(57)【要約】ペン型光マウスに関して開示する。このペン型光マウスは、光の照射経路には光ファイバを、反射光の経路には光ファイバ束をそれぞれ設置し、光マウスの光学系を光伝送経路及び距離とは関係なしに実現することができ、良好な映像伝送特性を実現することで、良好な映像をイメージセンサに伝達することができ、反射面に直接接触される光学チップの先端からイメージセンサに映像を入力することで、ペン型光マウスと反射面との角度が変わる場合も、マウスポインターの位置や焦点距離に変化がないので、ペン型光マウスの使用における精密度を一層高めることができる。
2006503381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射光を用いてマウスの動きを把握し、コンピュータモニター上の所望の位置にポインターまたはカーソルを表示するペン型光マウスであって;
ペン型のマウス本体と;
前記マウス本体の一端に設置される透明な光学チップと;
発光部と、前記発光部から発光された光を案内する光ファイバと、前記光ファイバの出力端に設置されるプリズムと、を含んで構成されており、前記マウス本体内に設置され、前記光学チップを通して前記マウス本体の外部に位置する反射面に光を照射する照明装置と;
前記反射面から反射された光が自身を通過するように前記マウス本体内に設置される集光レンズと;
前記集光レンズを通過した光を案内する光ファイバ束と;
前記光ファイバ束から出る光を受けて結像する結像部と;
前記結像部から出る光を受け、その光を電気的信号に変換するイメージセンサと;
前記イメージセンサから出力される電気的信号に基づいてイメージセンサに入力された反射面のパターン情報を分析し、この分析されたパターン情報に基づいてマウスの移動方向及び移動距離を読み込み、この移動方向及び移動距離に対する情報をコンピュータ本体に送信するマイコンと;
を備えることを特徴とするペン型光マウス。
【請求項２】
反射光を用いてマウスの動きを把握し、コンピュータモニター上の所望の位置にポインターまたはカーソルを表示するペン型光マウスであって;
ペン型のマウス本体と;
前記マウス本体の一端に設置される透明な光学チップと;
発光部と、前記発光部から発光された光を案内する光ファイバと、前記光ファイバの出力端に設置されるプリズムと、を含んで構成されており、前記マウス本体内に設置され、前記マウス本体の外部に位置する反射面に光を照射する照明装置と;
前記反射面から反射された光が前記光学チップを通して自身を通過するように前記マウス本体内に設置される集光レンズと;
前記集光レンズを通過した光を案内する光ファイバ束と;
前記光ファイバ束から出る光を受けて結像する結像部と;
前記結像部から出る光を受け、その光を電気的信号に変換するイメージセンサと;
前記イメージセンサから出力される電気的信号に基づいてイメージセンサに入力された反射面のパターン情報を分析し、この分析されたパターン情報に基づいてマウスの移動方向及び移動距離を読み込み、この移動方向及び移動距離に対する情報をコンピュータ本体に送信するマイコンと;を備えることを特徴とするペン型光マウス。
【請求項３】
反射光を用いてマウスの動きを把握し、コンピュータモニター上の所望の位置にポインターまたはカーソルを表示するペン型光マウスであって;
ペン型のマウス本体と;
前記マウス本体の一端に回転自在に設置され、表面にパターンを有するボールと;
発光部と、前記発光部から発光された光を案内する光ファイバと、前記光ファイバの出力端に設置されるプリズムと、を含んで構成されており、前記マウス本体内に設置され、前記ボールに光を照射する照明装置と;
前記ボールから反射された光が自身を通過するように前記マウス本体内に設置される集光レンズと;
前記集光レンズを通過した光を案内する光ファイバ束と;
前記光ファイバ束から出る光を受けて結像する結像部と;
前記結像部から出る光を受け、その光を電気的信号に変換するイメージセンサと;
前記イメージセンサから出力される電気的信号に基づいてイメージセンサに入力されたボール表面のパターン情報を分析し、この分析されたパターン情報に基づいてマウスの移動方向及び移動距離を読み込み、この移動方向及び移動距離に対する情報をコンピュータ本体に送信するマイコンと;を備えることを特徴とするペン型光マウス。
【請求項４】
前記発光部は、ＬＥＤからなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載のペン型光マウス。
【請求項５】
前記結像部および前記イメージセンサは、それらの光軸が一直線をなして設置されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載のペン型光マウス。
【請求項６】
前記結像部は、入力された光を屈折するように設置され、
前記イメージセンサは、前記結像部から屈折した光が入力されるように設置されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載のペン型光マウス。
【請求項７】
前記光学チップを押したとき、この押し状態を感知してクリックされるように設置される第１クリックボタンと;
指の押し動作によりクリックされるように、前記マウス本体の外面に設置される第２クリックボタンと;をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載のペン型光マウス。
【請求項８】
スクロール機能を持つホイールボタンセンサをさらに含み、
前記ホイールボタンセンサは、軸を中心に回転するようにマウス本体の側壁に形成された開口部に嵌められるとともに、マウス本体の外側方向に前記開口部から部分的に突出され、その厚さ全体にかけて軸方向に延長されて円周方向に配置される複数個の貫通孔を有するホイールと；
前記本体内に設置されて前記ホイールに光を照射する発光部と;
前記発光部から前記ホイールの前記各貫通孔をそれぞれ通過した光ビームを受け、前記ホイールの回転方向及び回転角度を把握する光センサと；を含んで構成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載のペン型光マウス。
【請求項９】
スクロール機能を持つホイールボタンセンサをさらに含み、
前記ホイールボタンセンサは、軸を中心に回転するようにマウス本体の側壁に形成された開口部に嵌められるとともに、マウス本体の外側方向に前記開口部から部分的に突出され、その厚さ全体にかけて軸方向に延長されて円周方向に配置される複数個の貫通孔を有し、押されたとき、スプリングの弾性力に反してマウス本体の内側方向に引っ込み、スプリングの弾性力によりマウス本体の外側方向に突出して元の状態に復元されるホイールと；
前記本体内に設置されて前記ホイールに光を照射する発光部と;
前記発光部から前記ホイールの前記各貫通孔を通過した光ビームを受け、前記ホイールの回転方向及び回転角度を把握する光センサと；を含んで構成されており、
前記第１クリックボタンは、前記ホイールが押されると、クリックされるように設置されることを特徴とする請求項７記載のペン型光マウス。
【請求項１０】
接触式ボタンセンサをさらに含み、
前記接触式ボタンセンサは、マウスを握った使用者の指により接触されるように前記マウス本体の側壁に設置される透明ボタンと;
前記マウス本体内に設置され、前記透明ボタンを通して前記透明ボタンに接触される指に光を照射する発光部と;
前記指から反射された後、前記透明ボタンを通過して入る反射光を受けて案内する光ファイバと;
前記光ファイバを通して提供される光情報に基づいて指の動きを把握する位置感知センサと；を含んで構成されることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一つに記載のペン型光マウス。
【請求項１１】
スクロール機能を持つ接触式ボタンセンサをさらに含み、
前記接触式ボタンセンサは、マウスを握った使用者の指により接触されるように前記マウス本体の側壁に設置され、押されたとき、スプリングの弾性力に反してマウス本体の内側方向に引っ込み、スプリングの弾性力によりマウス本体の外側方向に突出して元の状態に復元される透明ボタンと;
前記マウス本体内に設置され、前記透明ボタンを通して前記透明ボタンに接触される指に光を照射する発光部と;
前記指から反射された後、前記透明ボタンを通過して入る反射光を受けて案内する光ファイバと;
前記光ファイバを通して提供される光情報に基づいて指の動きを把握する位置感知センサと；を含んで構成されており、
前記第１クリックボタンは、前記透明ボタンが押されると、クリックされるように設置されることを特徴とする請求項７記載のペン型光マウス。
【請求項１２】
前記ペン型光マウスが反射面に対して４０゜〜７０゜の角度を形成する場合、前記照明装置から照射された光が１４゜〜２１゜の入射角で反射面に入射されるように前記照明装置が設置されることを特徴とする請求項１または２に記載のペン型光マウス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ペン型光マウスに関するもので、詳しくは、光伝送経路及び距離とは関係なしに作動する光学系を採用し、反射面との角度とは関係なしに作動できるペン型光マウスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マウスは、キーボードと共に、最も広く使用されるコンピュータの入力装置である。既存の半球状のドーム型光マウスやボールマウスにおいては、その形態および構造によって使用上の問題点が多く提起されつつあり、これを改善するために、マウスを一般的に親しみやすいペン型構造にしようとする努力されている。
【０００３】
図１は、従来のペン型光マウスの動作概念を説明するための概略図である。
【０００４】
図１に示すように、発光部から入射された光が反射面から反射され、この反射された光が集光レンズおよび結像部を順次経過してイメージセンサに入射されることで、このイメージセンサにイメージが送られる。このとき、ペン型光マウスには、集光レンズの先端が押えられたときにクリックされるボタンが備わる。しかしながら、この集光レンズの押し動作により集光レンズまたは結像部の焦点距離が変化するため、イメージセンサに結ばれたイメージを最適の状態に維持できなくなる。したがって、従来のペン型光マウスは、結像状態をある程度認識可能な状態に維持するために、一般的に焦点距離を長く設定するが、この場合、光学系の設計において、構造及び性能上の多くの制約が伴う。特に、イメージセンサの位置や光学系が占める空間上の制約により、マウスの機能設定ボタンを所望の位置に配置できなくなる。これを補完するために、圧力センサを機能ボタンの代りに使用することもできるが、この場合、使用者が圧力センサの押し状態を感覚に依存して判断すべきであって、多くの不便さがある。また、使用上の便宜を考慮すると、ペン型光マウスは、使用者が手に持ちやすい形態及び大きさ(太さ)を有するべきである。しかしながら、従来のペン型光マウスのように、レンズのみを用いたペン型構造では、その大きさ(太さ)及び形態を使用者所望の水準に提供しにくい。
【発明の詳細な説明】
【０００５】
したがって、本発明が解決しようとする技術的課題は、新しい構造の光学系を採用して従来のペン型光マウスの使用上の欠点を改善できるペン型光マウスを提供することである。
【０００６】
本発明が解決しようとする他の技術的課題は、反射面との角度とは関係なしに自由に使用できるペン型光マウスを提供することである。
【０００７】
前記技術的課題を達成するために、本発明の一例によるペン型光マウスは、反射光を用いてマウスの動きを把握し、コンピュータモニター上の所望の位置にポインターまたはカーソルを表示するペン型マウスであって、ペン型のマウス本体と;前記マウス本体の一端に設置される透明な光学チップと;発光部と、前記発光部から発光された光を案内する光ファイバと、前記光ファイバの出力端に設置されるプリズムと、を含んで構成されており、前記マウス本体内に設置され、前記光学チップを通して前記マウス本体の外部に位置する反射面に光を照射する照明装置と;前記反射面から反射された光が自身を通過するように前記マウス本体内に設置される集光レンズと;前記集光レンズを通過した光を案内する光ファイバ束と;前記光ファイバ束から出る光を受けて結像する結像部と;前記結像部から出る光を受け、その光を電気的信号に変換するイメージセンサと;前記イメージセンサから出力される電気的信号に基づいてイメージセンサに入力された反射面のパターン情報を分析し、この分析されたパターン情報に基づいてマウスの移動方向及び移動距離を読み込み、この移動方向及び移動距離に対する情報をコンピュータ本体に送信するマイコンと;を備えることを特徴とする。
【０００８】
前記技術的課題を達成するために、本発明の他の例によるペン型光マウスは、反射光を用いてマウスの動きを把握し、コンピュータモニター上の所望の位置にポインターまたはカーソルを表示するペン型マウスであって、ペン型のマウス本体と;前記マウス本体の一端に設置される透明な光学チップと;発光部と、前記発光部から発光された光を案内する光ファイバと、前記光ファイバの出力端に設置されるプリズムと、を含んで構成されており、前記マウス本体内に設置され、前記マウス本体の外部に位置する反射面に光を照射する照明装置と;前記反射面から反射された光が前記光学チップを通して自身を通過するように前記マウス本体内に設置される集光レンズと;前記集光レンズを通過した光を案内する光ファイバ束と;前記光ファイバ束から出る光を受けて結像する結像部と;前記結像部から出る光を受け、その光を電気的信号に変換するイメージセンサと;前記イメージセンサから出力される電気的信号に基づいてイメージセンサに入力された反射面のパターン情報を分析し、この分析されたパターン情報に基づいてマウスの移動方向及び移動距離を読み込み、この移動方向及び移動距離に対する情報をコンピュータ本体に送信するマイコンと;を備えることを特徴とする。
【０００９】
前記技術的課題を達成するために、本発明のさらに他の例によるペン型光マウスは、反射光を用いてマウスの動きを把握し、コンピュータモニター上の所望の位置にポインターまたはカーソルを表示するペン型マウスであって、ペン型のマウス本体と;前記マウス本体の一端に回転自在に設置され、表面にパターンを有するボールと;発光部と、前記発光部から発光された光を案内する光ファイバと、前記光ファイバの出力端に設置されるプリズムと、を含んで構成されており、前記マウス本体内に設置され、前記ボールに光を照射する照明装置と;前記ボールから反射された光が自身を通過するように前記マウス本体内に設置される集光レンズと;前記集光レンズを通過した光を案内する光ファイバ束と;前記光ファイバ束から出る光を受けて結像する結像部と;前記結像部から出る光を受け、その光を電気的信号に変換するイメージセンサと;前記イメージセンサから出力される電気的信号に基づいてイメージセンサに入力されたボール表面のパターン情報を分析し、この分析されたパターン情報に基づいてマウスの移動方向及び移動距離を読み込み、この移動方向及び移動距離に対する情報をコンピュータ本体に送信するマイコンと;を備えることを特徴とする。
【００１０】
前述した各例で、前記発光部は、ＬＥＤからなることを特徴とする。
【００１１】
前述した各例で、スクロール機能を備え持つホイールボタンセンサをさらに含み、前記ホイールボタンセンサは、軸を中心に回転するようにマウス本体の側壁に形成された開口部に嵌められるとともに、マウス本体の外側方向に前記開口部から部分的に突出され、その厚さ全体にかけて軸方向に延長されて円周方向に配置される複数個の貫通孔を有するホイールと；前記マウス本体内に設置されて前記ホイールに光を照射する発光部と;前記発光部から前記ホイールの前記各貫通孔をそれぞれ通過した光ビームを受け、前記ホイールの回転方向及び回転角度を把握する光センサと；を含んで構成されることを特徴とする。また、ペン型光マウスは、スクロール機能を備え持つ接触式ボタンセンサをさらに含み、前記接触式ボタンセンサは、マウスを握った使用者の指により接触されるように前記マウス本体の側壁に設置される透明ボタンと;前記マウス本体内に設置され、前記透明ボタンを通して前記透明ボタンに接触される指に光を照射する発光部と;前記指から反射された後、前記透明ボタンを通過して入る反射光を受けて案内する光ファイバと;前記光ファイバを通して提供される光情報に基づいて指の動きを把握する位置感知センサと；を含んで構成されることを特徴とする。
【００１２】
前述した各例で、前記光学チップを押したとき、この押し状態を感知してクリックされるように設置される第１クリックボタンと;指の押し動作によりクリックされるように、前記マウス本体の外面に設置される第２クリックボタンと;をさらに備えることを特徴とする。このとき、スクロール機能を備え持つホイールボタンセンサをさらに含み、前記ホイールボタンセンサは、軸を中心に回転するようにマウス本体の側壁に形成された開口部に嵌められるとともに、マウス本体の外側方向に前記開口部から部分的に突出され、その厚さ全体にかけて軸方向に延長されて円周方向に配置される複数個の貫通孔を有し、押されたとき、スプリングの弾性力に反してマウス本体の内側方向に引っ込み、スプリングの弾性力によりマウス本体の外側方向に突出して元の状態に復元されるホイールと；前記本体内に設置されて前記ホイールに光を照射する発光部と;前記発光部から前記ホイールの前記各貫通孔を通過した光ビームを受け、前記ホイールの回転方向及び回転角度を把握する光センサと；を含んで構成されており、前記第１クリックボタンは、前記ホイールが押されると、クリックされるように設置されることを特徴とする。または、接触式ボタンセンサをさらに含み、前記接触式ボタンセンサは、マウスを握った使用者の指により接触されるように前記マウス本体の側壁に設置され、押されたとき、スプリングの弾性力に反してマウス本体の内側方向に引っ込み、スプリングの弾性力によりマウス本体の外側方向に突出して元の状態に復元される透明ボタンと;前記マウス本体内に設置され、前記透明ボタンを通して前記透明ボタンに接触される指に光を照射する発光部と;前記指から反射された後、前記透明ボタンを通過して入る反射光を受けて案内する光ファイバと;前記光ファイバを通して提供される光情報に基づいて指の動きを把握する位置感知センサと；を含んで構成されており、前記第１クリックボタンは、前記透明ボタンが押されると、クリックされるように設置されることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
前途した本発明の各例および利点は図を参照することでより明確な理解を得ることができるだろう。
【図１】従来のペン型光マウスの動作概念を説明するための概略図である。
【図２Ａ】本発明の多様な実施形態によるペン型光マウスをそれぞれ説明するための図である。
【図２Ｂ】本発明の多様な実施形態によるペン型光マウスをそれぞれ説明するための図である。
【図２Ｃ】本発明の多様な実施形態によるペン型光マウスをそれぞれ説明するための図である。
【図２Ｄ】本発明の多様な実施形態によるペン型光マウスをそれぞれ説明するための図である。
【図２Ｅ】本発明の多様な実施形態によるペン型光マウスをそれぞれ説明するための図である。
【図２Ｆ】本発明の多様な実施形態によるペン型光マウスをそれぞれ説明するための図である。
【図３】本発明の多様な実施形態によるペン型光マウスをそれぞれ説明するための図である。
【図４】本発明の多様な実施形態によるペン型光マウスをそれぞれ説明するための図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
[実施形態１]
図２Ａ乃至図２Ｆは、本発明の第１実施形態によるペン型光マウスを説明するための図である。
【００１５】
図２Ａ乃至図２Ｃに示すように、本発明の第１実施形態によるペン型光マウスは、マウス本体１１０を備えており、このマウス本体１１０内には、光学チップ１２０と、第１および第２クリックボタン１３１,１３２と、ホイールボタンセンサ１４０または接触式ボタンセンサと、照明装置１５０と、集光レンズ１６１と、光ファイバ束１６２と、結像部１６３と、イメージセンサ１７０と、マイコン(図示せず)と、が備わる。
【００１６】
マウス本体１１０は、私たち人間に最も親しい筆記道具であるペン形態を有する。本発明によりマウスをペン形態にすると、長時間使用しても疲労感を感じることなく、携帯が簡便になり、狭い空間でも使用が容易になるとともに、精密な作業や筆記体の表現などに一層優れた機能を有するようになる。
【００１７】
光学チップ１２０は、透明体からなり、光学チップ１２０を反射面に当てて押したとき、スプリングの弾性力に反してマウス本体１１０の内側方向に移動し、押し状態が解除されたときは、スプリングの弾性力によりマウス本体１１０の外側方向に再び移動し、元の状態に復元される。また、光学チップ１２０は、左右に揺れないように、ホルダー(図示せず)により固定される。
【００１８】
通常のマウスの左側クリックボタンに該当する第１クリックボタン１３１は、光学チップ１２０がマウス本体１１０の内側方向に移動するときにクリックされるように、マウス本体１１０に設置される。通常のマウスの右側クリックボタンに該当する第２クリックボタン１３２は、指の押し動作によりクリックされるように、マウス本体１１０の外面に設置される。一般に、スプリングは、第１クリックボタン１３１のクリック作用に用いられるが、スプリングの代りに圧力センサを使用することもできる。この場合、圧力センサは、光学チップ１２０の押し状態を感知して第１クリックボタン１３１がクリックされるように作動する。
【００１９】
図２Ｂに結び付けて図２Ｄを参照すると、ホイールボタンセンサ１４０は、ホイール１４１と、発光部１４２と、光センサ１４３と、を含んでスクロール機能を持つ。
【００２０】
ホイール１４１には、このホイール１４１の厚さ全体にかけて軸方向に延長されるとともに、円周方向に配置される複数個の貫通孔が設けられている。また、このホイール１４１は、軸を中心に回転するようにマウス本体１１０の側壁に形成された開口部に嵌められるとともに、マウス本体１１０の外側方向にその開口部から部分的に突出されている。発光部１４２は、マウス本体１１０内に設置されてホイール１４１に光を照射する。光センサ１４３は、ホイール１４１の各貫通孔を通過した光ビームをそれぞれ受け、この光ビームを位相差の異なる電気的信号に変換する。前記電気的信号に基づいて、光センサ１４３は、ホイール１４１の回転方向及び回転角度を把握する。このとき、ホイール１４１は、回転運動もするが、押されたとき、スプリングの弾性力に反してマウス本体１１０の内側方向に引っ込み、押し状態が解除されると、スプリングの弾性力によりマウス本体１１０の外側方向に突出して元の状態に復元される。ホイール１４１が押されてマウス本体１１０の内側方向に移動するときは、第１クリックボタン１３１がクリックされるようにして、通常のマウスの左側クリックボタンに該当する機能が行われる。
【００２１】
一方、ホイールボタンセンサ１４０に含まれるホイール１４１の小型化には限界があり、ペン型光マウスを小型化するのに大きな障害となっている、したがって、ホイールボタンセンサ１４０のスクロール機能と同一の機能を行う接触式ボタンセンサを採用することができる。
【００２２】
図２Ａに結び付けて図２Ｅを参照すると、接触式ボタンセンサ１８０は、透明ボタン１８１と、発光部１８２と、光ファイバ(図示せず)と、位置感知センサ１８３と、を含んで構成される。
【００２３】
透明ボタン１８１は、マウスを握った使用者の指により接触されるように、マウス本体１１０の側壁に設置される。発光部１８２は、マウス本体１１０内に設置され、透明ボタン１８１を通して、この透明ボタン１８１に接触される使用者の指に光を照射する。光ファイバは、指から反射した後、透明ボタン１８１を通過して入る光を受け、この反射された光を位置感知センサ１８３に案内する。位置感知センサ１８３は、光ファイバを通して受けた光情報に基づいて指の動きを把握する。このとき、透明ボタン１８１は、押されるとき、スプリングの弾性力に反してマウス本体１１０の内側方向に引っ込み、押し状態が解除されると、スプリングの弾性力によりマウス本体１１０の外側方向に突出されて元の状態に復元される。透明ボタン１８１は、押されてマウス本体１１０の内側方向に移動するとき、第１クリックボタン１３１がクリックされるようにして、通常のマウスの左側クリックボタンに該当する機能が行われる。
【００２４】
指には指紋があるため、指から反射された光は、それぞれ特定のパルス波形を有するようになる。すなわち、透明ボタン１８１に接触する指の移動方向によって、この特定のパルス波形が特定の位相を有するので、接触式ボタンセンサ１８０は、このパルス波形の位相を検出して指のスクロール方向を判断することができる。
【００２５】
第１クリックボタン１３１、第２クリックボタン１３２、ホイール１４１及び透明ボタン１８１は、通常のマウスと同じ方式で動作される。すなわち、本発明のペン型光マウスは、光学チップ１２０を反射面に当てて押すか、指によりホイール１４１または透明ボタン１８１を押すことで、表示窓の使用者所望のアイコンなどを選択し、第２クリックボタン１３２を押すことで、表示窓のポップアップメニュー窓が表示されるようにして、使用者は、ポップアップメニューに表示された各機能を選択することができる。もちろん、ホイール１４１または透明ボタン１８１を用いて、表示窓に表示された画面を上下にスクロールすることもできる。
【００２６】
また、図２Ａ乃至図２Ｃに示すように、照明装置１５０は、光学チップ１２０を通して、マウス本体１１０の外部に位置する反射面に光を照射する機能をする。この機能を行うために、照明装置１５０は、発光部１５１と、この発光部１５１から発光された光を案内する光ファイバ１５２と、この光ファイバ１５２の出力端に設置されるプリズム１５３と、から構成される。発光部１５１には、ＬＥＤ(Light Emitting Diode)またはＥＬ(Electro Luminescent)素子などが使用される。
【００２７】
前記構造を有する光マウスは、照明装置１５０から照射された後、凹凸パターンを有する反射面から不規則に反射される光をイメージセンサ１７０により読み込んで反射面の凹凸パターンを感知し、移動によって感知された凹凸パターンの変位を測定して光マウスの移動方向および移動距離を測定するようになる。
【００２８】
図２Ｆは、一般的なコピー用紙や机の表面を反射面にしてペン型光マウスを使用する場合を示した概略図であって、図２Ｆの(１)は、反射面に入射される光の入射角が大きい場合を、図２Ｆの(２)は、反射面に入射される光の入射角が小さい場合をそれぞれ示している。
【００２９】
図２Ｆに示すように、入射角が小さい場合に入射光を受ける面積は、入射角が大きい場合に入射光を受ける面積よりも小さいため、入射光を反射する凹凸パターンの個数が減少する。よって、イメージセンサは、入射角が小さい場合、反射面の凹凸パターンを正確に区別することができる。
【００３０】
したがって、本発明の実施形態によるペン型光マウスにおいては、ペン型光マウスが反射面に対して４０゜〜７０゜の角度を形成する場合、照明装置１５０から照射された光が１４゜〜２１゜の入射角で反射面に入射されるように照明装置１５０が設置される。
【００３１】
また、図２Ａ乃至図２Ｃに示すように、反射面に照射された光は、反射面から反射されてマウス本体１１０の内側に入り、集光レンズ１６１、光ファイバ束１６２及び結像部１６３を順次経過してイメージセンサ１７０に到達する。
【００３２】
集光レンズ１６１は、マウス本体１１０の内側に入った光が光ファイバ束１６２によく集光されるようにする。光ファイバ束１６２は、光ファイバ束１６２自体のイメージガイディング(image guiding)特性によって、集光レンズ１６１を通過した光を歪曲なしに結像部１６３に伝達する。結像部１６３は、結像レンズからなり、光ファイバ束１６２から出る光がイメージセンサ１７０に正確なイメージとして結ばれるようにする。このとき、光ファイバ束１６２は、光を安定的に案内するために、固定台などを用いて両端が集光レンズ１６１及び結像部１６３にそれぞれ固定されるように設置される。
【００３３】
前述したように、従来のペン型光マウスは、光学チップを押して第１クリックボタンがクリックされるとき、反射面からイメージセンサまでの距離が変わるようになり、ポインターおよびカーソルの座標値測定に問題が発生する。しかしながら、本発明の場合、光学チップ１２０を押したとき、反射面からイメージセンサ１７０までの直線距離は変わるが、光ファイバ束１６２は、柔軟性があって曲がるだけで、それ自体の長さが変わることはないので、反射面からイメージセンサ１７０までの距離変化に影響を受けない。したがって、ポインターおよびカーソルの座標値を正確に測定することができる。
【００３４】
イメージセンサ１７０は、結像部１６３から出た光を受け、これを電気的信号に変換する。イメージセンサ１７０には、ＣＭＯＳセンサやＣＣＤ(charge coupled device)などを使用することができ、ＣＭＯＳセンサを使用する場合、マイコン回路と共に一つのチップにパッケージングできるという長所がある。マイコン(図示せず)は、イメージセンサ１７０から出力される電気的信号に基づいてイメージセンサ１７０に入力された反射面の凹凸パターン情報を分析し、マウスの移動方向及び移動距離を読み込み、これをコンピュータ本体(図示せず)に送信する。
【００３５】
一方、結像部１６３およびイメージセンサ１７０は、光マウスの大きさ及び太さを考慮して、それらの光軸が一直線をなすように設置してもよく、結像部１６３は、鏡および結像レンズにより構成することで、入力された光を屈折して出力し、イメージセンサ１７０は、屈折した光が入力されるように設置してもよい。
[実施形態２]
図３は、本発明の第２実施形態によるペン型光マウスを説明するための概略図である。
【００３６】
本発明の第２実施形態によるペン型光マウスは、マウス本体を備えており、このマウス本体内には、光学チップと、各クリックボタンと、ホイールボタンセンサまたは接触式ボタンセンサと、照明装置と、集光レンズと、光ファイバ束と、結像部と、イメージセンサと、マイコンと、が備わる。本実施形態は、第１実施形態と比較すると、照明装置および集光レンズの設置位置が異なるだけで、他の構成要素の機能などは同一なので、反復される説明は省略する。
【００３７】
図２Ａに結び付けて図３を参照すると、本実施形態によるペン型光マウスの照明装置１５０は、光学チップ１２０を通過せずに直接反射面に光を照射し、集光レンズ１６１は、反射面から反射された光が光学チップ１２０から出た後、自身を通過するように光学チップ１２０の内側に設置される。この実施形態において、ペン型光マウスが反射面に対して４０゜〜７０゜の角度を形成する場合、発光部１５１から照射された光が１４゜〜２１゜の入射角で反射面に入射されるように照明装置１５０が設置され、光ファイバ束１６２の両端は、固定台などを用いて集光レンズ１６１及び結像部１６３にそれぞれ固定されるように設置される。
【００３８】
この場合、映像は、反射面に直接接触される光学チップ１２０の先端からイメージセンサ１７０に入力されるので、光学チップ１２０の先端の左右揺れがない限り、ペン型光マウスと反射面との角度がある程度変化しても、ポインターおよびカーソルの位置や焦点距離の変化はないので、ペン型光マウスの使用における精密度を一層高めることができる。
【００３９】
本発明の図示の実施形態についての前記説明は、当業者であれば理解できるであろうが、請求項に記載されているものも含め、これらで全てというわけではない。また本発明の技術的範囲内において種々の均等な変更が可能である。
[実施形態３]
図４は、本発明の第３実施形態によるペン型光マウスを説明するための概略図である。
【００４０】
本発明の第３実施形態によるペン型光マウスは、マウス本体を備えており、このマウス本体内には、ボールと、各クリックボタンと、ホイールボタンセンサまたは接触式ボタンセンサと、照明装置と、集光レンズと、光ファイバ束と、結像部と、イメージセンサと、マイコンと、が備わる。本実施形態は、第１実施形態と比較すると、光学チップの代わりにボールが備わる点と、照明装置からの光照射領域および集光レンズの設置位置が異なるだけで、他の構成要素の機能などは同一であるので、反復される説明は省略する。
【００４１】
図２Ａに結び付けて図４を参照すると、ボール２１０は、表面にパターンが形成されており、本体１１０の一端に回転自在に設置される。すなわち、ボール２１０は、実施形態１による光マウスにおける光学チップ１２０の設置位置に回転自在に設置される。
【００４２】
照明装置１５０は、ボール２１０に光を照射するように設置される。実施形態１と同様に、照明装置１５０は、発光部１５１と、この発光部１５１から発光された光を案内する光ファイバ１５２と、この光ファイバ１５２の出力端に設置されるプリズム１５３と、を含んで構成される。
【００４３】
集光レンズ１６１は、ボール２１０の表面から反射された光が自身を通過するように設置され、光ファイバ束１６２の両端は、固定台などを用いて集光レンズ１６１及び結像部１６３にそれぞれ固定されるように設置される。
【００４４】
この場合、特定のパターンを有するボール２１０をマウス本体１１０の端部に設置することで、ペン型光マウスを底面に接触して移動すると、ボール２１０が回転するようになり、イメージセンサ１７０は、集光レンズ１６１、光ファイバ束１６２および結像部１６３を通してボール２１０の表面に形成されたパターンを認識し、この認識されたボールパターンに基づいてマウスの移動方向を知ることができる。この場合、マウスの移動方向は、ボール２１０の回転により知ることができるので、反射面との角度とは関係なしに、自由に光マウスを使用できるという長所がある。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明によると、光ファイバ束を通して光が伝播されるため、反射面からイメージセンサまでの距離及び光伝送経路に影響を受けることなく、光学系を用いてペン型光マウスを改善し、光学系の構造とは関係なしに映像伝送特性を実現することで、良好な映像をイメージセンサに伝達することができる。
【００４６】
また、反射面に直接接触される光学チップの先端からイメージセンサに映像を入力することで、反射面に対して形成されたペン型光マウスの角度がある程度変化しても、マウスポインターやカーソルの位置および焦点距離に変化がないので、ペン型光マウスの使用における精密度を一層高めることができる。
【００４７】
また、特定のパターンを有するボールを本体の端部に設置し、そのボールから反射される光に基づいて光マウスの移動方向を把握することで、反射面に対して形成された光マウスの角度とは関係なしに自由に光マウスを使用することができる。
【図１】
2006503381.tif 000003
2006503381.tif 000004
【図２Ｂ】
2006503381.tif 000005
【図２Ｃ】
2006503381.tif 000006
2006503381.tif 000007
【図２Ｅ】
2006503381.tif 000008
【図２Ｆ】
2006503381.tif 000009
【図３】
2006503381.tif 000010
【図４】
2006503381.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成17年1月21日(2005.1.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射光を用いてマウスの動きを把握し、コンピュータモニター上の所望の位置にポインターまたはカーソルを表示するペン型光マウスであって;
ペン型のマウス本体と;
前記マウス本体の一端に設置される透明な光学チップと;
第１発光部と、前記第１発光部から発光された光を案内する第１光ファイバと、前記第１光ファイバの出力端に設置されるプリズムと、を含んで構成されており、前記マウス本体内に設置され、前記光学チップを通して前記マウス本体の外部に位置する反射面に光を照射する照明装置と;
前記反射面から反射された光が自身を通過するように前記マウス本体内に設置される集光レンズと;
前記集光レンズを通過した光を案内する光ファイバ束と;
前記光ファイバ束から出る光を受けて結像する結像部と;
前記結像部から出る光を受け、その光を電気的信号に変換するイメージセンサと;
前記イメージセンサから出力される電気的信号に基づいてイメージセンサに入力された反射面のパターン情報を分析し、この分析されたパターン情報に基づいてマウスの移動方向及び移動距離を読み込み、この移動方向及び移動距離に対する情報をコンピュータ本体に送信するマイコンと;
マウスを握った使用者の指により接触されるように前記マウス本体の側壁に設置される透明ボタンと、前記マウス本体内に設置され、前記透明ボタンを通して前記透明ボタンに接触される指に光を照射する第２発光部と、前記指から反射された後、前記透明ボタンを通過して入る反射光を受けて案内する第２光ファイバと、前記第２光ファイバを通して提供される光情報に基づいて指の動きを把握する位置感知センサと、を含んで構成され、スクロール機能を行う接触式ボタンセンサと；を備えることを特徴とするペン型光マウス。
【請求項２】
反射光を用いてマウスの動きを把握し、コンピュータモニター上の所望の位置にポインターまたはカーソルを表示するペン型光マウスであって;
ペン型のマウス本体と；
前記マウス本体の一端に設置される透明な光学チップと；
第１発光部と、前記第１発光部から発光された光を案内する第１光ファイバと、前記第１光ファイバの出力端に設置されるプリズムと、を含んで構成されており、前記マウス本体内に設置され、前記マウス本体の外部に位置する反射面に光を照射する照明装置と;
前記反射面から反射された光が前記光学チップを通して自身を通過するように前記マウス本体内に設置される集光レンズと;
前記集光レンズを通過した光を案内する光ファイバ束と;
前記光ファイバ束から出る光を受けて結像する結像部と;
前記結像部から出る光を受け、その光を電気的信号に変換するイメージセンサと;
前記イメージセンサから出力される電気的信号に基づいてイメージセンサに入力された反射面のパターン情報を分析し、この分析されたパターン情報に基づいてマウスの移動方向及び移動距離を読み込み、この移動方向及び移動距離に対する情報をコンピュータ本体に送信するマイコンと;
マウスを握った使用者の指により接触されるように前記マウス本体の側壁に設置される透明ボタンと、前記マウス本体内に設置され、前記透明ボタンを通して前記透明ボタンに接触される指に光を照射する第２発光部と、前記指から反射された後、前記透明ボタンを通過して入る反射光を受けて案内する第２光ファイバと、前記第２光ファイバを通して提供される光情報に基づいて指の動きを把握する位置感知センサと、を含んで構成され、スクロール機能を行う接触式ボタンセンサと；を備えることを特徴とするペン型光マウス。
【請求項３】
反射光を用いてマウスの動きを把握し、コンピュータモニター上の所望の位置にポインターまたはカーソルを表示するペン型光マウスであって;
ペン型のマウス本体と;
前記マウス本体の一端に回転自在に設置され、表面にパターンを有するボールと;
第１発光部と、前記第１発光部から発光された光を案内する第１光ファイバと、前記第１光ファイバの出力端に設置されるプリズムと、を含んで構成されており、前記マウス本体内に設置され、前記ボールに光を照射する照明装置と;
前記ボールから反射された光が自身を通過するように前記マウス本体内に設置される集光レンズと;
前記集光レンズを通過した光を案内する光ファイバ束と;
前記光ファイバ束から出る光を受けて結像する結像部と;
前記結像部から出る光を受け、その光を電気的信号に変換するイメージセンサと;
前記イメージセンサから出力される電気的信号に基づいてイメージセンサに入力されたボール表面のパターン情報を分析し、この分析されたパターン情報に基づいてマウスの移動方向及び移動距離を読み込み、この移動方向及び移動距離に対する情報をコンピュータ本体に送信するマイコンと;
マウスを握った使用者の指により接触されるように前記マウス本体の側壁に設置される透明ボタンと、前記マウス本体内に設置され、前記透明ボタンを通して前記透明ボタンに接触される指に光を照射する第２発光部と、前記指から反射された後、前記透明ボタンを通過して入る反射光を受けて案内する第２光ファイバと、前記第２光ファイバを通して提供される光情報に基づいて指の動きを把握する位置感知センサと、を含んで構成され、スクロール機能を行う接触式ボタンセンサと；を備えることを特徴とするペン型光マウス。
【請求項４】
前記第１発光部は、ＬＥＤからなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載のペン型光マウス。
【請求項５】
前記結像部および前記イメージセンサは、それらの光軸が一直線をなして設置されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載のペン型光マウス。
【請求項６】
前記結像部は、入力された光を屈折するように設置され、
前記イメージセンサは、前記結像部から屈折した光が入力されるように設置されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載のペン型光マウス。
【請求項７】
前記光学チップを押したとき、この押し状態を感知してクリックされるように設置される第１クリックボタンと;
指の押し動作によりクリックされるように、前記マウス本体の外面に設置される第２クリックボタンと;をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載のペン型光マウス。
【請求項８】
スクロール機能を行うホイールボタンセンサをさらに含み、
前記ホイールボタンセンサは、軸を中心に回転するようにマウス本体の側壁に形成された開口部に嵌められるとともに、マウス本体の外側方向に前記開口部から部分的に突出され、その厚さ全体にかけて軸方向に延長されて円周方向に配置される複数個の貫通孔を有するホイールと；
前記本体内に設置されて前記ホイールに光を照射する第３発光部と;
前記第３発光部から前記ホイールの前記各貫通孔をそれぞれ通過した光ビームを受け、前記ホイールの回転方向及び回転角度を把握する光センサと；を含んで構成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載のペン型光マウス。
【請求項９】
スクロール機能を行うホイールボタンセンサをさらに含み、
前記ホイールボタンセンサは、軸を中心に回転するようにマウス本体の側壁に形成された開口部に嵌められるとともに、マウス本体の外側方向に前記開口部から部分的に突出され、その厚さ全体にかけて軸方向に延長されて円周方向に配置される複数個の貫通孔を有し、押されたとき、スプリングの弾性力に反してマウス本体の内側方向に引っ込み、スプリングの弾性力によりマウス本体の外側方向に突出して元の状態に復元されるホイールと；
前記本体内に設置されて前記ホイールに光を照射する第３発光部と;
前記第３発光部から前記ホイールの前記各貫通孔を通過した光ビームを受け、前記ホイールの回転方向及び回転角度を把握する光センサと；を含んで構成されており、
前記第１クリックボタンは、前記ホイールが押されると、クリックされるように設置されることを特徴とする請求項７記載のペン型光マウス。
【請求項１０】
前記透明ボタンは、押されたとき、スプリングの弾性力に反してマウス本体の内側方向に引っ込み、スプリングの弾性力によりマウス本体の外側方向に突出して元の状態に復元されるとともに、マウスを握った使用者の指により接触されるように前記マウス本体の外側壁に設置され、前記第１クリックボタンは、前記透明ボタンが押されると、クリックされるように設置されることを特徴とする請求項７記載のペン型光マウス。
【請求項１１】
スクロール機能を持つ前記ペン型光マウスが反射面に対して４０゜〜７０゜の角度を形成する場合、前記照明装置から照射された光が１４゜〜２１゜の入射角で反射面に入射されるように前記照明装置が設置されることを特徴とする請求項１または２に記載のペン型光マウス。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ペン型光マウスに関するもので、詳しくは、光伝送経路及び距離とは関係なしに作動する光学系を採用し、反射面との角度とは関係なしに作動できるペン型光マウスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マウスは、キーボードと共に、最も広く使用されるコンピュータの入力装置である。既存の半球状のドーム型光マウスやボールマウスにおいては、その形態および構造によって使用上の問題点が多く提起されつつあり、これを改善するために、マウスを一般的に親しみやすいペン型構造にしようとする努力されている。
【０００３】
図１は、従来のペン型光マウスの動作概念を説明するための概略図である。
【０００４】
図１に示すように、発光部から入射された光が反射面から反射され、この反射された光が集光レンズおよび結像部を順次経過してイメージセンサに入射されることで、このイメージセンサにイメージが送られる。このとき、ペン型光マウスには、集光レンズの先端が押えられたときにクリックされるボタンが備わる。しかしながら、この集光レンズの押し動作により集光レンズまたは結像部の焦点距離が変化するため、イメージセンサに結ばれたイメージを最適の状態に維持できなくなる。したがって、従来のペン型光マウスは、結像状態をある程度認識可能な状態に維持するために、一般的に焦点距離を長く設定するが、この場合、光学系の設計において、構造及び性能上の多くの制約が伴う。特に、イメージセンサの位置や光学系が占める空間上の制約により、マウスの機能設定ボタンを所望の位置に配置できなくなる。これを補完するために、圧力センサを機能ボタンの代りに使用することもできるが、この場合、使用者が圧力センサの押し状態を感覚に依存して判断すべきであって、多くの不便さがある。また、使用上の便宜を考慮すると、ペン型光マウスは、使用者が手に持ちやすい形態及び大きさ(太さ)を有するべきである。しかしながら、従来のペン型光マウスのように、レンズのみを用いたペン型構造では、その大きさ(太さ)及び形態を使用者所望の水準に提供しにくい。
【発明の詳細な説明】
【０００５】
したがって、本発明が解決しようとする技術的課題は、新しい構造の光学系を採用して従来のペン型光マウスの使用上の欠点を改善できるペン型光マウスを提供することである。
【０００６】
本発明が解決しようとする他の技術的課題は、反射面との角度とは関係なしに自由に使用できるペン型光マウスを提供することである。
【０００７】
前記技術的課題を達成するために、本発明の一例によるペン型光マウスは、反射光を用いてマウスの動きを把握し、コンピュータモニター上の所望の位置にポインターまたはカーソルを表示するペン型マウスであって、ペン型のマウス本体と;前記マウス本体の一端に設置される透明な光学チップと;第１発光部と、前記第１発光部から発光された光を案内する第１光ファイバと、前記第１光ファイバの出力端に設置されるプリズムと、を含んで構成されており、前記マウス本体内に設置され、前記光学チップを通して前記マウス本体の外部に位置する反射面に光を照射する照明装置と;前記反射面から反射された光が自身を通過するように前記マウス本体内に設置される集光レンズと;前記集光レンズを通過した光を案内する光ファイバ束と;前記光ファイバ束から出る光を受けて結像する結像部と;前記結像部から出る光を受け、その光を電気的信号に変換するイメージセンサと;前記イメージセンサから出力される電気的信号に基づいてイメージセンサに入力された反射面のパターン情報を分析し、この分析されたパターン情報に基づいてマウスの移動方向及び移動距離を読み込み、この移動方向及び移動距離に対する情報をコンピュータ本体に送信するマイコンと;マウスを握った使用者の指により接触されるように前記マウス本体の側壁に設置される透明ボタンと、前記マウス本体内に設置され、前記透明ボタンを通して前記透明ボタンに接触される指に光を照射する第２発光部と、前記指から反射された後、前記透明ボタンを通過して入る反射光を受けて案内する第２光ファイバと、前記第２光ファイバを通して提供される光情報に基づいて指の動きを把握する位置感知センサと、を含んで構成され、スクロール機能を行う接触式ボタンセンサと；を備えることを特徴とする。
【０００８】
前記技術的課題を達成するために、本発明の他の例によるペン型光マウスは、反射光を用いてマウスの動きを把握し、コンピュータモニター上の所望の位置にポインターまたはカーソルを表示するペン型マウスであって、ペン型のマウス本体と；前記マウス本体の一端に設置される透明な光学チップと；第１発光部と、前記第１発光部から発光された光を案内する第１光ファイバと、前記第１光ファイバの出力端に設置されるプリズムと、を含んで構成されており、前記マウス本体内に設置され、前記マウス本体の外部に位置する反射面に光を照射する照明装置と;前記反射面から反射された光が前記光学チップを通して自身を通過するように前記マウス本体内に設置される集光レンズと;前記集光レンズを通過した光を案内する光ファイバ束と;前記光ファイバ束から出る光を受けて結像する結像部と;前記結像部から出る光を受け、その光を電気的信号に変換するイメージセンサと;前記イメージセンサから出力される電気的信号に基づいてイメージセンサに入力された反射面のパターン情報を分析し、この分析されたパターン情報に基づいてマウスの移動方向及び移動距離を読み込み、この移動方向及び移動距離に対する情報をコンピュータ本体に送信するマイコンと;マウスを握った使用者の指により接触されるように前記マウス本体の側壁に設置される透明ボタンと、前記マウス本体内に設置され、前記透明ボタンを通して前記透明ボタンに接触される指に光を照射する第２発光部と、前記指から反射された後、前記透明ボタンを通過して入る反射光を受けて案内する第２光ファイバと、前記第２光ファイバを通して提供される光情報に基づいて指の動きを把握する位置感知センサと、を含んで構成され、スクロール機能を行う接触式ボタンセンサと；を備えることを特徴とする。
【０００９】
前記技術的課題を達成するために、本発明のさらに他の例によるペン型光マウスは、反射光を用いてマウスの動きを把握し、コンピュータモニター上の所望の位置にポインターまたはカーソルを表示するペン型マウスであって、ペン型のマウス本体と;前記マウス本体の一端に回転自在に設置され、表面にパターンを有するボールと;第１発光部と、前記第１発光部から発光された光を案内する第１光ファイバと、前記第１光ファイバの出力端に設置されるプリズムと、を含んで構成されており、前記マウス本体内に設置され、前記ボールに光を照射する照明装置と;前記ボールから反射された光が自身を通過するように前記マウス本体内に設置される集光レンズと;前記集光レンズを通過した光を案内する光ファイバ束と;前記光ファイバ束から出る光を受けて結像する結像部と;前記結像部から出る光を受け、その光を電気的信号に変換するイメージセンサと;前記イメージセンサから出力される電気的信号に基づいてイメージセンサに入力されたボール表面のパターン情報を分析し、この分析されたパターン情報に基づいてマウスの移動方向及び移動距離を読み込み、この移動方向及び移動距離に対する情報をコンピュータ本体に送信するマイコンと;マウスを握った使用者の指により接触されるように前記マウス本体の側壁に設置される透明ボタンと、前記マウス本体内に設置され、前記透明ボタンを通して前記透明ボタンに接触される指に光を照射する第２発光部と、前記指から反射された後、前記透明ボタンを通過して入る反射光を受けて案内する第２光ファイバと、前記第２光ファイバを通して提供される光情報に基づいて指の動きを把握する位置感知センサと、を含んで構成され、スクロール機能を行う接触式ボタンセンサと；を備えることを特徴とする。
【００１０】
前述した各例で、前記第１発光部は、ＬＥＤからなることを特徴とする。
【００１１】
前述した各例で、スクロール機能を行うホイールボタンセンサをさらに含み、前記ホイールボタンセンサは、軸を中心に回転するようにマウス本体の側壁に形成された開口部に嵌められるとともに、マウス本体の外側方向に前記開口部から部分的に突出され、その厚さ全体にかけて軸方向に延長されて円周方向に配置される複数個の貫通孔を有するホイールと；前記マウス本体内に設置されて前記ホイールに光を照射する第３発光部と;前記第３発光部から前記ホイールの前記各貫通孔をそれぞれ通過した光ビームを受け、前記ホイールの回転方向及び回転角度を把握する光センサと；を含んで構成されることを特徴とする。
【００１２】
前述した各例で、前記光学チップを押したとき、この押し状態を感知してクリックされるように設置される第１クリックボタンと;指の押し動作によりクリックされるように、前記マウス本体の外面に設置される第２クリックボタンと;をさらに備えることを特徴とする。このとき、スクロール機能を行うホイールボタンセンサをさらに含み、前記ホイールボタンセンサは、軸を中心に回転するようにマウス本体の側壁に形成された開口部に嵌められるとともに、マウス本体の外側方向に前記開口部から部分的に突出され、その厚さ全体にかけて軸方向に延長されて円周方向に配置される複数個の貫通孔を有し、押されたとき、スプリングの弾性力に反してマウス本体の内側方向に引っ込み、スプリングの弾性力によりマウス本体の外側方向に突出して元の状態に復元されるホイールと；前記本体内に設置されて前記ホイールに光を照射する第３発光部と;前記第３発光部から前記ホイールの前記各貫通孔を通過した光ビームを受け、前記ホイールの回転方向及び回転角度を把握する光センサと；を含んで構成されており、前記第１クリックボタンは、前記ホイールが押されると、クリックされるように設置されることを特徴とする。または、前記透明ボタンは、押されたとき、スプリングの弾性力に反してマウス本体の内側方向に引っ込み、スプリングの弾性力によりマウス本体の外側方向に突出して元の状態に復元されるとともに、マウスを握った使用者の指により接触されるように前記マウス本体の外側壁に設置され、前記第１クリックボタンは、前記透明ボタンが押されると、クリックされるように設置されることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
前途した本発明の各例および利点は図を参照することでより明確な理解を得ることができるだろう。
【図１】従来のペン型光マウスの動作概念を説明するための概略図である。
【図２Ａ】本発明の多様な実施形態によるペン型光マウスをそれぞれ説明するための図である。
【図２Ｂ】本発明の多様な実施形態によるペン型光マウスをそれぞれ説明するための図である。
【図２Ｃ】本発明の多様な実施形態によるペン型光マウスをそれぞれ説明するための図である。
【図２Ｄ】本発明の多様な実施形態によるペン型光マウスをそれぞれ説明するための図である。
【図２Ｅ】本発明の多様な実施形態によるペン型光マウスをそれぞれ説明するための図である。
【図２Ｆ】本発明の多様な実施形態によるペン型光マウスをそれぞれ説明するための図である。
【図３】本発明の多様な実施形態によるペン型光マウスをそれぞれ説明するための図である。
【図４】本発明の多様な実施形態によるペン型光マウスをそれぞれ説明するための図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
[実施形態１]
図２Ａ乃至図２Ｆは、本発明の第１実施形態によるペン型光マウスを説明するための図である。
【００１５】
図２Ａ乃至図２Ｃに示すように、本発明の第１実施形態によるペン型光マウスは、マウス本体１１０を備えており、このマウス本体１１０内には、光学チップ１２０と、第１および第２クリックボタン１３１,１３２と、ホイールボタンセンサ１４０または接触式ボタンセンサと、照明装置１５０と、集光レンズ１６１と、光ファイバ束１６２と、結像部１６３と、イメージセンサ１７０と、マイコン(図示せず)と、が備わる。
【００１６】
マウス本体１１０は、私たち人間に最も親しい筆記道具であるペン形態を有する。本発明によりマウスをペン形態にすると、長時間使用しても疲労感を感じることなく、その携帯が簡便になり、狭い空間でも使用が容易になるとともに、精密な作業や筆記体の表現などに一層優れた機能を有するようになる。
【００１７】
光学チップ１２０は、透明体からなり、光学チップ１２０を反射面に当てて押したとき、スプリングの弾性力に反してマウス本体１１０の内側方向に移動し、押し状態が解除されたときは、スプリングの弾性力によりマウス本体１１０の外側方向に再び移動し、元の状態に復元される。また、光学チップ１２０は、左右に揺れないように、ホルダー(図示せず)により固定される。
【００１８】
通常のマウスの左側クリックボタンに該当する第１クリックボタン１３１は、光学チップ１２０がマウス本体１１０の内側方向に移動するときにクリックされるように、マウス本体１１０に設置される。通常のマウスの右側クリックボタンに該当する第２クリックボタン１３２は、指の押し動作によりクリックされるように、マウス本体１１０の外面に設置される。一般に、スプリングは、第１クリックボタン１３１のクリック作用に用いられるが、スプリングの代りに圧力センサを使用することもできる。この場合、圧力センサは、光学チップ１２０の押し状態を感知して第１クリックボタン１３１がクリックされるよう作動する。
【００１９】
図２Ｂに結び付けて図２Ｄを参照すると、ホイールボタンセンサ１４０は、ホイール１４１と、発光部１４２と、光センサ１４３と、を含んでスクロール機能を持つ。
【００２０】
ホイール１４１には、このホイール１４１の厚さ全体にかけて軸方向に延長されるとともに、円周方向に配置される複数個の貫通孔が設けられている。また、このホイール１４１は、軸を中心に回転するようにマウス本体１１０の側壁に形成された開口部に嵌められるとともに、マウス本体１１０の外側方向にその開口部から部分的に突出されている。発光部１４２は、マウス本体１１０内に設置されてホイール１４１に光を照射する。光センサ１４３は、ホイール１４１の各貫通孔を通過した光ビームをそれぞれ受け、この光ビームを位相差の異なる電気的信号に変換する。前記電気的信号に基づいて、光センサ１４３は、ホイール１４１の回転方向及び回転角度を把握する。このとき、ホイール１４１は、回転運動もするが、押されたとき、スプリングの弾性力に反してマウス本体１１０の内側方向に引っ込み、押し状態が解除されると、スプリングの弾性力によりマウス本体１１０の外側方向に突出して元の状態に復元される。ホイール１４１が押されてマウス本体１１０の内側方向に移動するときは、第１クリックボタン１３１がクリックされるようにして、通常のマウスの左側クリックボタンに該当する機能が行われる。
【００２１】
一方、ホイールボタンセンサ１４０に含まれる、ホイール１４１には小型化する限界があり、ペン型光マウスを小型化するのに大きな障害となっている、したがって、ホイールボタンセンサ１４０のスクロール機能と同一の機能を行う接触式ボタンセンサを採用することができる。
【００２２】
図２Ａに結び付けて図２Ｅを参照すると、接触式ボタンセンサ１８０は、透明ボタン１８１と、発光部１８２と、光ファイバ(図示せず)と、位置感知センサ１８３と、を含んで構成される。
【００２３】
透明ボタン１８１は、マウスを握った使用者の指により接触されるように、マウス本体１１０の側壁に設置される。発光部１８２は、マウス本体１１０内に設置され、透明ボタン１８１を通して、この透明ボタン１８１に接触される使用者の指に光を照射する。光ファイバは、指から反射された後、透明ボタン１８１を通過して入る光を受け、この反射した光を位置感知センサ１８３に案内する。位置感知センサ１８３は、光ファイバを通して受けた光情報に基づいて指の動きを把握する。このとき、透明ボタン１８１は、押されるとき、スプリングの弾性力に反してマウス本体１１０の内側方向に引っ込み、押し状態が解除されると、スプリングの弾性力によりマウス本体１１０の外側方向に突出されて元の状態に復元される。透明ボタン１８１は、押されてマウス本体１１０の内側方向に移動するとき、第１クリックボタン１３１がクリックされるようにして、通常のマウスの左側クリックボタンに該当する機能が行われる。
【００２４】
指には指紋があるため、指から反射された光は、それぞれ特定のパルス波形を有するようになる。すなわち、透明ボタン１８１に接触する指の移動方向によって、この特定のパルス波形が特定の位相を有するので、接触式ボタンセンサ１８０は、このパルス波形の位相を検出して指のスクロール方向を判断することができる。
【００２５】
第１クリックボタン１３１、第２クリックボタン１３２、ホイール１４１及び透明ボタン１８１は、通常のマウスと同じ方式で動作される。すなわち、本発明のペン型光マウスは、光学チップ１２０を反射面に当てて押すか、指によりホイール１４１または透明ボタン１８１を押すことで、表示窓の使用者所望のアイコンなどを選択し、第２クリックボタン１３２を押すことで、表示窓のポップアップメニュー窓が表示されるようにして、使用者は、ポップアップメニューに表示された各機能を選択することができる。もちろん、ホイール１４１または透明ボタン１８１を用いて、表示窓に表示された画面を上下にスクロールすることもできる。
【００２６】
また、図２Ａ乃至図２Ｃに示すように、照明装置１５０は、光学チップ１２０を通して、マウス本体１１０の外部に位置する反射面に光を照射する機能をする。この機能を行うために、照明装置１５０は、発光部１５１と、この発光部１５１から発光された光を案内する光ファイバ１５２と、この光ファイバ１５２の出力端に設置されるプリズム１５３と、から構成される。発光部１５１には、ＬＥＤ(Light Emitting Diode)またはＥＬ(Electro Luminescent)素子などが使用される。
【００２７】
前記構造を有する光マウスは、照明装置１５０から照射された後、凹凸パターンを有する反射面から不規則に反射される光をイメージセンサ１７０により読み込んで反射面の凹凸パターンを感知し、移動によって感知された凹凸パターンの変位を測定して光マウスの移動方向および移動距離を測定するようになる。
【００２８】
図２Ｆは、一般的なコピー用紙や机の表面を反射面にしてペン型光マウスを使用する場合を示した概略図であって、図２Ｆの(１)は、反射面に入射される光の入射角が大きい場合を、図２Ｆの(２)は、反射面に入射される光の入射角が小さい場合をそれぞれ示している。
【００２９】
図２Ｆに示すように、入射角が小さい場合に入射光を受ける面積は、入射角が大きい場合に入射光を受ける面積よりも小さいため、入射光を反射する凹凸パターンの個数が減少する。よって、イメージセンサは、入射角が小さい場合、反射面の凹凸パターンを正確に区別することができる。
【００３０】
したがって、本発明の実施形態によるペン型光マウスにおいては、ペン型光マウスが反射面に対して４０゜〜７０゜の角度を形成する場合、照明装置１５０から照射された光が１４゜〜２１゜の入射角で反射面に入射されるように照明装置１５０が設置される。
【００３１】
また、図２Ａ乃至図２Ｃに示すように、反射面に照射された光は、反射面から反射されてマウス本体１１０の内側に入り、集光レンズ１６１、光ファイバ束１６２及び結像部１６３を順次経過してイメージセンサ１７０に到達する。
【００３２】
集光レンズ１６１は、マウス本体１１０の内側に入った光が光ファイバ束１６２によく集光されるようにする。光ファイバ束１６２は、光ファイバ束１６２自体のイメージガイディング(image guiding)特性によって、集光レンズ１６１を通過した光を歪曲なしに結像部１６３に伝達する。結像部１６３は、結像レンズからなり、光ファイバ束１６２から出る光がイメージセンサ１７０に正確な像として結ばれるようにする。このとき、光ファイバ束１６２は、光を安定的に案内するために、固定台などを用いて両端が集光レンズ１６１及び結像部１６３にそれぞれ固定されるように設置される。
【００３３】
前述したように、従来のペン型光マウスは、光学チップを押して第１クリックボタンがクリックされるとき、反射面からイメージセンサまでの距離が変わるようになり、ポインターおよびカーソルの座標値測定に問題が発生する。しかしながら、本発明の場合、光学チップ１２０を押したとき、反射面からイメージセンサ１７０までの直線距離は変わるが、光ファイバ束１６２は、柔軟性があって曲がるだけで、それ自体の長さが変わることはないので、反射面からイメージセンサ１７０までの距離変化に影響を受けない。したがって、ポインターおよびカーソルの座標値を正確に測定することができる。
【００３４】
イメージセンサ１７０は、結像部１６３から出た光を受け、これを電気的信号に変換する。イメージセンサ１７０には、ＣＭＯＳセンサやＣＣＤ(charge coupled device)などを使用することができ、ＣＭＯＳセンサを使用する場合、マイコン回路と共に一つのチップにパッケージングできるという長所がある。マイコン(図示せず)は、イメージセンサ１７０から出力される電気的信号に基づいてイメージセンサ１７０に入力された反射面の凹凸パターン情報を分析し、マウスの移動方向及び移動距離を読み込み、これをコンピュータ本体(図示せず)に送信する。
【００３５】
一方、結像部１６３およびイメージセンサ１７０は、光マウスの大きさ及び太さを考慮して、それらの光軸が一直線をなすように設置してもよく、結像部１６３は、鏡および結像レンズにより構成することで、入力された光を屈折して出力し、イメージセンサ１７０は、屈折した光が入力されるように設置してもよい。
[実施形態２]
図３は、本発明の第２実施形態によるペン型光マウスを説明するための概略図である。
【００３６】
本発明の第２実施形態によるペン型光マウスは、マウス本体を備えており、このマウス本体内には、光学チップと、各クリックボタンと、ホイールボタンセンサまたは接触式ボタンセンサと、照明装置と、集光レンズと、光ファイバ束と、結像部と、イメージセンサと、マイコンと、が備わる。本実施形態は、第１実施形態と比較すると、照明装置および集光レンズの設置位置が異なるだけで、他の構成要素の機能などは同一なので、反復される説明は省略する。
【００３７】
図２Ａに結び付けて図３を参照すると、本実施形態によるペン型光マウスの照明装置１５０は、光学チップ１２０を通過せずに直接反射面に光を照射し、集光レンズ１６１は、反射面から反射された光が光学チップ１２０から出た後、自身を通過するように光学チップ１２０の内側に設置される。この実施形態において、ペン型光マウスが反射面に対して４０゜〜７０゜の角度を形成する場合、発光部１５１から照射された光が１４゜〜２１゜の入射角で反射面に入射されるように照明装置１５０が設置され、光ファイバ束１６２の両端は、固定台などを用いて集光レンズ１６１及び結像部１６３にそれぞれ固定されるように設置される。
【００３８】
この場合、映像は、反射面に直接接触される光学チップ１２０の先端からイメージセンサ１７０に入力されるので、光学チップ１２０の先端の左右揺れがない限り、ペン型光マウスと反射面との角度がある程度変化しても、ポインターおよびカーソルの位置や焦点距離の変化はないので、ペン型光マウスの使用における精密度を一層高めることができる。
[実施形態３]
図４は、本発明の第３実施形態によるペン型光マウスを説明するための概略図である。
【００３９】
本発明の第３実施形態によるペン型光マウスは、マウス本体を備えており、このマウス本体内には、ボールと、各クリックボタンと、ホイールボタンセンサまたは接触式ボタンセンサと、照明装置と、集光レンズと、光ファイバ束と、結像部と、イメージセンサと、マイコンと、が備わる。本実施形態は、第１実施形態と比較すると、光学チップの代わりにボールが備わる点と、照明装置からの光照射領域および集光レンズの設置位置が異なるだけで、他の構成要素の機能などは同一であるので、反復される説明は省略する。
【００４０】
図２Ａに結び付けて図４を参照すると、ボール２１０は、表面にパターンが形成されており、本体１１０の一端に回転自在に設置される。すなわち、ボール２１０は、実施形態１による光マウスにおける光学チップ１２０の設置位置に回転自在に設置される。
【００４１】
照明装置１５０は、ボール２１０に光を照射するように設置される。実施形態１と同様に、照明装置１５０は、発光部１５１と、この発光部１５１から発光された光を案内する光ファイバ１５２と、この光ファイバ１５２の出力端に設置されるプリズム１５３と、を含んで構成される。
【００４２】
集光レンズ１６１は、ボール２１０の表面から反射された光が自身を通過するように設置され、光ファイバ束１６２の両端は、固定台などを用いて集光レンズ１６１及び結像部１６３にそれぞれ固定されるように設置される。
【００４３】
この場合、特定のパターンを有するボール２１０をマウス本体１１０の端部に設置することで、ペン型光マウスを底面に接触して移動すると、ボール２１０が回転するようになり、イメージセンサ１７０は、集光レンズ１６１、光ファイバ束１６２および結像部１６３を通してボール２１０の表面に形成されたパターンを認識し、この認識されたボールパターンに基づいてマウスの移動方向を知ることができる。この場合、マウスの移動方向は、ボール２１０の回転により知ることができるので、反射面との角度とは関係なしに、自由に光マウスを使用できるという長所がある。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明によると、光ファイバ束を通して光が伝播されるため、反射面からイメージセンサまでの距離及び光伝送経路に影響を受けることなく、光学系を用いてペン型光マウスを改善し、光学系の構造とは関係なしに映像伝送特性を実現することで、良好な映像をイメージセンサに伝達することができる。
【００４５】
また、反射面に直接接触される光学チップの先端からイメージセンサに映像を入力することで、反射面に対して形成されたペン型光マウスの角度がある程度変化しても、マウスポインターやカーソルの位置および焦点距離に変化がないので、ペン型光マウスの使用における精密度を一層高めることができる。
【００４６】
また、特定のパターンを有するボールを本体の端部に設置し、そのボールから反射される光に基づいて光マウスの移動方向を把握することで、反射面に対して形成された光マウスの角度とは関係なしに自由に光マウスを使用することができる。
【国際調査報告】
2006503381.tif 000012