(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作者により印加される外力をＸ方向、Ｙ方向それぞれの成分について検出するセンサ部と、該センサ部の前記各方向についての出力をそれぞれ増幅する増幅部と、前記外力が零のときの前記増幅部からの前記各方向についてのオフセット値をそれぞれ調整するための基準電圧を前記増幅部に出力する基準電圧発生部と、該基準電圧発生部を制御すると共に前記増幅部から前記オフセット値とは異なる値が出力されている間はカーソルの移動速度を決める基準値を前記オフセット値の大小に応じ算出して上位装置に出力する制御部と、を具えるポインティングデバイスにおいて、
前記センサ部で検出される前記Ｘ方向、前記Ｙ方向の成分は、第１の電極及び第２の電極によりそれぞれ検出されると共に、前記第１の電極及び前記第２の電極でそれぞれ検出された前記オフセット値にそれぞれ不感帯を設け、
前記ポインティングデバイスの起動後に初期化処理として前記各方向のオフセット値を調整すると共に該起動後から、温度によるドリフト変化が検出可能であって、前記オフセット値に変動が生じていないと判断されるために必要とされる時間を経過するまでは前記オフセット値の監視および必要に応じその調整をする、オフセット値初期安定化手段を更に具えたこと
を特徴とするポインティングデバイス。
【請求項２】
操作者により印加される外力をＸ方向、Ｙ方向それぞれの成分について検出するセンサ部と、該センサ部の前記各方向についての出力をそれぞれ増幅する増幅部と、前記外力が零のときの前記増幅部からの前記各方向についてのオフセット値をそれぞれ調整するための基準電圧を前記増幅部に出力する基準電圧発生部と、該基準電圧発生部を制御すると共に前記増幅部から前記オフセット値とは異なる値が出力されている間はカーソルの移動速度を決める基準値を前記オフセット値の大小に応じ算出して上位装置に出力する制御部と、を具えるポインティングデバイスにおいて、
前記センサ部で検出される前記Ｘ方向、前記Ｙ方向の成分は、第１の電極及び第２の電極によりそれぞれ検出されると共に、前記第１の電極及び前記第２の電極でそれぞれ検出された前記オフセット値にそれぞれ不感帯を設け、
前記ポインティングデバイスの動作中において、前記オフセット値の温度によるドリフト変動が監視可能である時間間隔で前記オフセット値を監視し、かつ前記オフセット値が不感帯に対応する値以上に前記ドリフト変動していると判断された場合にはその調整をする、オフセット値調整手段を更に具えた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】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、表示装置上に表示されるカーソルの移動を制御するポインティングデバイスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば特開平４−１４８８３３号公報には、操作者の操作によるＸ方向およびＹ方向それぞれの操作荷重の変化を検出するセンサ部と、この検出した変化量を電圧に変換する変換器と、該変換器の出力を増幅し後段の装置に出力する増幅器とを具えた力検出装置が開示されている。この力検出装置は、パーソナルコンピュータやワークステーション等（以下、上位装置ともいう。）に具わる表示装置の画面上の希望位置にカーソルを移動させるためのポインティングデバイスとして利用できると考えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報には、上記力検出装置をカーソル移動用のポインティングデバイスとして良好に使用し得る技術的手段は、具体的には開示されていない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
そこで、この出願では、操作者により印加される外力をＸ方向、Ｙ方向それぞれの成分について検出するセンサ部と、該センサ部の前記各方向についての出力をそれぞれ増幅する増幅部と、前記外力が零のときの前記増幅部からの前記各方向についての出力値（オフセット値）をそれぞれ調整するための基準電圧を前記増幅部に出力する基準電圧発生部と、該基準電圧発生部を制御すると共に前記増幅部から前記オフセット値とは異なる値（ただし、ある許容範囲外のときを前記異なる値とする場合でも良い。）が出力されている間はカーソルの移動速度を決める基準値を前記オフセット値の大小に応じ算出して上位装置に出力する制御部と、を具えるポインティングデバイスであって、以下の構成のポインティングデバイス（第１及び第２の発明）を主張する。
【０００５】
１．第１の参考例
カーソルの移動速度を決める前記基準値を算出する際に用いる係数を前記増幅部から出力の大小に応じて変更して前記基準値を決める、カーソル移動速度変更手段をさらに具えたポインティングデバイス。なお、この第１の参考例では、上記カーソル移動速度変更手段の代わりに、カーソルの移動速度を決める前記基準値を前記増幅部からの出力の大小に応じて指数関数に従い変更するためのカーソル移動速度変更手段を具える構成も主張する。
【０００６】
２．第１の発明
操作者により印加される外力をＸ方向、Ｙ方向それぞれの成分について検出するセンサ部と、該センサ部の前記各方向についての出力をそれぞれ増幅する増幅部と、前記外力が零のときの前記増幅部からの前記各方向についてのオフセット値をそれぞれ調整するための基準電圧を前記増幅部に出力する基準電圧発生部と、該基準電圧発生部を制御すると共に前記増幅部から前記オフセット値とは異なる値が出力されている間はカーソルの移動速度を決める基準値を前記オフセット値の大小に応じ算出して上位装置に出力する制御部と、を具えるポインティングデバイスであり、次の特徴を具えている。
前記センサ部で検出される前記Ｘ方向、前記Ｙ方向の成分は、第１の電極及び第２の電極によりそれぞれ検出されると共に、前記第１の電極及び前記第２の電極でそれぞれ検出された前記オフセット値にそれぞれ不感帯が設けられている。
前記ポインティングデバイスの起動後に初期化処理として前記各方向のオフセット値を調整すると共に該起動後から、温度によるドリフト変化が検出可能であって、前記オフセット値に変動が生じていないと判断されるために必要とされる時間を経過するまでは前記オフセット値の監視および必要に応じその調整をする、オフセット値初期安定化手段が更に具えられている。
【０００７】
３．第２の発明
操作者により印加される外力をＸ方向、Ｙ方向それぞれの成分について検出するセンサ部と、該センサ部の前記各方向についての出力をそれぞれ増幅する増幅部と、前記外力が零のときの前記増幅部からの前記各方向についてのオフセット値をそれぞれ調整するための基準電圧を前記増幅部に出力する基準電圧発生部と、該基準電圧発生部を制御すると共に前記増幅部から前記オフセット値とは異なる値が出力されている間はカーソルの移動速度を決める基準値を前記オフセット値の大小に応じ算出して上位装置に出力する制御部と、を具えるポインティングデバイスであり、次の特徴を具えている。
前記センサ部で検出される前記Ｘ方向、前記Ｙ方向の成分は、第１の電極及び第２の電極によりそれぞれ検出されると共に、前記第１の電極及び前記第２の電極でそれぞれ検出された前記オフセット値にそれぞれ不感帯が設けられている。
前記ポインティングデバイスの動作中において、前記オフセット値の温度によるドリフト変動が監視可能である時間間隔で前記オフセット値を監視し、かつ前記オフセット値が不感帯に対応する値以上に前記ドリフト変動していると判断された場合にはその調整をする、オフセット値調整手段が更に具えられている。
【０００８】
４．第２の参考例
(1)：第１の参考例に係るカーソル移動速度変更手段、(2)：第１の発明に係るオフセット値初期安定化手段、および(3)：第２の発明に係るオフセット値調整手段の少なくとも２つの手段をさらに具えたポインティングデバイス。具体的には、(1)および(2)の２つの手段を含む場合、(1)および(3)の２つの手段を含む場合、(2)および(3)の２つの手段を含む場合、(1)、(2)および(3)の３つの手段全てを含む場合である。
【０００９】
【作用】
この出願の第１の参考例の構成によれば、カーソルの移動速度を決める基準値を算出する際に用いる係数が、センサ部に操作者が加えた力の大小に応じて変更されるから、たとえば係数を一定にしてカーソルの移動速度を決める基準値を算出する場合に比べ、操作者が加えた荷重の感触により合致した移動速度でカーソルを移動させることができる。また、この第１の参考例において、カーソルの移動速度を決める基準値を増幅部からの出力の大小に応じて指数関数に従い変更する構成の場合も、操作者が加えた荷重の感触により合致した移動速度でカーソルを移動させることができる。
【００１０】
この出願の第１の発明の構成によれば、本来はセンサ部に外力が印加されていない状態で増幅部のオフセット値は初期化されるべきところに、操作者等による外力が万一センサ部に及んで異常なオフセット値が設定されたとしても、ポインティングデバイス起動時から所定の期間を経過するまでは該オフセット値の見直しが可能なポインティングデバイスが提供される。
【００１１】
この出願の第２の発明の構成によれば、初期状態において所望の値に設定された増幅部のオフセット値が、例えば周囲温度変化に起因する回路特性の変化によりドリフトした場合でも、このドリフトしたオフセット値を適時修正し得るポインティングデバイスが提供される。
【００１２】
この出願の第２の参考例の構成によれば、上記第１の参考例、第１の発明及び第２の発明の各作用の少なくとも２つの作用を示すポインティングデバイスが提供される。
【００１３】
【実施例】
以下、図面を参照してこの出願の各実施例及び参考例について併せて説明する。しかしながら説明に用いる各図はこれら実施例及び参考例を理解出来る程度に概略的に示してあるにすぎない。また説明に用いる各図において同様な構成成分については同一の番号を付して示し、その重複する説明を省略することもある。
【００１４】
１．構成の説明
図１〜図３は実施例及び参考例のポインティングデバイスの構成を説明するための図である。特に図１は実施例及び参考例のポインティングデバイスの全体構成の説明図、図２はセンサ部の説明図、図３は制御部などを構成しているマイクロコンピュータの機能ブロック図である。
【００１５】
この実施例のポインティングデバイスは、所定のセンサ部１１と、所定の増幅部１３と、所定の基準電圧発生部１５と、マイクロコンピュータ１７とを具える。このマイクロコンピュータ１７は、制御部１７ａ、第１の参考例に係るカーソル移動速度変更手段１７ａａ、第１の発明に係るオフセット値初期安定化手段１７ａｂ、第２の発明に係るオフセット値調整手段１７ａｃ等を構成している。以下、これら各構成成分について詳細に説明する。
【００１６】
センサ部１１は操作者により印加される外力を２次元方向すなわちＸ方向、Ｙ方向それぞれの成分について検出するもので、この実施例及び参考例では、例えば特開平４−１４８８３３号公報に開示されたもの、具体的には図１および図２を参照して以下に説明する構成のものを用いる。すなわち、操作者の操作によるＸ方向およびＹ方向それぞれの操作荷重（外力）の変化を検出するための外力検出部１１ａと、この外力検出部１１ａで検出した信号を電圧に変換する信号変換部１１ｂとを具えるセンサ部１１を用いる。ここで、外力検出部１１ａは、この場合以下に説明する構成のものとしてある。この説明を図２（Ａ）〜（Ｃ）を参照して行なう。なお、図２（Ａ）は外力検出部１１ａを一部切り欠いて示した側面図、図２（Ｂ）は外力検出部１１ａにおける起歪体１１ａｃ側の構造を説明する平面図、図２（Ｃ）は外力検出部１１ａにおける基板１１ａａ側の構造を説明する平面図である。この場合の外力検出部１１ａは、基板１１ａａと、この基板１１ａａの平面を４象限に分けた時の各象限に当たる部分上に配置された４つの個別電極１１ａｂと、これら４つの個別電極１１ａｂをその上方において間隙をもって覆っていてかつ端部は固定基板１１ａａに固定してあり然も外力により歪む起歪体１１ａｃと、この起歪体１１ａｃの前記４つの個別電極１１ａｂと対向する面に設けられた共通電極１１ａｄと、起歪体１１ａｃの上側面に固定され操作者による外力を起歪体１１ａｃに伝えて起歪体１１ａｃを歪ませる操作部１１ａｅとを具えたものとしてある。この外力検出部１１ａにおいては、４つの電極１１ａｂそれぞれと共通電極１１ａｄとが対向する各部に静電容量Ｃ１〜Ｃ４が構成される。また操作部１１ａｅに加えられる外力により起歪体１１ａｃが歪んで電極間空隙が変化するのでこれに応じこれら４つの静電容量Ｃ１〜Ｃ４の容量は変化する。静電容量Ｃ１〜Ｃ４のうちの２つを±Ｘ方向検出用、残りの２つを±Ｙ方向検出用にそれぞれ分担して用い、操作部１１ａｅに加えられた外力のＸ方向、Ｙ方向成分をそれぞれ検出する。一方、信号変換部１１ｂはこの場合、Ｃ１〜Ｃ４での容量値変化に基づいてＸ方向およびＹ方向の静電容量の変化を電圧に変換する公知のもので構成出来る。なお、この信号変換部１１ｂは例えば基板１１ａａの裏面に設ける。
【００１７】
また増幅部１３は、センサ部１１からの前記Ｘ，Ｙの各方向についての検出出力をそれぞれ増幅するもので、この場合第１の増幅器１３ａおよび第２の増幅器１３ｂとで構成してある。第１の増幅器１３ａは、センサ部１１の操作部１１ｅに加えられた外力がＸ方向（±Ｘ方向）である場合に外力検出部１１ａが検出する信号Ｖｘを、増幅する。一方、第２の増幅器１３ｂは、センサ部１１の操作部１１ｅに加えられた外力がＹ方向（±Ｙ方向）である場合に外力検出部１１ａが検出する信号Ｖｙを、増幅する。これら第１および第２の増幅器１３ａ，１３ｂはそれぞれ設計に応じた好適なゲイン（説明の都合上ゲインＧという。）を有するものとしてある。これら第１及び第２の増幅部１３ａ，１３ｂのそれぞれの出力は、マイクロコンピュータ１７の所定のＩ／Ｏポートすなわち、マイクロコンピュータ１７に備わるＸ方向、Ｙ方向の各Ａ／Ｄ変換器１７ｂ，１７ｃ（図３参照）のうちの対応するＡ／Ｄ変換器へのＩ／ＯポートＰ１、Ｐ２に入力する。
【００１８】
また、基準電圧発生部１５は、増幅部１３からのＸ，Ｙの各方向の出力のオフセット値（センサ部１１の操作部１１ａｅに外力（操作荷重）が加えられていないときの増幅器の出力値）をそれぞれ調整するための基準電圧を、増幅部１３に出力するものである。この場合の基準電圧発生部１５は、マイクロコンピュータ１７から与えられるオフセット値制御信号により任意の基準電圧を発生するように構成してある。
【００１９】
また、マイクロコンピュータ１７は、この場合、図３に示す様に、制御部１７ａと、Ｘ方向Ａ／Ｄ変換部１７ｂと、Ｙ方向Ａ／Ｄ変換部１７ｃと、演算部１７ｄと、制御信号出力部１７ｅと、増幅器出力記憶部１７ｆと、オフセット制御信号記憶部１７ｇとを具えたものとしている。さらに、この実施例及び参考例の場合、このマイクロコンピュータ１７によって、第１の参考例に係るカーソル移動速度変更手段１７ａａ、第１の発明に係るオフセット値初期安定化手段１７ａｂ、第２の発明に係るオフセット値調整手段１７ａｃをそれぞれ構成してある。もちろん、マイクロコンピュータ１７の構成はこれに限られない。例えばＡ／Ｄ変換部１７ｂ，１７ｃ、各記憶部１７ｆ，１７ｇがマイクロコンピュータとは独立した構成となっている場合があっても良い。
【００２０】
ここで、制御部１７ａは、増幅部１３が有する第１および第２の増幅器１３ａ，１３ｂのオフセット値が所定の値（この場合は２Ｖ）となるような基準電圧を基準電圧発生部１５が発生するように、基準電圧発生部１５を制御するものである。さらにこの制御部１７ａは、増幅部からオフセット値とは異なる値（ただし、ある許容範囲外のときを前記異なる値とする場合でも良い。）が出力されている間はカーソルの移動速度を決める基準値を演算部１７ｄを用い前記出力の大小に応じ算出して上位装置に出力するものである。
【００２１】
また、カーソル移動速度変更手段１７ａａは、カーソルの移動速度を決める基準値を算出する際に用いる係数を増幅部から出力の大小に応じて変更して基準値を決めるものである。また、オフセット値初期安定化手段１７ａｂは、ポインティングデバイスの起動後に初期化処理として各方向のオフセット値を調整すると共に起動時から所定の時間を経過するまではオフセット値の監視および必要に応じその調整をするものである。また、オフセット値調整手段１７ａｃはポインティングデバイスの動作中において適時オフセット値の監視および必要に応じその調整をするものである。これら制御部１７ａおよび各手段１７ａａ、１７ａｂ、１７ａｃの詳細については後の動作説明の項において行なう。
【００２２】
また、Ｘ方向Ａ／Ｄ変換部１７ｂは第１の増幅器１３ａの出力をディジタル信号に変換し、Ｙ方向Ａ／Ｄ変換部１７ｃは第２の増幅器１３ｂの出力をディジタル信号に変換するものである。
【００２３】
また、演算部１７ｄはカーソルの移動速度を決める基準値の算出や、希望とするオフセット値と実際のオフセット値との誤差算出など、ポインティングデバイスの動作に必要な種々の演算を行なうものである（詳細は後の動作説明の項において行なう。）。
【００２４】
また、増幅器出力記憶部１７ｆは、第１および第２の増幅器１３ａ，１３ｂおのおのの出力値Ｆｘ，Ｆｙであって対応するＡ／Ｄ変換部１７ｂ，１７ｃによってディジタル信号化されたＦｘ、Ｆｙを記憶するものである。
【００２５】
また、オフセット制御信号記憶部１７ｇは、制御部１７ａがＸ方向用の第１の増幅器１３ａのオフセット値を規定するために基準電圧発生回路１５にオフセット制御信号を出力している際に、所定のオフセット値（ここでは２Ｖ）を与えた制御信号Ｘｏｆｆと、同じくＹ方向に関する所定のオフセット値（ここでは２Ｖ）を与えた制御信号Ｙｏｆｆとを記憶するものである。
【００２６】
２．動作の説明
次に、上述した実施例及び参考例のポインティングデバイスの理解を深めるためその動作について説明する。この説明を図１〜図３に加え図４〜図１０をさらに参照して行なう。ここで、特に図４は実施例及び参考例のポインティングデバイスの動作の概要を示す流れ図、図５はセンサ部１１に操作者が加える操作荷重とこれに応じた増幅部１３の出力Ｆｘ，Ｆｙとの関係を説明する図である。また、図８は実施例及び参考例のカーソル移動速度変更手段１７ａａにおいてカーソルの移動速度を決める基準値を算出するための係数が変更される様子の説明図である。特に、この図８の場合は増幅部からの出力の大小に応じ分けられる複数のクラスＡ〜Ｅごとに上記係数が異なる場合を示している（詳細は後述する。）。
【００２７】
ポインティングデバイスを動作させる際Ｘ，Ｙ方向用の増幅器１３ａ，１３ｂおのおののオフセット値を設定する必要がある。これは電源投入時の一般的な初期化処理により行なっても良いのであるが、その場合この初期化処理時に操作者がセンサ部を操作していると操作荷重によるセンサ出力の増幅値がオフセット値として設定されてしまう。そしてその場合は、操作者が操作をやめるとカーソルは上記間違ったオフセット値に対応する移動速度で表示画面上を移動したまま停止しなくなるという問題や、任意の方向の操作荷重が均等でなくなる等の問題を生じる。そこで、この実施例ではこの出願の第１の発明に係るオフセット値初期安定化手段１７ａｂによる処理が以下に説明する様になされる。
【００２８】
ポインティングデバイスが起動されてマイクロコンピュータ１７に電源電圧が供給されると（図４のステップＳ１）、制御部１７ａはＩ／ＯポートＰ３から基準電圧発生部１５に例えばＸ方向用の増幅器である第１の増幅器１３ａのオフセット値を制御するための制御信号を供給し、かつ、第１の増幅器１３ａの出力が入力されるＩ／ＯポートＰ１の読み込みを行なう。この操作を、Ｉ／ＯポートＰ１から読み込んだ電圧すなわち第１の増幅器１３ａの出力が所定のオフセット値（ここでは２Ｖ）になるまで行なう。第１の増幅器１３ａの出力をオフセット値である２Ｖに制御できたときのオフセット制御信号（これを特にオフセット制御信号Ｘｏｆｆという。）を、オフセット制御信号記憶部１７ｇに格納する。次に、Ｉ／ＯポートＰ３から基準電圧発生部１５に今度はＹ方向用の増幅器である第２の増幅器１３ｂのオフセット値を制御するための制御信号を供給し、かつ、第２の増幅器１３ｂの出力が入力されるＩ／ＯポートＰ２の読み込みを行なう。この操作を、Ｉ／ＯポートＰ２から読み込んだ電圧すなわち第２の増幅器１３ｂの出力が所定のオフセット値（ここでは２Ｖ）になるまで行なう。第２の増幅器１３ｂの出力をオフセット値である２Ｖに制御できたときのオフセット制御信号（これを特にオフセット制御信号Ｙｏｆｆという）を、オフセット制御信号記憶部１７ｇに格納する。上記処理で各増幅器１３ａ，１３ｂのオフセット値が一応設定される（図４のステップＳ２）。しかし、この発明及び参考例では、初期化によるオフセット値設定が済んでも、ポインティングデバイスを起動させてから所定の時間（ここでは５０ｍｓｅｃ）を経過するまでは上記初期設定したオフセット値の監視および必要に応じその調整をする（図４のステップＳ３，Ｓ４）。このため、この実施例及び参考例ではオフセット値初期安定化手段１７ａｂは、第１の増幅器１３ａの出力Ｆｘおよび第２の増幅器１３ｂの出力Ｆｙを連続的にかつ交互に読み込みこれらがオフセット値である２Ｖに対し変動するか否かを監視する（図４のステップＳ３）。この監視は、たとえば、初期のオフセット値を増幅器出力記憶部１７ｆに記憶しておきこれを上記読み込まれるオフセット値と比較することで行なえる。またこの監視はある許容値をもって行なっても良い。そして、出力Ｆｘ，Ｆｙが所定の時間（５０ｍｓ）一定していなければ、操作者によるセンサ部への操作が行なわれていると判断しステップＳ２において説明した手順で再度オフセット値を設定する（図４のＳ４，Ｓ２）。また、出力Ｆｘ，Ｆｙが所定の時間（５０ｍｓ）中一定していれば、操作者による操作等がなく正常にオフセット値が設定されたと判断する。
【００２９】
ところで、このように初期において安定に設定されたオフセット値といえども、例えば、(1) 周囲温度の変化およびセンサ部の基板１１ａａと起歪体１１ａｃとの熱膨張係数の違いに起因して静電容量Ｃ１〜Ｃ４の間隙が変化して容量自体が変化したり、(2) 信号変換部１１ｂや増幅器１３ａ，１３ｃを構成する電子部品の特性が周囲温度の変化で変化するなどの原因で、ドリフトしてしまう危険がある。そこで、この実施例及び参考例では初期において上述のごとく安定に設定されたオフセット値を、オフセット値調整手段１７ａｃによって適時監視・調整することとする。この目的のため、ポインティングデバイスの動作中においてオフセット値を調整するタイミングを規定するオフセット調整タイミングタイマーをスタートさせる（図４のステップＳ５）。なお、このタイミングをどの程度とするかは、ドリフト発生原因などを考慮し任意とできる。また、このオフセット調整タイミングタイマーはオフセット値調整手段１７ａｃ（実際はマイクロコンピュタ１７）により構成出来る。
【００３０】
次に、増幅器出力の取り込み処理およびカーソルの移動速度を決める基準値の算出などの一連の処理を周期的（これに限られないが例えば２５ｍｓｅｃごとに）に行なうモードに移る。
【００３１】
このモードに入ると制御部１７ａは、先ず、各増幅器１３ａ，１３ｂの出力Ｆｘ，Ｆｙを読み込む（図４のステップＳ６）。この読み込み動作は次の様に行なう。制御部１７ａは、オフセット制御信号記憶部１７ｇに上記のごとく記憶させていたＸｏｆｆ（第１の増幅器１３ａのオフセット値を２Ｖになし得た制御信号値）をＩ／ＯポートＰ３から基準電圧発生部１５に出力した後、Ｘ方向用の増幅器である第１の増幅器１３ａの出力ＦｘをＩ／ＯポートＰ１を介して読み込みこれを増幅器出力記憶部１７ｆに格納する。また、制御部１７ａは、オフセット制御信号記憶部１７ｇに上記のごとく記憶させていたＹｏｆｆ（第２の増幅器１３ｂのオフセット値を２Ｖになし得た制御信号値）をＩ／ＯポートＰ３から基準電圧発生部１５に出力した後、Ｙ方向用の増幅器である第２の増幅器１３ｂの出力ＦｙをＩ／ＯポートＰ２を介して読み込みこれを増幅器出力記憶部１７ｆに格納する。
【００３２】
ここで、増幅器１３ａ，１３ｂから出力されるＦｘ，Ｆｙは、センサ部１１に操作者が外力を加えているか否かまた、外力が加えられている場合のその大小により変わる。この実施例及び参考例ではその関係は次の様になっている。
【００３３】
この実施例及び参考例においては、センサ部１１の操作部１１ａｅ（図２（Ａ）参照）に操作者により印加される操作荷重±２５０ｇｆ・ｃｍに対し、増幅部１３における第１の増幅器１３ａの出力±Ｆｘおよび第２の増幅器１３ｂの出力±Ｆｙそれぞれは、オフセット値である２Ｖを中心として±２Ｖの範囲の変化を示すものとしている（図５参照）。したがって、各増幅器の出力±Ｆｘ、±Ｆｙは、センサ部１１からの出力Ｖｘ、Ｖｙ（図１参照）に対し以下の様に定義される。ただし、Ｇは増幅器のゲインであり、この実施例及び参考例では６６としている。
【００３４】
±Ｆｘ＝（Ｖｘ−基準電圧）×Ｇ  ・・・（１）
±Ｆｙ＝（Ｖｙ−基準電圧）×Ｇ  ・・・（２）
また、センサ部１１に備わる外力検出部１１ａの感度（すなわち操作部１１ａｅに加えられる操作荷重に対し信号変換部１１ｂからどういう関係で電圧Ｖｘ、Ｖｙが出力されるかという感度）は、この実施例及び参考例の場合例えば０．１２ｍＶ／ｇｆ・ｃｍ）としている。したがって、操作者による操作荷重のＸ方向のモーメント力をｆｘ、Ｙ方向のモーメント力をｆｙと表したとき、センサ部１１の信号変換部１１ｂから出力される電圧Ｖｘ，Ｖｙは下記の様に示すことが出来る。
【００３５】
Ｖｘ＝０．１２×１０-3×ｆｘ  ・・・（３）
Ｖｙ＝０．１２×１０-3×ｆｙ  ・・・（４）
上記（１）式および（３）式から、操作荷重に応じ増幅器１３ａは大きさの異なる出力Ｆｘを出力することが分かり、また、上記（２）式および（４）式から、操作荷重に応じ増幅器１３ｂは大きさの異なる出力Ｆｙを出力することが分かる。
【００３６】
またこれらのことから、操作部に加えられた荷重に対応する第１の増幅器１３ａの出力の変化量ｘおよび第２の増幅器１３ｂの出力の変化量ｙはそれぞれ、次の式により与えられることが分かる。
【００３７】
ｘ＝Ｆｘ−オフセット値    ・・・（５）
ｙ＝Ｆｙ−オフセット値    ・・・（６）
そこで、制御部１７ａは、オフセット値と、ステップＳ６において上述のように読み込んだ第１及び第２の増幅器の出力ＦｘおよびＦｙとを用い、演算部１７ｄにより上記（５）式及び（６）式に従い変化量ｘ，ｙを算出する（図４のステップＳ７）。
【００３８】
次に、この算出した変化量ｘ，ｙが、センサ部１１に操作者によって加えられた荷重に起因するものか否かを判断する（図４のステップＳ８）。変化量ｘ，ｙが操作者による荷重に起因するものか否かの判断は、この実施例及び参考例では変化量ｘ，ｙの少なくとも一方がある規格値以上である場合は操作者の荷重に起因する変化量と判断する。この規格値の決め方は設計に応じ任意と出来るが、この実施例及び参考例では、周囲温度変化に起因してセンサ部１１の出力Ｖｘ，Ｖｙがドリフトしその結果増幅器の出力Ｆｘ，Ｆｙが変化するその変化量を包含する値とする必要がある。そうでないと、ドリフトのみの場合でも操作荷重に起因する変化があったと誤判定してしまう危険があるからである。ただし、このドリフトはそれほど長期間のものを考慮する必要はなく、上述したオフセット調整タイミングタイマで規定される時間よりやや長い時間内において生じるであろうドリフトを考慮すれば良い。この発明ではオフセット値はオフセット値調整手段１７ａｃにより適時調整されるからである（後述する。）。この実施例及び参考例で用いたセンサ部１１は、周囲温度変化に対し出力Ｖｘ，Ｖｙが図６に示す様に０．４ｍＶ／℃という温度特性を有するもの（ドリフト特性を有するもの）であったため、ここでは、操作荷重２５ｇ以上の荷重に対応するものの場合は操作者の荷重に起因する変化量と判断することとしている。したがって、図７に示した様に、−２５ｇ＜操作荷重＜＋２５ｇ（増幅器出力でいって１．８Ｖ＜Ｆｘ，Ｆｙ＜２．２Ｖ）の範囲は不感帯Ｐとしている。ただし、この不感帯が広いと操作性の悪いポインティングデバイスになるのでこの点は留意する。
【００３９】
変化量ｘ，ｙの少なくとも一方が規格値以上であればカーソルの移動速度を決める基準値の算出処理等に移る（後述する）が、変化量ｘ，ｙ双方が規格値未満すなわちＦｘ，Ｆｙが上記不感帯内の値である場合はオフセット値調整タイミングであるか否かの判定をする（ステップＳ９）。オフセット値調整タイミングである場合はステップＳ２において行なったと同様なオフセット値設定を行なった後（図４のステップＳ１０）、ステップＳ５以降の処理に移る。このステップＳ９、Ｓ１０の処理によりオフセット値のドリフトは修正されるから、ポインティングデバイスの無操作状態が最適化される。このため、無操作状態であるにもかかわらずカーソルが移動されることは生じない。なお、このようにオフセット値を適時調整できると次の様な効果も得られる。この実施例及び参考例で用いているセンサ部１１のような場合は、操作部１１ａｅを操作しない時の静電容量Ｃ１とＣ３、Ｃ２とＣ４を同一の容量にする必要がある。しかし、基板１１ａａや起歪体１１ａｃそれぞれの歪み、回路容量の違い及び配線の浮遊容量の違いなどが原因で、静電容量Ｃ１とＣ３、Ｃ２とＣ４は同一の容量にはならない。これを補完する意味で信号変換部１１ｂでの調整が必要となるがそれは手作業であるので製造コストの点で問題となる。ところが、上記のごとくオフセット値調整手段１７ａｃによる自動かつ適時のオフセット値調整がなされると、上記手作業による調整工程を削減できるという利点が得られる。
【００４０】
また、変化量ｘ，ｙの少なくとも一方が規格値以上である場合は、制御部１７ａはカーソルの移動速度を決める基準値を算出するための処理に移る（図４のステップＳ１１）。この算出処理は、この実施例及び参考例の場合、増幅部１３からの出力Ｆｘ（Ｆｙ）の大小に応じ分けられる複数のクラスごとにあらかじめ定めた係数と増幅部１３からの出力との積に基づいて、基準値を算出することにより行なう。具体的には以下に図８を参照して説明するような手順で基準値を算出する。先ず、操作者による荷重に起因して生じた変化量ｘ，ｙが、操作荷重の大小で分けた複数のクラスＡ〜Ｅ（図８の横軸参照）のうちのどのクラスに含まれるかを判断する。このため、変化量ｘを与えたＸ方向のモーメント力ｆｘおよび変化量ｙを与えたＹ方向のモーメント力ｆｙを次の（７）式、（８）式より求める。
【００４１】
ｆｘ＝ｘ／（０．１２×１０-3×Ｇ）・・・（７）
ｆｙ＝ｙ／（０．１２×１０-3×Ｇ）・・・（８）
そして、この求めたｆｘ，ｆｙが上記複数のクラスＡ〜Ｅの何れに属するかを識別する。ここで、求めたｆｘ，ｆｙの大きさがクラスＡ〜Ｅのうちの互いに異なるクラスに所属する場合は、いずれか一方の値たとえば大きい方の値により、クラスＡ〜Ｅの何れに属するかを決める。ｆｘ，ｆｙの大きさが異なる場合にいずれか一方の値に基づき上記クラス分けをすると、カーソルの移動速度を決める基準値を求める演算の際の座標変換の基準がＸ方向、Ｙ方向で同じになるので、カーソルをリニアに移動させることができる。
【００４２】
一方、操作荷重の大小で分けた複数のクラスＡ〜Ｅ（図８の横軸参照）ごとで、カーソルの移動速度を決める基準値を決定する演算に用いる係数を異ならせてある。これら係数の決め方は設計に応じ任意と出来るが、この実施例及び参考例の場合は、操作荷重が低い側から高い側に向かって操作荷重の大きさによって分けられたＡ〜Ｅのクラスについて、クラスＡでは１／３２という係数を、クラスＢでは１／１６という係数を、クラスＣでは１／８という係数を、クラスＤでは１／４という係数を、クラスＥでは単位時間当たりの出力数が常に一定値Ｋとなるような係数すなわちＸ方向についてみれば（Ｋ・変化量ｘ）という係数、Ｙ方向についてみれば（Ｋ・変化量ｙ）という係数を用いることとしている。また各クラスの境界でどちらのクラスの係数を用いるかは設計に応じ任意と出来る。またこの実施例及び参考例（図８の例）では、各クラスの境界で移動速度を決める基準値が不連続にシフトする例を示しているが、各クラスの境界点でも連続であって基準値のプロット軌跡が折れ線グラフ状になるようなもの（図９参照）とする場合があっても良い。そして、操作荷重に応じた変化量ｘ（変化量ｙ）と、上記Ａ〜Ｅのクラスのうちのこの変化量ｘ（変化量ｙ）を与える荷重が属するクラスに定められた上記係数との積に基づいて、カーソルの移動速度を決める基準値を算出する。このように算出した基準値を、上位装置とのインターフェースに合わせたデータフォーマットに編集して上位装置に出力する（図４のステップＳ１２）。なお、カーソルの移動速度を決める基準値とは、上位装置がいかなるものかに応じ変わるものであるが、この実施例及び参考例の場合では、表示画面上でカーソルを
Ｍドット／秒＝（ｎ×上位装置からの読み込み回数）
の移動速度で移動させたい場合のこのｎを与えるデータに相当する。ただし、ここでいう上位装置からの読み込み回数とはこの実施例及び参考例の場合上位装置は２５ｍｓｅｃごとにポインティングデバイスをアクセスする例としているので、１秒／２５ｍｓｅｃ＝４０回ということになる。
【００４３】
このようにしてカーソルの移動速度を決める基準値を算出し、これに基づき表示画面上をカーソルを移動させると、操作者がこの発明のポインティングデバイスに大きな荷重をかけた際はカーソルはその目的に即した高速度で、移動し、小さな荷重をかけた際はその目的により合致した低速度で移動するようになる。この速度について、上記Ｍドット／秒＝（ｎ×上位装置からの読み込み回数）の例であってかつ図８の例で具体的に考えると、操作者が１００ｇｆ・ｃｍの荷重でポインティングデバイスに力を加えると、カーソルの移動速度を決める基準値が５ドットであるので、カーソルは５ドット×４０回／秒＝２００ドット／秒の速度で表示画面上を移動し、操作者が２００ｇｆ・ｃｍの荷重でポインティングデバイスに力を加えると、カーソルの移動速度を決める基準値が２２ドットであるので、カーソルは２２ドット×４０回／秒＝８８０ドット／秒の速度で表示画面上を移動するようになるのである。
【００４４】
これに対したとえば図１０に示した様に操作荷重の大小にかかわらず一定の係数（ここでは２／２５）を用いて単位時間あたりのカーソル移動信号の出力回数を算出した場合（比較例の場合）は、操作者が１００ｇｆ・ｃｍの荷重でポインティングデバイスに力を加えるとカーソルは８ドット×４０回／秒＝３２０ドット／秒の速度で表示画面上を移動し、操作者が２００ｇｆ・ｃｍの荷重でポインティングデバイスに力を加えるとカーソルは１６ドット×４０回／秒＝７２０ドット／秒の速度で表示画面上を移動することになる。ここで、一定の係数を用いる場合（比較例の場合）において、操作荷重の大きな領域でのカーソルの移動を重点に考えて係数を設定すると、画面上の所望の位置にカーソルを停止させる際の微調整がしずらくなるし、一方、操作荷重の小さな領域でのカーソルの移動を重点に考えて係数を設定すると、カーソルを画面上の他の遠い位置に移動させる際の時間が長くかかる。したがって、本発明の方が、目的に即したカーソル移動が可能なことが分かる。
【００４５】
３．他の参考例の説明
上述の参考例においてはカーソルの移動速度を決める基準値を算出する際の比例計算係数を増幅部出力の大小（すなわち外力の大小）に応じ変えていたが、カーソルの移動測度を決める基準値を増幅部からの出力の大小に応じて指数関数に従い変更することとしてもよい（図１１参照）。例えば、出力回数＝ａxとか出力回数＝ａyとかにより、出力回数を算出する。ここで、ａは例えばａ＞１であり、ｘ，ｙは操作者による荷重に起因して生じた増幅部１３の出力変化量である。
【００４６】
上述においては、センサ部として静電容量の変化により外力を検出する構成のものを用いたが、この発明は他の構成のセンサ部を用いた場合にも適用出来る。例えばセンサ部を歪みゲージ或は感圧抵抗膜センサなどで構成した場合でも適用出来る。
【００４８】
【発明の効果】
また、この出願の第１の発明によれば、所定のオフセット値初期安定化手段を具えたので、ポインティングデバイス起動時から所定の期間を経過するまでは該オフセット値の見直しが可能な、カーソル移動用として良好なポインティングデバイスが提供出来る。
【００４９】
また、この出願の第２の発明によれば、所定のオフセット値調整手段を具えたので、周囲温度の変化に起因してオフセット値がドリフトした場合でも適時修正可能な、カーソル移動用として良好なポインティングデバイスが提供出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施例及び参考例の説明図であり、主に全体構成の説明図である。
【図２】  実施例及び参考例の説明図であり、主にセンサ部の説明図である。
【図３】  実施例及び参考例の説明図であり、主にマイクロコンピュータ内の機能ブロック図である。
【図４】  実施例及び参考例の説明図であり、主に動作説明に供する図である。
【図５】  操作荷重（外力）と増幅部出力との関係を説明する図である。
【図６】  オフセット値調整手段の説明図である。
【図７】  外力が印加されたか否かの判断の説明図である。
【図８】  カーソル移動速度変更手段の説明図である。
【図９】  実施例の変形例の説明図である。
【図１０】  比較例の説明図である。
【図１１】  第１の参考例の他の参考例の説明図である。
【符号の説明】
１１：センサ部
１１ａ：外力検出部
１１ｂ：信号変換部
１３：増幅部
１３ａ：第１の増幅器
１３ｂ：第２の増幅器
１５：基準電圧発生部
１７：マイクロコンピュータ
１７ａ：制御部
１７ａａ：カーソル移動速度変更手段
１７ａｂ：オフセット値初期安定化手段
１７ａｃ：オフセット値調整手段
１７ｄ：演算部
【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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【図１１】
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