停止するようにする。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
全方向に回転可能に設けられた球状の回転体と、
前記回転体の回転方向を検出する回転検出手段と、
前記回転体の表面積の半分を越えた部分を囲むことによって当該回転体を保持すると共に、当該回転体が所定方向に押圧されたときに当該回転体と共に当該所定方向に移動される保持部材と、
前記保持部材の移動に応動して前記回転体への押圧の有無を検出する押圧検出手段と、
前記回転体への押圧が解除されたときに当該押圧に応じて移動した前記保持部材を元の位置に復帰させる方向に付勢する付勢手段と、
を備えたトラックボール装置。
【請求項２】
前記保持部材を、前記回転体を保持する面が当該回転体の被保持面と略同一サイズで略同形状のものとした
請求項１記載のトラックボール装置。
【請求項３】
前記回転体と前記保持部材との間の摩擦力を低下させるための摩擦低下手段
を更に備えた請求項１又は請求項２記載のトラックボール装置。
【請求項４】
前記回転検出手段を、前記回転体が押圧されたときに当該回転体から離間することにより前記回転方向の検出を停止するものとした
請求項１乃至請求項３の何れか１項記載のトラックボール装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トラックボール装置に係り、特に、電子機器にポインティング・デバイスとして装備されるトラックボール装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子機器の表示部における表示位置の移動や指定を行うポインティング・デバイスとして、トラックボール装置、マウス、ライトペン、ジョイスティック等、種々のものがあった。
【０００３】
しかしながら、これらの従来のポインティング・デバイスは、表示位置の移動を行う部分と表示位置を決定する際に操作されるスイッチとが分離されていたため、表示位置の移動を行った後に、引き続き上記スイッチを操作する際には、上記表示位置の移動を行う部分から指を一旦離してから上記スイッチに指を移動させる必要があり、操作性の面で問題があった。
【０００４】
この点に鑑みて、特許文献１には、表示部における表示位置の移動を指示するトラックボールと、当該トラックボールに加えられる押圧状態を検出するスイッチとを備え、上記トラックボールと上記スイッチとを弾性部材を介して対向状態に配置したトラックボール装置が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、表示部における表示位置の移動を指示するトラックボールと、当該トラックボールの押下の有無を検出するスイッチと、当該トラックボールの押下が解除されたときに当該トラックボールを元の位置に復帰させる方向に付勢するスプリングローラと、を備えたトラックボール装置が開示されている。
【０００６】
これらのトラックボール装置では、トラックボールに対する操作のみにより、指を離すことなく、表示位置の移動から決定に至る一連の操作を行うことができる。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−６９０２５号公報
【特許文献２】
特開２００２−１５７０８４公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの従来のトラックボール装置では、当該トラックボール装置が傾斜された状態（以下、「第１状態」という。）や、トラックボールがスイッチの下側に位置された状態（以下、「第２状態」という。）で用いられる場合について考慮されておらず、これらの状態下ではトラックボールが滑らかに回転しない場合があり、操作性がよいとは必ずしも言えない、という問題点があった。
【０００９】
すなわち、トラックボール装置を、デジタルカメラや銀塩写真式カメラ等のカメラ、携帯電話機、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ、携帯情報端末）、ノートブック型パーソナル・コンピュータ等の携帯型の電子機器に装備した場合には、これらの電子機器は傾斜された状態や上下が逆とされた状態で操作される場合があるため、トラックボール装置が第１状態や第２状態で用いられる場合がある。
【００１０】
この場合、上記従来のトラックボール装置では、電子機器の壁面に設けられたトラックボールの一部を外部に露出させるための開口のエッジや、トラックボールをスイッチとは反対側に付勢するための弾性部材やスプリングローラ等の付勢部材に、トラックボールが自重により強い力で当接して、これらのエッジや付勢部材とトラックボールとの間の摩擦力が大きくなってしまい、トラックボールの滑らかな回転を阻害するのである。
【００１１】
本発明は上記問題点を解消するためになされたものであり、装備した装置の使用時における姿勢にかかわらず、操作性のよいトラックボール装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載のトラックボール装置は、全方向に回転可能に設けられた球状の回転体と、前記回転体の回転方向を検出する回転検出手段と、前記回転体の表面積の半分を越えた部分を囲むことによって当該回転体を保持すると共に、当該回転体が所定方向に押圧されたときに当該回転体と共に当該所定方向に移動される保持部材と、前記保持部材の移動に応動して前記回転体への押圧の有無を検出する押圧検出手段と、前記回転体への押圧が解除されたときに当該押圧に応じて移動した前記保持部材を元の位置に復帰させる方向に付勢する付勢手段と、を備えている。
【００１３】
請求項１に記載のトラックボール装置では、球状の回転体が全方向に回転可能に設けられている。この回転体がトラックボールに相当する。
【００１４】
また、本発明のトラックボール装置では、上記回転体の回転方向が回転検出手段によって検出される。なお、上記回転検出手段には、回転体の回転方向及び回転量に応じたパルス信号を出力する各種エンコーダが含まれる。
【００１５】
ここで、本発明では、上記回転体が所定方向に押圧されたときに当該回転体と共に当該所定方向に移動されるものとして構成された保持部材により、回転体の表面積の半分を越えた部分を囲むことによって当該回転体が保持される。
【００１６】
そして、本発明では、保持部材の移動に応動して回転体への押圧の有無が押圧検出手段によって検出され、回転体への押圧が解除されたときに当該押圧に応じて移動した上記保持部材が付勢手段によって元の位置に復帰される方向に付勢されて当該元の位置に復帰される。なお、上記押圧検出手段には、上記回転体への押圧及び押圧解除に応じて開閉される各種スイッチが含まれる。また、上記付勢手段には、板バネやコイルバネ等の各種バネが含まれる。
【００１７】
すなわち、本発明では、回転体を上記のように構成された保持部材により保持することにより、トラックボールとしての回転体の一部を外部に露出させるために当該トラックボール装置が装備される装置の壁面に設けられた開口のエッジや、付勢手段に回転体が当接することを回避するようにしており、これによって、これらのエッジや付勢手段とトラックボールとの間の摩擦力の発生を防止し、回転体の滑らかな回転を実現するようにしている。
【００１８】
このように、請求項１に記載のトラックボール装置によれば、保持部材によりトラックボールとしての回転体の表面積の半分を越えた部分を囲むことによって当該回転体を保持するようにしたので、回転体を滑らかに回転することができ、装備した装置の使用時における姿勢にかかわらず、良好な操作性を実現できる。
【００１９】
なお、本発明は、請求項２に記載の発明のように、前記保持部材を、前記回転体を保持する面が当該回転体の被保持面と略同一サイズで略同形状のものとすることが好ましい。これにより、回転体と保持部材との間の摩擦力を低減することができ、より良好な操作性を実現できる。
【００２０】
また、本発明は、請求項３に記載の発明のように、前記回転体と前記保持部材との間の摩擦力を低下させるための摩擦低下手段を更に備えることが好ましい。これにより、回転体と保持部材との間の摩擦力を更に低減することができ、より良好な操作性を実現できる。
【００２１】
更に、本発明は、請求項４に記載の発明のように、前記回転検出手段を、前記回転体が押圧されたときに当該回転体から離間することにより前記回転方向の検出を停止するものとすることが好ましい。これにより、回転体への押圧により当該回転体が不必要に回転された場合の回転検出手段による誤検出を防止することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。まず、図１を参照して、本実施の形態に係るトラックボール装置６０を装備した電子機器としてのデジタルカメラ１０の外観上の構成を説明する。
【００２３】
同図に示すように、このデジタルカメラ１０の正面には、撮影する被写体の構図を決定するために用いられるファインダ２０と、被写体像を結像させるためのレンズ２１と、撮影を実行する際に押圧操作されるレリーズボタン（所謂シャッター）５６Ａと、が備えられている。
【００２４】
なお、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０のレリーズボタン５６Ａは、中間位置まで押下される状態（以下、「半押し状態」という。）と、当該中間位置を超えた最終押下位置まで押下される状態（以下、「全押し状態」という。）と、の２段階の押圧操作が、内蔵された２つのスイッチにより検出可能に構成されている。
【００２５】
そして、デジタルカメラ１０では、レリーズボタン５６Ａを半押し状態にすることによりＡＥ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ、自動露出）機能が働いて露出状態（シャッタースピード、絞りの状態）が設定された後、ＡＦ（Ａｕｔｏ  Ｆｏｃｕｓ、自動合焦）機能が働いて合焦制御され、その後、引き続き全押し状態にすると露光（撮影）が行われる。
【００２６】
一方、デジタルカメラ１０の背面には、前述のファインダ２０の接眼部と、撮影された被写体像やメニュー画面等の各種情報を表示するための液晶ディスプレイ（以下、「ＬＣＤ」という。）３８と、が備えられている。
【００２７】
また、デジタルカメラ１０の背面には、撮影を行うモードである撮影モード及び被写体像をＬＣＤ３８に再生するモードである再生モードの何れかのモードに設定する際にスライド操作されるモード切替スイッチ５６Ｂと、ＬＣＤ３８にメニュー画面を表示する際に押圧操作されるメニューキー５６Ｃと、ＬＣＤ３８における表示内容を決定する際に押圧操作される決定キー５６Ｄと、が更に備えられている。
【００２８】
一方、デジタルカメラ１０には、前述したようにトラックボール装置６０が装備されている。そして、デジタルカメラ１０の背面壁１０Ｂには、トラックボール装置６０に設けられた後述するトラックボール６２の一部を外部に露出させるための開口１０Ｃが形成されている。従って、ユーザは、開口１０Ｃを介して外部に露出されたトラックボール６２の一部を指先にてデジタルカメラ１０の正面方向に押圧したり、トラックボール６２を回転させたりすることができる。
【００２９】
図２（Ａ）に示すように、本実施の形態に係るトラックボール装置６０は、トラックボール６２と、エンコーダ機構６４と、マイクロスイッチ６６と、板バネ６８と、を備えている。
【００３０】
トラックボール６２は、或る程度重量感を持たせた球状の回転体であり、背面壁１０Ｂに形成された開口１０Ｃを介して球面の一部が露出した状態で全方向に回転可能かつ押圧操作可能に設けられている。なお、トラックボール６２の表面の材質としてはゴムが用いられており、エンコーダ機構６４の後述するローラ６４Ａとの摩擦係数を増加させている。
【００３１】
エンコーダ機構６４は、トラックボール６２の表面に当接する円柱状のローラ６４Ａと、トラックボール６２の直交する２方向（Ｘ方向、Ｙ方向）の移動量に応じたパルス信号を出力する回転量検出部６４Ｂと、を有する２組のエンコーダ６５Ａ、６５Ｂを備えている。
【００３２】
ローラ６４Ａは、軸部分の材質が、例えばプラスチックからなり、トラックボール６２との摩擦で容易に回転可能とされている。なお、ローラ６４Ａの軸の長さは、トラックボール６２の径に合うように調整されている。また、回転量検出部６４Ｂは、ローラ６４Ａの回転量に応じたパルス信号を出力するものとして構成されている。従って、回転量検出部６４Ｂから出力されたパルス信号に基づいてトラックボール６２の回転量（移動量）を検出することができる。
【００３３】
一方、トラックボール装置６０には、トラックボール６２の表面積の半分を越えた部分を囲むことによってトラックボール６２を保持すると共に、トラックボール６２が外部から押圧されたときにトラックボール６２と共に当該押圧の方向と同一の方向に移動される保持部材７０が備えられている。
【００３４】
保持部材７０は、トラックボール６２を保持する面が当該トラックボール６２の被保持面と略同一サイズで略同形状（一部球状）のものとされている。そして、保持部材７０のトラックボール６２保持側の面（内面）には、トラックボール６２と保持部材７０との間の摩擦力を低下させるための化学繊維で構成された摩擦低下部材７０Ａが貼り付けられている。
【００３５】
また、保持部材７０の図２における上端位置及び下端位置には、それぞれ保持部材７０の移動方向をデジタルカメラ１０の正面方向（図２（Ａ）矢印Ａ方向）に規制する規制壁７２Ａ、７２Ｂが設けられている。
【００３６】
従って、本実施の形態に係るトラックボール装置６０では、トラックボール６２が押圧されると、トラックボール６２及び保持部材７０は移動方向が規制壁７２Ａ、７２Ｂに規制されて図２（Ａ）矢印Ａ方向に一体的に移動され、図２（Ｂ）に示す状態となるが、このとき、エンコーダ６５Ａ及びエンコーダ６５Ｂは、トラックボール６２の表面から離間するように、一端部が背面壁１０Ｂに固定された支持部材６４Ｃによって固定的に位置決めされている。
【００３７】
一方、マイクロスイッチ６６は、トラックボール６２が押圧されたか否かを検出するためのものである。マイクロスイッチ６６は、トラックボール６２が押圧され、保持部材７０を介して作動片６６Ａが押圧されたときにオンし、トラックボール６２が押圧された旨を示す信号（以下、「押圧信号」という。）を出力し、トラックボール６２が通常位置（ホームポジション）にあるときにはオフするようにプリント配線板８０上に実装されている。
【００３８】
また、板バネ６８は、トラックボール６２への押圧が解除されたときに当該押圧に応じて移動した保持部材７０を元の位置に復帰させる方向に付勢力を与えるためのものであり、一端部がプリント配線板８０に取付けられ、他端部が保持部材７０の外壁に当接するように配設されている。
【００３９】
以上のように構成されたトラックボール装置６０では、トラックボール６２がユーザによって回転された場合に、各々トラックボール６２の互いに直交するＸ方向及びＹ方向の移動量を示すパルス信号がエンコーダ６５Ａ及びエンコーダ６５Ｂから出力される。
【００４０】
従って、デジタルカメラ１０の動作を司る不図示のＣＰＵ（中央処理装置）は、これらのパルス信号に基づいてトラックボール６２の回転方向及び回転量を検出することができるので、当該検出結果に応じてＬＣＤ３８に対するカーソルマーク５０（図１（Ｂ）参照）等の表示位置を変更する。
【００４１】
また、このトラックボール装置６０では、トラックボール６２がユーザにより押圧された場合に、トラックボール６２及び保持部材７０が通常の位置（図２（Ａ）に示される位置）からマイクロスイッチ６６の作動片６６Ａを押圧する位置（図２（Ｂ）に示される位置）に移動されることにより、マイクロスイッチ６６から押圧信号が出力され、トラックボール６２への押圧が解除された時点で、板バネ６８による付勢力によってトラックボール６２及び保持部材７０が通常の位置に復帰することにより、マイクロスイッチ６６からの押圧信号の出力が停止される。
【００４２】
従って、上記ＣＰＵは、当該押圧信号の状態によってトラックボール６２が押圧されているか否かを検出することができるので、当該検出結果に応じてＬＣＤ３８上の位置が指定されたものと判断する。
【００４３】
なお、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０では、レリーズボタン５６Ａ、モード切替スイッチ５６Ｂ、メニューキー５６Ｃ、決定キー５６Ｄ等の操作手段の近傍にトラックボール６２を配置したので、トラックボール６２に対する操作から当該操作手段に対する操作への移行や、当該操作手段に対する操作からトラックボール６２に対する操作への移行も短時間でかつ容易に行うことができる。
【００４４】
以上詳細に説明したように、本実施の形態に係るトラックボール装置では、保持部材によりトラックボールの表面積の半分を越えた部分を囲むことによって当該トラックボールを保持するようにしたので、トラックボールを滑らかに回転することができ、デジタルカメラの使用時における姿勢にかかわらず、良好な操作性を実現できる。
【００４５】
また、本実施の形態に係るトラックボール装置では、上記保持部材を、トラックボールを保持する面が当該トラックボールの被保持面と略同一サイズで略同形状のものとしているので、トラックボールと保持部材との間の摩擦力を低減することができ、より良好な操作性を実現できる。
【００４６】
また、本実施の形態に係るトラックボール装置では、トラックボールと保持部材との間の摩擦力を低下させるための摩擦低下部材を備えているので、トラックボールと保持部材との間の摩擦力を更に低減することができ、より良好な操作性を実現できる。
【００４７】
更に、本実施の形態に係るトラックボール装置では、トラックボールの回転方向を検出するためのエンコーダを、トラックボールが押圧されたときに当該トラックボールから離間することにより上記回転方向の検出を停止するものとしているので、トラックボールへの押圧により当該トラックボールが不必要に回転された場合のエンコーダによる誤検出を防止することができる。
【００４８】
なお、本実施の形態では、保持部材によりトラックボールの表面積の半分を越えた部分の全てを囲むことによって当該トラックボールを保持する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図３に示すように、保持部材７０におけるトラックボールを保持する面に隙間を設けるようにしてもよい。この場合も、本実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００４９】
また、本実施の形態では、本発明の摩擦低下手段として化学繊維で構成された摩擦低下部材７０Ａを適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図４（Ａ）に示すように、摩擦低下部材７０Ａに代えて、回転自在に設けられた多数の球状部材７０Ｂを適用する形態や、図４（Ｂ）に示すように、保持部材７０の内面に多数の突起部７０Ｃを設けて適用する形態や、更には、トラックボール６２を中空のものとすると共に、その表面をＮ極又はＳ極の磁性を持たせる一方、保持部材７０の内面にトラックボール６２の表面と同一の極性を持たせることにより、トラックボール６２を押圧しない状態ではトラックボール６２と保持部材７０との間の摩擦力を略無くする形態とすることもできる。
【００５０】
これらの場合も、本実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００５１】
また、本実施の形態では、本発明の付勢手段として板バネ６８を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図５に示すように、板バネ６８に代えてコイルバネ６８Ｂを適用する形態とすることもできる。この場合も、本実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００５２】
更に、本実施の形態では、本発明に係るトラックボール装置をデジタルカメラ１０に装備した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、携帯電話機、ＰＤＡ、ノートブック型パーソナル・コンピュータ等の各種電子機器に装備できることは言うまでもない。
【００５３】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明のトラックボール装置によれば、保持部材によりトラックボールとしての回転体の表面積の半分を越えた部分を囲むことによって当該回転体を保持するようにしたので、回転体を滑らかに回転することができ、装備した装置の使用時における姿勢にかかわらず、良好な操作性を実現できる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係るデジタルカメラ１０の外観を示す外観図である。
【図２】実施の形態に係るトラックボール装置６０の構成及び作用を示す一部破断側面図である。
【図３】保持部材７０の他の構成を示す側面図である。
【図４】本発明の摩擦低下手段の摩擦低下部材７０Ａ以外の適用例を示す一部破断側面図である。
【図５】本発明の付勢手段の板バネ６８以外の適用例を示す一部破断側面図である。
【符号の説明】
１０    デジタルカメラ
６０    トラックボール装置
６２    トラックボール（回転体）
６４Ｃ    支持部材
６５Ａ、６５Ｂ    エンコーダ（回転検出手段）
６６    マイクロスイッチ（押圧検出手段）
６８    板バネ（付勢手段）
７０    保持部材
７０Ａ    摩擦低下部材（摩擦低下手段）
【図１】
2005044025.tif 000003
【図２】
2005044025.tif 000004
【図３】
2005044025.tif 000005
【図４】
2005044025.tif 000006
【図５】
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