(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転することにより操作可能な多角形ホイールを備えるホイール付きマウスにおいて、
前記多角形ホイールの周縁に沿って配設された回転可能な複数の回転体であって、前記多角形ホイールの各辺のフレームを中心軸として回転可能である回転体と、
前記多角形ホイールの回転が固定された状態において前記多角形ホイールの各辺のフレームのうち最上部にあるフレームに存在する前記回転体の回転状態を検出する回転体回転状態検出手段とを含んでなることを特徴とするホイール付きマウス。
【請求項２】
左クリックスイッチを第１のスイッチとして、右クリックスイッチを第２のスイッチとして備える請求項１に記載のホイール付きマウスであって、
前記多角形ホイールの下部に設置される第３のスイッチと、
前記多角形ホイールを支持しかつ前記多角形ホイールをスライドさせる構造を有するホイール支持部であって、前記多角形ホイールを下方に押し込むことにより前記第３のスイッチを駆動するホイール支持部と、
前記第３のスイッチの操作状態を検出する第３のスイッチ操作状態検出手段とをさらに備えるホイール付きマウス。
【請求項３】
前記ホイール支持部は、前記多角形ホイール側に向かって、弾性のある突起を少なくとも１つ備え、
前記多角形ホイールは、該多角形ホイールの周縁と中心部とを結合する複数のスポークを備え、かつ、各前記スポーク間に前記突起が引っかかりながら回転可能である請求項２に記載のホイール付きマウス。
【請求項４】
前記周縁が貫通する各前記回転体の中心の内壁は、係止構造を有し、
前記フレーム辺は、前記第２の係止構造に嵌合する請求項１から３のいずれか一項に記載のホイール付きマウス。
【請求項５】
前記回転体は、円筒形である請求項１から４のいずれか一項に記載のホイール付きマウス。
【請求項６】
前記回転体は、球形である請求項１から５のいずれか一項に記載のホイール付きマウス。
【請求項７】
前記回転体の表面が、滑り止めで覆われていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のホイール付きマウス。
【請求項８】
前記回転体の表面に窪みを設けることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のホイール付きマウス。
【請求項９】
ボールの移動状態を検出するボール移動状態検出手段と、
クリックスイッチの操作状態を検出するクリックスイッチ操作状態検出手段と、
前記多角形ホイールの回転状態を検出するホイール回転状態検出手段とをさらに備える請求項１から８のいずれか一項に記載のホイール付きマウスであって、
フォーマット切換え用スイッチと、
各前記検出手段で検出された各情報を、コンピュータに対する１組の操作指令として送信するデータ送信手段であって、前記フォーマット切換え用スイッチを押下しない場合は第１のフォーマットで送信し、前記フォーマット切換え用スイッチを押下した場合は第２のフォーマットで送信するデータ送信手段とをさらに備えるホイール付きマウス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示装置のポインタ操作を容易にする座標入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年ＰＣの操作性を向上するためにＧＵＩ（Graphical User Interface）が採用されているが、ディスプレイ画面上のアイコン等を指示するための座標入力装置としてマウスやポインティングデバイス等が多用されている。
現在一般的に使用されているマウスは、ユーザによるＸ軸およびＹ軸方向の操作量および２つのクリックスイッチの操作を出力する形式のものが大半である。
【０００３】
図１は従来のマウスの原理図である。ユーザによるマウスの操作によってボール10が回転する。このボール10に対して相互に直交するＸ軸およびＹ軸に沿って、Ｘ方向シャフト11およびＹ方向シャフト12がボール10に接触するように配置されている。ボール10とＸ方向シャフト11およびＹ方向シャフト12との接触を維持するために、Ｘ軸およびＹ軸に対して４５度の方向に押さえローラ15が設置されている。
【０００４】
Ｘ方向シャフト11およびＹ方向シャフト12の先端には、Ｘ軸用ロータリエンコーダ25およびＹ軸用ロータリエンコーダ26が取り付けられており、ボール10の回転方向および回転量をＸ軸方向とＹ軸方向とに分けて検出する。Ｘ軸用ロータリエンコーダ25はＸ軸スリット円盤13、Ｘ軸発光素子16およびＸ軸受光素子17を、Ｙ軸用ロータリエンコーダ26はＹ軸スリット円盤14、Ｙ軸発光素子18およびＹ軸受光素子19を、それぞれ備える。Ｘ軸スリット円盤13およびＹ軸スリット円盤14にはそれぞれ一定角度ごとにスリットが設けられており、Ｘ軸発光素子16およびＹ軸発光素子18から発光された光は、それぞれＸ軸スリット円盤13およびＹ軸スリット円盤14を通過し、Ｘ軸受光素子17およびＹ軸受光素子19で受光される。
【０００５】
図２および３は、マウス20の移動方向および移動量、すなわちＸ方向シャフト11およびＹ方向シャフト12の回転方向および回転量のロータリエンコーダによる検出について説明する図である。ここで説明を簡単にするため、図２および３の発光素子41、受光素子42、スリット円盤43は、それぞれ図１のＸ軸発光素子16およびＹ軸発光素子18、Ｘ軸受光素子17およびＹ軸受光素子19Ｘ軸スリット円盤13およびＹ軸スリット円盤14に、それぞれ対応するものとする。すなわち、図２および３でＸ方向、Ｙ方向のどちらの回転に関しても説明できる。
【０００６】
図２に示すように、受光素子42内には、それぞれ２つの光学受光素子、例えばフォトコンダクタ44，45が並んで備えられている。図３(a) ，(b) に示すように、フォトコンダクタ44，45により検出され電気信号に変換されたパルスをそれぞれパルスＡ、パルスＢとすると、スリット円盤43の回転方向によってパルスＡとパルスＢとの位相関係が変わるので、スリット円盤43の回転方向を検出できる。さらに、パルスＡあるいはパルスＢをカウントすることによってスリット円盤43の回転量を検出できる。
【０００７】
図４は従来のマウスの４面図であり、図４(a) は上面図を、図４(b) は前面図を、図４(c) は側面図を、図４(d) は後面図を示す。従来のマウス20は、ロアケース21とアッパーケース22とを嵌合させた後、アッパーケース22の前方にクリックスイッチSW1 ，SW2 が組み込まれたキートップ23を差し込みアッパーケース22に嵌合させる構造となっており、ケーブル24を介してホストに接続される。
【０００８】
図５は従来のマウスの回路構成図である。Ｘ軸用ロータリエンコーダ25およびＹ軸用ロータリエンコーダ26はマウス20に内蔵される制御ＩＣ31内のボール回転検出部32に、左クリックスイッチSW1 および右クリックスイッチSW2 はマウスに内蔵される制御ＩＣ31内のスイッチ検出部33に、それぞれ接続されている。
制御ＩＣ31内のボール回転検出部32は、Ｘ軸用ロータリエンコーダ25およびＹ軸用ロータリエンコーダ26から出力から、マウス20の移動方向および移動量（以下、ボール座標データと呼ぶ）を検知し、ケーブル24を介してホストに伝送する。
【０００９】
マウスの左クリックスイッチSW1 および右クリックスイッチSW2 には、メカニカルスイッチが使用されている。マイクロプロセッサで構成される制御ＩＣ31は、クリックスイッチが押下されたか否かを表す情報（以下、SW1 ，SW2 スイッチデータと呼ぶ）を、所定のフォーマットでホストに伝送する。
マウスの移動方向および移動量をＸ軸およびＹ軸方向に分解して検出し、この検出結果に応じて画面上に表示されているカーソルを移動させ、カーソルがアイコン上に重なったときにクリックスイッチを操作して、アイコンに対応する動作を行わせる。
【００１０】
ホイール付きマウスは、上述のマウスにホイールをさらに備えたものである。これは、ホイールを操作することにより得られる回転を、例えばアプリケーション上の画面のスクロール機能として割り付けることができ、これにより近年複雑化しているアプリケーションソフトの操作を簡素化可能である。
図６は、従来のホイール付きマウスの４面図であり、図６(a) は上面図を、図６(b) は前面図を、図６(c) は側面図を、図６(d) は後面図を示す。ロアケース21とアッパーケース22とを嵌合させた後、アッパーケース22の前方にクリックスイッチSW1 ，SW2 が組み込まれたキートップ23を差し込みアッパーケース22に嵌合させる構造となっており、ケーブル24を介してホストに接続される。さらにキートップ23の中央には開口部61が設けられており、そこからホイール62の一部が外部に露出している。
【００１１】
図７は従来のホイール付きマウスの回路構成図である。図３に示す従来のマウス回路に、ホイール用ロータリエンコーダ71およびホイール用回転検出部67が付加されている。
図８は従来のホイール付きマウスのホイール構造の斜視図である。ホイール62は、ホイール軸63を介して、ホイール用発光素子65、ホイール用受光素子66およびホイール用スリット円盤64を備えるホイール用ロータリエンコーダ71に結合されおり、図２および３を参照して説明した方法と同様にホイール62の回転方向および回転量が検出される。
【００１２】
検出されたホイールの回転方向および回転量を表す情報（以下、ホイール回転データと呼ぶ) は、ボール座標データ、SW1 ，SW2 スイッチデータと共に所定のフォーマットでケーブル24を介してホストに伝送される。
このホイール回転データを、例えばアプリケーションソフトの画面上における垂直方向のスクロール機能として割り付けた場合、ホイール62をスクロールさせたい方向にユーザが指で操作することにより、カーソルを移動させずにアプリケーションソフト上の画面のスクロールが可能となる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上述のホイール付きマウスのホイールの操作は一方向にしか行えず、従って、例えばホイール回転データをアプリケーションソフトの画面上におけるスクロール機能として割り付けた場合、スクロールは一方向に限られる。この場合、他方向のスクロールには、スクロールバー操作が依然として必要である。
【００１４】
さらに、マウスを移動させることができないような狭い場所にあっては、マウスの移動によってカーソルを操作することが難しい場合もある。このような場合には、マウスを移動させる第１の操作方法以外に、マウスを移動させずに第１の操作方法と同一の結果を得ることのできる第２の操作方法を備えることが望まれる。
【００１５】
従って本発明の第１の目的は、上記課題に鑑み、常時は第１および第２の操作方法によりアプリケーションソフトウェアに対して２つの異なる操作を行うことが可能であると共に、第１の操作方法が不可能である場合には、第２の操作方法により第１の操作を行うことが可能な座標入力装置を提供することを目的とする。
【００１６】
さらに本発明の第２の目的は、上記課題に鑑み、マウスを移動させる第１の操作方法以外に、マウスを移動させずに第１の操作方法と同一の結果を得ることのできる第２の操作方法に切換えが可能な切換えスイッチを有する座標入力装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１の発明では、ホイール付きマウスにおいて、ホイールの各辺のフレームを中心として回転可能な回転体を有する構造とする。本発明によれば、ホイールが回転することができる他に、回転体は多角形ホイールの回転に対して垂直の方向に回転することができる。
【００１８】
また、上記目的を達成するために、第２の発明においては、座標入力装置は、ホストへ送るデータ出力フォーマットを切換えることができる切換えスイッチを備える。
本発明によれば、切換えスイッチによりデータ出力フォーマットを切換えることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図９は本発明の第１の実施例による回転体付きホイールを有するマウスの斜視図である。また、図１０は本発明の第１の実施例による回転体付きホイールを有するマウスの４面図であり、図１０(a) は上面図を、図１０(b) は前面図を、図１０(c) は側面図を、図１０(d) は後面図を示す。ロアケース21の後方部分はアッパーケース22によっておおわれている。またロアケース21の前方部分は、左クリックスイッチSW1 および右クリックスイッチSW2 が形成されたキートップ23によっておおわれている。さらにキートップ23の中央には開口部61が設けられており、そこから回転体付きホイール81の一部が外部に露出している。マウス80の操作信号はケーブル24を介してホストに伝送される。側面には切換えスイッチSW4 が備えられる。
【００２０】
図１１は本発明の第１の実施例によるマウスの回転体付きホイール構造の分解斜視図である。本実施例ではホイールは多角形の形状を有するが、特に形状は規定されない。回転体付きホイール81は、多角形ホイール82と、多角形ホイール82の各頂点と多角形ホイール82の中心部とを結合するスポーク83と、回転体84とを備え、ホイール軸63を中心に回転可能である。回転体84は、多角形ホイール82の各辺のフレームを中心に回転可能である。多角形ホイール82は本実施例では８角形の形状であるが、特に形状は規定されない。また、回転体84は本実施例では円筒形であるが、後述するように、特に形状は規定されない。
【００２１】
多角形ホイール82の各辺のフレームのうち最上部にあるフレームに存在する回転体84は、マウス80のキートップ23の中央にある開口部61から外部に露出しており、ユーザは指で多角形ホイール82の回転および回転体84の回転が可能である。多角形ホイール82の中心部92は、ホイール支持部91で支持されており、回転体付きホイール81の下部にはスイッチSW3 が配置されている。多角形ホイール82の中心部92は、上下方向にスライドするスライド機構93を介してホイール支持部91に支持されている。本実施例ではスライド機構93はバネである。
【００２２】
ユーザが指で開口部61から露出している回転体付きホイール81を下方向に押し込むと、多角形ホイール82がスライドし、回転体84がスイッチSW3 を押下する。スイッチSW3 には、いわゆる３つボタンマウスにおける中クリックスイッチの機能を割り当て可能である。
多角形ホイール82は、ホイール軸63を介して、ホイール用発光素子65、ホイール用受光素子66およびホイール用スリット円盤64を備えるホイール用ロータリエンコーダ71に結合されおり、図２および３を参照して説明した方法と同様に多角形ホイール82の回転方向および回転量が検出される。検出された多角形ホイールの回転方向および回転量を表すホイール回転データは、ケーブル24を介してホストに伝送される。
【００２３】
多角形ホイール82の各辺のフレームのうち最上部にあるフレームに存在する回転体84は、球体シャフト85に接しており、この球体シャフト85は、回転体用発光素子87、回転体用受光素子88および回転体用スリット円盤86を備える回転体用ロータリエンコーダ72に結合されている。ユーザが指で回転体84に触れて回転させると、球体シャフト85はそれに応じて回転し回転体用スリット円盤86が回転するので、図２および３を参照して説明した方法と同様に回転体84の回転方向および回転量を検出できる。
【００２４】
検出された円筒回転体84の回転方向および回転量を表す情報（以下、回転体回転データと呼ぶ）は、ボール座標データ、ホイール回転データ、SW1 ，SW2 ，SW3 スイッチデータと共に所定のフォーマットでケーブル24を介してホストに伝送される。
図１２は本発明の第１の実施例による回路構成図であり、図７に示す従来のホイール付きマウスの回路に、回転体用ロータリエンコーダ72、回転体用回転検出部89、スイッチSW3 および切換えスイッチSW4 が付加されている。
【００２５】
本発明によるマウス80では、回転体付きホイール81の操作量の見当をつけるため、回転体付きホイール81の多角形ホイール82および回転体84の手の指による回転操作の際、以下に示すようにクリック感を与えるようにする。
まず多角形ホイール82に関しては、ホイール支持部91に、少なくとも１つの弾性のある突起94を設け、多角形ホイール82の各スポーク間に引っかかるようにしてクリック感を与える。この突起94は、多角形ホイール82の位置を固定するのにも有効である。
【００２６】
そして回転体84に関しては、回転体84の内部を凹凸構造95を設け、かつ多角形ホイール82の各辺のフレームに弾性のある突起96を設けることによりクリック感を与える。なお、本実施例では回転体84は円筒形であるが、回転体84がどのような形状であっても回転にクリック感を与えることができることは言うまでもない。
【００２７】
図１３は本発明の回転体の他の実施例を示す図である。図１３(a) に示す第２の実施例は指が引っかかるような窪みを設けた円筒形の回転体84a であり、図１３(b) に示す第３の実施例は球形の回転体84b であり、図１３(cに示す第４の実施例はあるいは窪みを設けた球形の回転体84c であるが、その他の形状であってもよい。
【００２８】
また、回転体付きホイール81の指で操作するときのスベリを減らすため、回転体84の表面をゴムなどのような摩擦のある樹脂でさらに覆ってもよい。
図１４は本発明の第１の実施例による回転体付きホイールを有するマウスのデータ出力フォーマットを示す図である。図１４(a) は通常の出力フォーマットを示す図であり、データ出力フォーマットの１バイト目はSW1 ，SW2 ，SW3 スイッチデータ、２バイト目はボールＸ方向回転データ、３バイト目はボールＹ方向回転データ、４バイト目は回転体回転データ、５バイト目はホイール回転データであり、ケーブル24を介してホストへ順次伝送される。
【００２９】
マウスを移動させることができないような狭い場所において、本発明による回転体ホイールを操作することによってマウス本体を動かさずにマウスカーソルを動かすようにするため、本発明では、上述のデータ出力フォーマットのパターンを変更するための切換えスイッチSW4 を設ける。
切換えスイッチSW4 を押しながら回転体付きホイール81を指で操作した場合、例えば図１４(b) に示すフォーマットでデータはケーブル24を介してホストへ伝送される。１バイト目はSW1 ，SW2 ，SW3 スイッチデータ、２バイト目は回転体回転データ、３バイト目はホイール回転データであり、４および５バイト目は使用されない。通常のデータ出力フォーマットは２バイト目がボールＸ方向回転データ、３バイト目がボールＹ方向回転データであったので、切換えスイッチSW4 を押すことにより回転体付きホイール操作でマウスカーソルを動かすことができる。
【００３０】
座標入力装置としてはマウスの他にポインティングデバイスもあり、これについても上述のような切換えスイッチSW4 を適用可能である。
図１５は、本発明の第５の実施例による切換えスイッチを有するポインティングデバイスの斜視図である。
ポインティングデバイス100 は、ドーム部101 を手の指で傾けて操作することにより変位データを出力するものである。本実施例では上述のマウスの左クリックスイッチおよび右クリックスイッチの機能に相当する、第１のスイッチSW1'および第２のスイッチSW2'を備えており、切換えスイッチSW4 はポインティングデバイス100 の側面に設けてある。
【００３１】
図１６は本発明の第５の実施例による切換えスイッチを有するポインティングデバイスの回路構成図である。ドーム部変位検知センサ部111 は制御ＩＣ31’内のドーム部変位検出部112 に接続されており、制御ＩＣ31’は、ドーム部変位検知センサ部111 により検知したドーム部100 の変位方向および変位量を、Ｘ方向変位データおよびＹ方向変位データとしてケーブル24を介してホストに伝送する。第１のスイッチSW1'および第２のスイッチSW2'は、ポインティングデバイス100 に内蔵される制御ＩＣ31' 内のスイッチ検出部33' に接続されている。制御ＩＣ31' は、第１のスイッチSW1'および第２のスイッチSW2'の操作状態を表す情報であるSW1'，SW2'スイッチデータを、Ｘ方向変位データおよびＹ方向変位データと共にケーブル24を介してホストに伝送する。
【００３２】
図１７は本発明の第５の実施例による切換えスイッチSW4 を備えるポインティングデバイスのデータ出力フォーマットを示す図である。各データは図１７(a) に示すフォーマットでケーブル24を介してホストへ伝送される。データ出力フォーマットの１バイト目はSW1'，SW2'スイッチデータ、２バイト目はドーム部101 のＸ方向変位データ、３バイト目はドーム部101 のＹ方向変位データである。
【００３３】
切換えスイッチSW4 を押下してドーム部101 を指で操作した場合、各データは、例えば図１７(b) に示すようなフォーマットでケーブル24を介してホストへ伝送される。１バイト目はSW1'，SW2'スイッチデータ、２および３バイト目は使用されず、４バイト目はドーム部101 のＸ方向変位データ、５バイト目はドーム部101 のＹ方向変位データである。切換えスイッチSW4 の押下時の出力データを、アプリケーションソフトの画面上における垂直方向および水平方向のスクロール機能として割り付けた場合、切換えスイッチSW4 を押しながらドーム部101 をスクロールさせたい方向に指で傾けて操作することにより、カーソルの移動ではなくアプリケーションソフト上の画面のスクロールが可能となる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ホイール付きマウスにおいて、回転体付きホイールで相互に直角な回転方向および回転量を得ることができ、回転体付きホイールを操作することにより得られる２軸の回転を、アプリケーションソフトの画面上における垂直方向および水平方向のスクロール機能として割り付ける場合、回転体付きホイールを指で操作することにより容易に上下左右スクロール操作が可能となる。
【００３５】
また、座標入力装置に切換えスイッチを用いることによって、ホストへ送るデータ出力フォーマットを切換えることができ、回転体付きホイールを有するマウスにおいては、回転体付きホイールの相互に垂直な回転を、例えばアプリケーション上の画面のスクロール機能として割り付けることができる。その他の座標入力装置、例えばポインティングデバイスにおいても、カーソルの移動ではなくアプリケーションソフト上の画面のスクロールが可能となる。もちろん、切換えスイッチをこの他の機能の切換えに用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のマウスの原理図である。
【図２】スリット円盤の回転方向および回転量の検出に関する第１の説明図である。
【図３】スリット円盤の回転方向および回転量の検出に関する第２の説明図である。
【図４】従来のマウスの４面図である。
【図５】従来のマウスの回路構成図である。
【図６】従来のホイール付きマウスの４面図である。
【図７】従来のホイール付きマウスの回路構成図である。
【図８】従来のホイール付きマウスのホイール構造の斜視図である。
【図９】本発明の第１の実施例による回転体付きホイールを有するマウスの斜視図である。
【図１０】本発明の第１の実施例による回転体付きホイールを有するマウスの４面図である。
【図１１】本発明の第１の実施例によるマウスの回転体付きホイール構造の分解斜視図である。
【図１２】本発明の第１の実施例による回路構成図である。
【図１３】回転体の他の実施例を示す図である。
【図１４】本発明の第１の実施例による回転体付きホイールを有するマウスのデータ出力フォーマットを示す図である。
【図１５】本発明の第５の実施例による切換えスイッチを有するポインティングデバイスの斜視図である。
【図１６】本発明の第５の実施例による切換えスイッチを有するポインティングデバイスの回路構成図である。
【図１７】本発明の第５の実施例による切換えスイッチを有するポインティングデバイスのデータ出力フォーマットを示す図である。
【符号の説明】
10…ボール
25…Ｘ軸用ロータリエンコーダ
26…Ｙ軸用ロータリエンコーダ
31，31' …制御ＩＣ
32…ボール回転検出部
33…スイッチ検出部
61…開口部
62…ホイール
71…ホイール用ロータリエンコーダ
72…回転体用ロータリエンコーダ
80…本発明による回転体付きホイールを有するマウス
81…回転体付きホイール
82…多角形ホイール
83…スポーク
84…回転体
84a …窪みを設けた円筒回転体
84b …球状回転体
84c …窪みを設けた球状回転体
91…ホイール支持部
92…多角形ホイールの中心部
93…スライド機構
94，96…突起
95…凹凸構造
100 …ポインティングデバイス
101 …ドーム部
111 …ドーム部変位検知センサ部
112 …ドーム部変位検出部
SW1 …左クリックスイッチ
SW2 …右クリックスイッチ
SW3 …スイッチ
SW4 …切換えスイッチ
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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