(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポインティングデバイスであって、
基板の上に立設された複数の固定支柱の周囲に配設されたコイルスプリングで支持される上下移動板と、
上下移動板の上に水平移動可能に配設される水平移動板と、
水平移動板の水平移動量を検出する水平移動量検出手段と、
操作者が水平移動板に触れているか、否か、を検出可能な接触感知手段と、
を具備し、
操作者が水平移動板に触れていることが検出された場合には、水平移動量検出手段で検出した水平移動板の移動量に基き被移動体の移動量、方向を計算して表示し、
操作者が水平移動板に触れていないことが検出された場合には、水平移動量検出手段で検出した水平移動板の移動量に基き被移動体の移動量、方向を計算して表示しない、
ものであって、
接触感知手段が、基板と上下移動板の間に配設された感圧センサと使用者が水平移動板に接触した時に感圧センサを押圧するように水平移動板から上下移動板を貫通して延伸している押圧手段とを含む、感圧式タッチセンサから成る、
ことを特徴とするポインティングデバイス。
【請求項２】
ポインティングデバイスであって、
基板の上に立設された複数の固定支柱の周囲に配設されたコイルスプリングで支持される上下移動板と、
上下移動板の上に水平移動可能に配設される水平移動板と、
水平移動板の水平移動量を検出する水平移動量検出手段と、
操作者が水平移動板に触れているか、否か、を検出可能な接触感知手段と、
を具備し、
操作者が水平移動板に触れていることが検出された場合には、水平移動量検出手段で検出した水平移動板の移動量に基き被移動体の移動量、方向を計算して表示し、
操作者が水平移動板に触れていないことが検出された場合には、水平移動量検出手段で検出した水平移動板の移動量に基き被移動体の移動量、方向を計算して表示しない、
ものであって、
接触感知手段が、基板と上下移動板の間に配設された静電センサと使用者が水平移動板に接触した時に静電センサを押圧するように水平移動板から上下移動板を貫通して延伸している押圧手段とを含む静電式タッチセンサから成る、ことを特徴とするポインティングデバイス。
【請求項３】
ポインティングデバイスであって、
基板の上に立設された複数の固定支柱の周囲に配設されたコイルスプリングで支持される上下移動板と、
上下移動板の上に水平移動可能に配設される水平移動板と、
水平移動板の水平移動量を検出する水平移動量検出手段と、
操作者が水平移動板に触れているか、否か、を検出可能な接触感知手段と、
を具備し、
操作者が水平移動板に触れていることが検出された場合には、水平移動量検出手段で検出した水平移動板の移動量に基き被移動体の移動量、方向を計算して表示し、
操作者が水平移動板に触れていないことが検出された場合には、水平移動量検出手段で検出した水平移動板の移動量に基き被移動体の移動量、方向を計算して表示しない、
ものであって、
接触感知手段が、基板と上下移動板の間に配設されたホールセンサと使用者が水平移動板に接触した時にホールセンサに接近するように水平移動板から上下移動板を貫通して延伸している部材の先端に配置されたマグネットとを含む、ホール式タッチセンサから成る、ことを特徴とするポインティングデバイス。
【請求項４】
ポインティングデバイスであって、
基板の上に立設された複数の固定支柱の周囲に配設されたコイルスプリングで支持される上下移動板と、
上下移動板の上に水平移動可能に配設される水平移動板と、
水平移動板の水平移動量を検出する水平移動量検出手段と、
操作者が水平移動板に触れているか、否か、を検出可能な接触感知手段と、
を具備し、
操作者が水平移動板に触れていることが検出された場合には、水平移動量検出手段で検出した水平移動板の移動量に基き被移動体の移動量、方向を計算して表示し、
操作者が水平移動板に触れていないことが検出された場合には、水平移動量検出手段で検出した水平移動板の移動量に基き被移動体の移動量、方向を計算して表示しない、
ものであって、
接触感知手段が、基部に固定されている発光手段と、発光手段が発光した光を受光する基部に固定されている受光手段と、上下移動板の基板側に配置され使用者が水平移動板に接触した時に基板向かって移動せしめられて受光手段の受光する光量を変化せしめる光路変換部材とを含む、光学式タッチセンサから成る、
ことを特徴とするポインティングデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パソコン等でディスプレイ上に表示されたカーソルや図形を任意の位置に移動させるポインティングデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
デスクトップ型のパソコンでは殆どの場合ポインティングデバイスとしてはマウスが使用され、その他、ジョイスティックやトラックボールなどが使用されることもある。一方、ノート型パソコンでは殆どの場合、本体に組み込まれたタッチパッドを使用することが多い。操作感という点ではマウスが優れておりノート型パソコンでも使用できる、すなわち、ノート型パソコンと共に携行できる小形軽量の操作感のよいポインティングデバイスの開発が望まれている。
【０００３】
このようなポインティングデバイスとして特許文献１に記載の装置がある。特許文献１のポインティングデバイスは被移動体の移動量を検出する移動量検出部と被移動体が押圧されたことを検出する押圧検出部を有し、押圧されている場合に移動量を出力するようにされている。しかし、この特許文献１のポインティングデバイスでは、押圧検出部が上下方向の支持をおこなうスプリングに設けられており押圧検出精度が経時的に劣化する虞があり、移動量を出力すべき場合に出力されない可能性がある。また、被移動体は支柱を有さないで上下方向に延伸するコイルスプリングでのみ支持されていて、被移動体の上下の動き、前後左右の動きはこれらのコイルスプリングの付勢力に抗しておこなわれる。したがって、被移動体の姿勢が不安定になり被移動体が使用者の意図どおりに移動しない可能性がある。
【０００４】
特許文献２に記載のポインティングデバイスは、被移動体の下面に隙間をあけて互いに直交する軸まわりを回転するローラを配設し、被移動体を押し下げ、水平移動させるとローラが回転して電気パルスを発生するようにされていて、この電気パルスから移動量、方向を算出して表示するものである。しかし、この引用文献２のポインティングデバイスでは被移動体は水平方向に延伸するスプリングでのみ支持されていて、被移動体の上下の動き、前後左右の動きはこれらのコイルスプリングの付勢力に抗しておこなわれる。したがって、被移動体の姿勢が不安定になり、被移動体を押圧して移動させてもローラが回転せず移動量が出力されない可能性がある。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１６３２１０号公報
【特許文献２】特開平９−２４４７９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記問題に鑑み、作動が安定し、操作感がよく、コンパクトに形成できるポインティングデバイス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】
【０００７】
請求項１の発明によれば、ポインティングデバイスであって、
基板の上に立設された複数の固定支柱の周囲に配設されたコイルスプリングで支持される上下移動板と、
上下移動板の上に水平移動可能に配設される水平移動板と、
水平移動板の水平移動量を検出する水平移動量検出手段と、
操作者が水平移動板に触れているか、否か、を検出可能な接触感知手段と、
を具備し、
操作者が水平移動板に触れていることが検出された場合には、水平移動量検出手段で検出した水平移動板の移動量に基き被移動体の移動量、方向を計算して表示し、
操作者が水平移動板に触れていないことが検出された場合には、水平移動量検出手段で検出した水平移動板の移動量に基き被移動体の移動量、方向を計算して表示しない、
ものであって、
接触感知手段が、基板と上下移動板の間に配設された感圧センサと使用者が水平移動板に接触した時に感圧センサを押圧するように水平移動板から上下移動板を貫通して延伸している押圧手段とを含む、感圧式タッチセンサから成る、
ようにされているポインティングデバイスが提供される。
【０００８】
請求項２の発明によれば、ポインティングデバイスであって、
基板の上に立設された複数の固定支柱の周囲に配設されたコイルスプリングで支持される上下移動板と、
上下移動板の上に水平移動可能に配設される水平移動板と、
水平移動板の水平移動量を検出する水平移動量検出手段と、
操作者が水平移動板に触れているか、否か、を検出可能な接触感知手段と、
を具備し、
操作者が水平移動板に触れていることが検出された場合には、水平移動量検出手段で検出した水平移動板の移動量に基き被移動体の移動量、方向を計算して表示し、
操作者が水平移動板に触れていないことが検出された場合には、水平移動量検出手段で検出した水平移動板の移動量に基き被移動体の移動量、方向を計算して表示しない、
ものであって、
接触感知手段が、基板と上下移動板の間に配設された静電センサと使用者が水平移動板に接触した時に静電センサを押圧するように水平移動板から上下移動板を貫通して延伸している押圧手段とを含む静電式タッチセンサから成る、
ようにされているポインティングデバイスが提供される。
【０００９】
請求項３の発明によれば、ポインティングデバイスであって、
基板の上に立設された複数の固定支柱の周囲に配設されたコイルスプリングで支持される上下移動板と、
上下移動板の上に水平移動可能に配設される水平移動板と、
水平移動板の水平移動量を検出する水平移動量検出手段と、
操作者が水平移動板に触れているか、否か、を検出可能な接触感知手段と、
を具備し、
操作者が水平移動板に触れていることが検出された場合には、水平移動量検出手段で検出した水平移動板の移動量に基き被移動体の移動量、方向を計算して表示し、
操作者が水平移動板に触れていないことが検出された場合には、水平移動量検出手段で検出した水平移動板の移動量に基き被移動体の移動量、方向を計算して表示しない、
ものであって、
接触感知手段が、基板と上下移動板の間に配設されたホールセンサと使用者が水平移動板に接触した時にホールセンサに接近するように水平移動板から上下移動板を貫通して延伸している部材の先端に配置されたマグネットとを含む、ホール式タッチセンサから成る、ようにされているポインティングデバイスが提供される。
【００１０】
請求項４の発明によれば、ポインティングデバイスであって、
基板の上に立設された複数の固定支柱の周囲に配設されたコイルスプリングで支持される上下移動板と、
上下移動板の上に水平移動可能に配設される水平移動板と、
水平移動板の水平移動量を検出する水平移動量検出手段と、
操作者が水平移動板に触れているか、否か、を検出可能な接触感知手段と、
を具備し、
操作者が水平移動板に触れていることが検出された場合には、水平移動量検出手段で検出した水平移動板の移動量に基き被移動体の移動量、方向を計算して表示し、
操作者が水平移動板に触れていないことが検出された場合には、水平移動量検出手段で検出した水平移動板の移動量に基き被移動体の移動量、方向を計算して表示しない、
ものであって、
接触感知手段が、基部に固定されている発光手段と、発光手段が発光した光を受光する基部に固定されている受光手段と、上下移動板の基板側に配置され使用者が水平移動板に接触した時に基板向かって移動せしめられて受光手段の受光する光量を変化せしめる光路変換部材とを含む、光学式タッチセンサから成る、
ようにされているポインティングデバイスが提供される。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１−４の発明は、ポインティングデバイスであって、
基板の上に立設された複数の固定支柱の周囲に配設されたコイルスプリングで支持される上下移動板と、
上下移動板の上に水平移動可能に配設される水平移動板と、
水平移動板の水平移動量を検出する水平移動量検出手段と、
操作者が水平移動板に触れているか、否か、を検出可能な接触感知手段と、
を具備し、
操作者が水平移動板に触れていることが検出された場合には、水平移動量検出手段で検出した水平移動板の移動量に基き被移動体の移動量、方向を計算して表示し、
操作者が水平移動板に触れていないことが検出された場合には、水平移動量検出手段で検出した水平移動板の移動量に基き被移動体の移動量、方向を計算して表示しない、
ものでありますが、
接触感知手段そのものの中にバネのような弾性部材を含んでおらず経時変化がおきにくく、また、使用者が直接触れるところに接触感知手段が設けられていないので汚損、損傷等が発生しにくいのであります。
【００１４】
特に、請求項１，２，３の発明では、押圧部材等の信号の発生に直接寄与する部位が水平移動板に直接とりつけられており、直接に指が接触するところにセンサ類があるわけではないにもかかわらず水平移動板そのものの動きを捉えるので感度がよいのであります。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明のポインティングデバイスの第１の実施の形態の上面図であり、図２は図１のII-II線に沿って見た断面図である。ベース板１０に４本の支柱１１が立設されている。支柱１１を周囲するように支持スプリング１２が配設されている。支持スプリング１２の上に中央部分に開口部２１を有する上下移動板２０が載置されている。上下移動板２０はこの支持スプリング１２によって上下方向の基準位置にあるように常時付勢される。
【００１６】
上下移動板２０の上には開口部２１を挟んで一対の第１軸支持部材２２が一体形成されて配設されている。第１軸支持部材２２に一対の第１支持棒２３が取り付けられている。第１支持棒２３に第１水平移動プレート２４が摺動可能取り付けられている。第１水平移動プレート２４の両側の第１軸支持部材２２との間には第１水平スプリング２６が配設されていて、第１水平移動プレート２４は上下移動板２０上で第１支持棒２３の延伸方向における基準位置に常時付勢される。第１水平移動プレート２４の中央部分には開口２５が形成されている。
【００１７】
第１水平移動プレート２４の上には、一対の第２軸支持部材２７が一体形成されて、第１軸支持部材２２とは直角な方向に配設されている。第２軸支持部材２７に一対の第２支持棒２８が取り付けられている。第２支持棒２８に第２水平移動プレート３０が摺動可能に取り付けられている。第２水平移動プレート３０の両側の第２軸支持部材２７との間には第２水平スプリング２９が配設されていて、第２水平移動プレート３０は第１水平移動プレート２４上で第２支持棒２８の延伸方向における基準位置に常時付勢される。
【００１８】
第２水平移動プレート３０の下面には円錐形状の押圧部材４２が取り付けられている。押圧部材４２は第１水平移動プレート２４に形成された開口部２５、および、上下移動板２０の開口部２１を通って下方に延伸している。一方、上下移動板２０の内側には押圧されると信号を発生する感圧センサ４１がセンサ支持部材１３に支持されて配設されている。
感圧センサ４１と押圧部材４２をまとめて感圧式タッチセンサと称し、参照符号４０を与える。
【００１９】
押圧部材４２は使用者が第２水平移動プレート３０に触らない場合は感圧センサ４１を押圧しないが、少しでも触れると感圧センサ４１を押圧し、感圧センサ４１が信号を発生するように、使用者が第２水平移動プレート３０に触れない場合には、極微小な隙間が、感圧センサ４１と押圧部材４２の先端の間に存在するようにされている。
【００２０】
第１の実施の形態は上記のように構成され、使用者が第２水平移動プレート３０に触れると押圧部材４２の先端が感圧センサ４１に接触し、感圧センサ４１が信号電圧を発生するようにされている。感圧センサ４１が発生した信号電圧は制御部（図７参照）１００に送られる。制御部１００はこの信号が送られてくる間は後述する水平移動センサ８０が発生する信号を内部の演算回路（図示せず）に送り移動情報（距離、方向）を演算し、その結果が表示部２００に表示される。
一方、使用者が第２水平移動プレート３０に触れておらず、この信号が制御部１００に送られてこない場合は水平移動センサ８０が発生する信号を内部の演算回路（図示せず）に送らないようにされ、移動情報が表示部２００に表示されない。
【００２１】
図３は第２の実施の形態の構造を図２と同様な断面図で示したものである。第２水平移動プレート３０の取り付けまでは第１の実施の形態と同じであるが、第１の実施の形態と異なり、第２水平移動プレート３０の下側に先端が半球状の押圧部材５２がとりつけられている。また、上下移動板２０の内側には感圧センサ４１でなくて静電センサ５１が配設されている。
静電センサ５１と押圧部材５２をまとめて静電式タッチセンサと称し、参照符号５０を与える。
【００２２】
静電センサ５０は静電量の変化により接触を感知し、その場合に信号を制御部１００（図７参照）に送るようにされているが、既に多くのものが開示されているのでその原理、構造の説明は省略する。また、静電センサ５１の信号が制御部１００へ送られてからの作動は第１の実施の形態と同じであるので説明は省略する。
【００２３】
図４は第３の実施の形態の構造を図２と同様な断面図で示したものである。第２水平移動プレート３０の取り付けまでは第１の実施の形態と同じであるが、第１の実施の形態とは異なり第２水平移動プレート３０の下側には、棒状のマグネット取り付け部材３３がとりつけられていて、その下端にマグネット６２が取り付けられている。上下移動板２０の内側には支持板１４が配設され、その上面のマグネット６２の下方の位置にホールセンサ６１が取り付けられている。ホールセンサ６１とマグネット６２をまとめてホール式タッチセンサと称し参照符合６０を与える。
【００２４】
ホール式タッチセンサ６０は静電量の変化により接触を感知し、その場合に信号を制御部１００（図７参照）に送るが、既に多くのものが開示されているのでその原理、構造の説明は省略する。また、ホール式タッチセンサ６０の信号電圧が制御部１００へ送られてからの作動は第１の実施の形態と同じであるので説明は省略する。
【００２５】
次に光学式タッチセンサ７０を利用した第４の実施の形態について説明する。図５は第４の実施の形態の構造を図２と同様な断面図で示したものである。第２水平移動プレート３０の取り付けまでは第１の実施の形態と略同じであるが第２水平移動プレート３０の下側には何も取り付けられていない。上下移動板２０は中央部分の開口部２１を有しておらず、その部分の下側に、光路変換部材７１が取り付けられている。光路変換部材７１はプリズム部７２とレンズ部７３を有する。
【００２６】
上下移動板２０の内側には支持板１５が配設されている。支持板１５には中央部には開口部１６が設けられている。支持板１５の下側の側部に受光部材７４が適切な方法で取り付けられている。受光部材７４は受光素子７５を含み、また受光素子７５の受光した光量を電圧に変換する機能を有する。受光素子７４は静止時に光路変換部材７１のレンズ部７３の真下に位置するように配置されている。一方、支持板１５の別の側部にはＬＥＤ７６が配設されている。光路変換部材７１（プリズム部７２、レンズ部７３を含む）、受光部材７４（受光素子７５を含む）、ＬＥＤ７６をまとめて光学式タッチセンサと称し、参照符号７０を付与する。
【００２７】
光路変換部材７１のプリズム部７２は開口部１６を通って下方に延伸している。ＬＥＤ７６の発行した光はプリズム部７２の垂直面７２ａから光変換部材７１内に入射してプリズム部７２の傾斜面７２ｂの内側で反射し、さらに、上面７１ａの内側で反射してレンズ部７３で集光されて受光素子７５に達する。したがって、使用者が第２水平移動プレート３０に触れて第２水平移動プレート３０の垂直方向位置が変化すると受光素子７５が受光する光量が変化し、それに応じて受光部材７４は異なる信号電圧を発生する。この信号電圧が制御部１００へ送られてからの作動は第１の実施の形態と同じであるので説明は省略する。
【００２８】
次に水平移動の検出について説明する。水平移動の検出は本発明のポイントではないので、どのような方法で検出してもよい。図６に示すのはその一例であって、第３の実施の形態において、タッチセンサと同様なホールセンサを利用したホール式水平移動センサ８０である。この例では、第２水平移動板３０の下側に４つのマグネット８２を取り付け（２個のみ図示）、対応して４つのホールセンサ８１を支持板上に取り付け（２個のみ図示）、水平移動したときの４つのホールセンサの出力の変化から水平移動量、方向を算出する。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明はパソコン等に使用されるポインティングデバイスに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】第１の実施の形態の構成の上面図である。
【図２】図１のII-II線に沿って見た断面図である。
【図３】第２の実施の形態の構成を図２と同様の断面図で示したものである。
【図４】第３の実施の形態の構成を図２と同様の断面図で示したものである。
【図５】第４の実施の形態の構成を図２と同様の断面図で示したものである。
【図６】水平移動量の検出を例示する図である。
【図７】全体の流れを示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１    ポインティングデバイス
１０    ベース板
２０    上下移動板
２２    第１軸支持部材
２３    第１支持棒
２４    第１水平移動プレート
２６    第１水平スプリング
２７    第２軸支持部材
２８    第２支持棒
２９    第２水平スプリング
３０    第２水平移動プレート
４０    感圧式タッチセンサ
４１    感圧センサ
４２    押圧部材
５０    静電式タッチセンサ
５１    静電センサ
５２    押圧部材
６０    ホール式タッチセンサ
６１    ホールセンサ
６２    マグネット
７０    光学式タッチセンサ
７１    光路変換部材
７２    プリズム部
７３    レンズ部
７４    受光部材
７５    受光素子
７６    ＬＥＤ
８０    水平移動センサ
【図１】
0004510610.tif 000002
【図２】
0004510610.tif 000003
【図３】
0004510610.tif 000004
【図４】
0004510610.tif 000005
【図５】
0004510610.tif 000006
【図６】
0004510610.tif 000007
【図７】
0004510610.tif 000008