JP2001184159A

JP2001184159A - ポインティングデバイス

Info

Publication number: JP2001184159A
Application number: JP36519999A
Authority: JP
Inventors: Shuji Nakamura; 修二中村; Tamotsu Koike; 保小池; Masanori Okabashi; 正典岡橋
Original assignee: Nagano Fujitsu Component Ltd
Current assignee: Nagano Fujitsu Component Ltd
Priority date: 1999-12-22
Filing date: 1999-12-22
Publication date: 2001-07-06
Anticipated expiration: 2019-12-22
Also published as: JP4822574B2

Abstract

(57)【要約】【課題】操作性が良く、省エネルギー、低コストの光
学式のポインティングデバイスの実現。【解決手段】ポインティングデバイス１は、被検出体
２と、被検出体２を水平移動させる水平移動機構３〜１
２’と、被検出体２の移動量を検出する移動量検出手段
２０とを備える。

Description

【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ポインティングデバイスに関し、特
に、ポインティングデバイスの操作性及び機能の向上並
びに構造の簡素化に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年コンピュータ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、一層複雑化するコンピュータの操作を容易にす
るために、ディスプレイ画面上のアイコン等を指示する
手段として、マウス、ジョイスティック、トラックボー
ル、各種ポインティングデバイス等が用いられている。

【０００３】例えば、現在一般的に使用されているマウ
スは、ユーザによるＸ軸及びＹ軸方向の操作量及び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
であり、マウスの移動方向及び移動量をＸ軸及び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。

【０００４】このようなマウスの移動方向及び移動量の
検知は、ボールの回転方向及び回転量を機械的に検知す
る方法や、専用マウスパッドに用意された透明又は半透
明のラインパターンを画像認識により光学的に検知する
方法等がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述のボール回転式又
は光学式のマウスの使用にあたってはマウス本体を操作
するための操作スペースが必要であり、小型、軽量化、
複雑化が一層進むコンピュータ分野にあって、マウス操
作性の向上が急務であるといえる。このうち、ボール回
転式マウスは、ボールを用いるため、空回りや埃の侵入
などによる誤動作を発生する恐れがあり、さらには、ホ
ール自身を設置するスペースが必要であるので省スペー
ス化に対応できないという問題がある。

【０００６】これに対して、光学式マウスは、被検出体
に光を照射する光源、被検出体からの反射光を集束する
レンズ、集束された反射光を受光する受光手段及び、受
光した光から被写体の移動量を検出する移動量検出手段
等を備えるのが一般的であるが、被検出体として専用マ
ウスパッドが更に必要となり、省スペース化及び操作性
の向上が望まれる。

【０００７】光学式マウスの光源には例えば発光ダイオ
ードが用いられるが、マウスの操作状態を検知するため
に発光ダイオードは常時点灯させておく必要があり、発
光ダイオードの寿命の低下及び、消費電力の増大が問題
となっている。また、このような光学式マウスは、前述
のような、光源、レンズ、受光手段及び、移動量検出手
段等をマウスのロアカバーで保持する構造を有している
が、製造プロセスの簡素化及び、製造コストの低減が望
まれている。

【０００８】本発明の第１の目的は、上記課題に鑑み、
占有面積を低減すると共に、従来のマウス操作に必要で
あった操作スペースの必要の無い、操作性の良いポイン
ティングデバイスを提供することにある。本発明の第２
の目的は、上記課題に鑑み、消費電力を低減させると共
に、長寿命の光学式のポインティングデバイスを提供す
ることにある。

【０００９】本発明の第３の目的は、上記課題に鑑み、
製造プロセスの簡素化及び、製造コストの低減を図るべ
く、構造容易な光学式のポインティングデバイスを提供
することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を実現するため
に、第１の発明に係るポインティングデバイスにおいて
は、被検出体と、被検出体を水平移動させる水平移動機
構と、被検出体の移動量を検出する移動量検出手段とを
備える。第２の発明においては、被検出体に光を照射す
る光源と、被検出体からの反射光を受光するための受光
手段とを備えるポインティングデバイスは、異なる複数
の駆動電力を出力して光源を駆動する駆動手段を備え
る。

【００１１】第３の発明に係るポインティングデバイス
においては、被検出体に光を照射する光源と、被検出体
からの反射光を集束するレンズと、集束された反射光を
受光する受光手段と、受光した光から被写体の移動量を
検出する移動量検出手段と、移動量検出手段が実装され
た基板を保持し、かつ、レンズと一体に成形される筐体
手段とを備える。

【００１２】第１の発明によれば、占有面積を低減する
と共に、従来のマウス操作に必要であった操作スペース
の必要の無い、操作性の良い光学式のポインティングデ
バイスを提供することができる。第２の発明によれば、
光学式のポインティングデバイスにおいて、マウス消費
電力を低減させると共に、光源の長寿命化を図ることが
できる。

【００１３】第３の発明によれば、光学式のポインティ
ングデバイスにおけるロアカバーとレンズとを一体に成
形するので、構造が容易であり、製造プロセスの簡素化
及び、製造コストの低減を図ることができる。また、外
部からのゴミあるいは埃の侵入を防ぐことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施例に
よるポインティングデバイスの構造図である。図１
（ａ）は本実施例によるポインティングデバイスの平面
図であり、図１（ｂ）は本実施例によるポインティング
デバイスの断面図である。本実施例は、従来のマウスの
構造を上下逆にしたような構造であり、被検出体である
パネル２を同一水平面上の所望の方向に指で操作するこ
とで、その移動方向及び移動量をコンピュータに対する
ポインタ操作指令とするものである。

【００１５】図１に示すように、本実施例によるポイン
ティングデバイス１においては、被検出体としてのパネ
ル２と、パネル２を水平移動させる水平移動機構及び水
平戻り機構として、第１の支持台３、第１及び第２のＸ
方向レール４及び４’、第１及び第２のＸ方向バネ支持
棒９及び９’、第１及び第２のＸ方向レール把持機構１
０及び１０’、第２の支持台５、第１及び第２のＹ方向
レール６及び６’、第１及び第２のＹ方向バネ支持棒１
２及び１２’、第１及び第２のＹ方向レール把持機構１
１及び１１’、並びに、第１及び第２のＹ方向バネ支持
棒１２及び１２’と、パネル２の移動量を検出する移動
量検出手段として、光源２１、レンズ２２及び受光手段
２３とを備える。第１の支持台３及び第２の支持台５に
は、それぞれ中央付近に第１の開口部１３及び第２の開
口部１４が設けられる。

【００１６】まず、本発明の第１の実施例による水平移
動機構について説明する。図２は、本発明の第１の実施
例による水平移動機構を説明する図である。図２（ａ）
は水平移動機構の断面図を示し、図２ (ｂ）は水平移動
機構の斜視図を示す。図２に示すように、パネル２の下
面には第１及び第２のＸ方向レール把持機構１０及び１
０’が設けられており、第１の支持台３上に配設させら
れた第１及び第２のＸ方向レール４及び４’をそれぞれ
移動可能に把持する構造である。

【００１７】また、第１の支持台３の下面についても、
第１及び第２のＸ方向レール把持機構１０及び１０’と
同様の構造を有する第１及び第２のＹ方向レール把持機
構１１及び１１’（図示せず）が設けられており、第２
の支持台５上に配設させられた第１及び第２のＹ方向レ
ール６及び６’をそれぞれ移動可能に把持する。図１に
示すように、第１及び第２のＸ方向レール４及び４’
は、第１及び第２のＸ方向バネ支持棒９及び９’によっ
て第１の支持台３にそれぞれ固定される。また、第１及
び第２のＹ方向レール６及び６’はそれぞれ、第１及び
第２のＹ方向バネ支持棒１２及び１２’によって第２の
支持台５に固定される。

【００１８】なお、本実施例では、水平移動機構として
ＸＹ２方向に対してそれぞれ２本のレールを設けたが、
レールの本数はこれに限らない。また、各レール把持機
構の形状も図２に限定されるものではない。すなわち、
各レール上を移動可能に把持できる形状であれば良く、
例えば第１の支持台の下面の１辺全体に渡ってレール把
持機構を設けて手も良い。

【００１９】また、上述のようなレール把持機構ではな
く、各レールを把持する形で車輪を設けても良い。図３
は水平移動機構の他の実施例の断面図である。パネル２
又は第１の下面には少なくとも２つの車輪１２及び１
２’が設けられ、各車輪１２及び１２’が第１及び第２
のＸ方向レール４及び４’上を滑走する。第１の支持台
３についても同様な構造を用いても良い。

【００２０】図４は水平移動機構の更に他の実施例の断
面図である。本実施例は、第１及び第２の支持台３及び
５の上面に、互いに直交するような少なくとも２本のガ
イド溝を設け、パネル２及び第１の支持台３の下面には
各ガイド溝に嵌合するような嵌合手段を設けることによ
り水平移動させる構造である。このような水平移動機構
の形状としては、例えば図４（ａ）〜（ｃ）のような形
状が考えられるが、パネル２及び第１の支持台３が、そ
れぞれ第１の支持台３及び第２の支持台５に対して外れ
ることなく、嵌合して移動可能であるような形状であれ
ば良い。

【００２１】以上説明したような水平移動機構によれ
ば、パネル２をＸ方向に指で操作するとパネル２が第１
の支持台３に対してＸ方向に水平移動し、パネル２をＹ
方向に指で操作すると第１の支持台３が第２の支持台５
に対してＹ方向に水平移動する。第２の支持台５は、ポ
インティングデバイスのケース枠（図示せず）に固定さ
れるので、第２の支持台５から見れば水平面上全ての方
向に対してパネル２を操作可能であるといえる。

【００２２】なお、この水平面上におけるパネル２の操
作可能範囲は、Ｘ方向に関しては、第１及び第２のＸ方
向バネ支持棒９及び９’によってパネル２の移動が制限
されるまでであり、Ｙ方向に関しては、第１及び第２の
Ｙ方向バネ支持棒１２及び１２’によって第１の支持台
３の移動が制限されるまでである。次に、本発明の第１
の実施例による水平戻り機構について、図１を参照して
説明する。

【００２３】指によるパネル２の水平移動操作終了後
は、パネル２を所定の待機位置に戻す必要がある。本実
施例では、パネル２の水平移動操作終了後に、パネル２
を所定の位置に戻す水平戻り機構として、第１及び第２
のＸ方向バネ７及び７’並びに第１及び第２のＹ方向バ
ネ８及び８’を備える。第１のＸ方向バネ７は、パネル
２と第１のＸ方向バネ支持棒９との間に設けられ、第２
のＸ方向バネ７’は、パネル２と第２のＸ方向バネ支持
棒９’との間に設けられ、パネル２のＸ方向の水平移動
操作終了後、パネル２を所定の位置に戻す。

【００２４】第１のＹ方向バネ８は、第１の支持台３と
第１のＹ方向バネ支持棒１０との間に設けられ、第２の
Ｙ方向バネ８’は、第１の支持台３と第２のＹ方向バネ
支持棒１０’との間に設けられ、パネル２のＹ方向の水
平移動操作終了後、パネル２を所定の位置に戻す。な
お、本実施例では水平戻り機構にバネを用いたが、ゴム
のような弾性部材を用いても良い。

【００２５】続いて、本発明の第１の実施例による移動
量検出手段について説明する。図５は、本発明の第１の
実施例による移動量検出手段の説明図である。図１及び
５に示すように、本実施例によれば、被検出体であるパ
ネル２の移動量を検出する移動量検出手段２０は、光源
２１と、レンズ２２と、受光手段２３とを備え、従来の
光学式マウスの構造を上下逆にしたような構造である。
この移動検出手段２０は、第２の支持台（すなわちポイ
ンティングデバイスのケース枠）に固定される。光源２
１は例えば発光ダイオードであり、受光手段２３は例え
ばＣＣＤセンサである。

【００２６】また、パネル２をどの方向に操作しても、
光源２１からパネル２に対して照射される光が受光手段
２３において確実に受光できるようするため、第１の支
持台３及び第２の支持台５には、それぞれ中央部分に第
１の開口部１３及び第２の開口部１４が設けられてい
る。光源２１から発せられる光は、レンズ２２内の反射
部２４を介してパネル２に照射される。パネル２からの
反射光は、レンズ２２内の集光部２５で集光され、受光
手段２３において受光される。すなわち、図５に示され
るように、光源２１で発せられた光は、レンズ２２を介
して受光手段２３まで、１点鎖線で示されるように像を
結ぶ。受光手段２３で受光された光を基づき、画像認識
用ＩＣ（図示せず）の画像認識によってパネル２の移動
量及び移動方向を検出することになる。画像認識用ＩＣ
は、従来の光学式マウス同様、単位時間毎の画像変化を
検出し、その変化量及び方向を、コンピュータに対する
操作指令として送信する。

【００２７】本実施例では、被検出体であるパネル２の
移動量を検出する移動量検出手段として光学式マウスの
原理を利用しているが、パネル２の移動量及び方向を検
出できるものであればその他の形式であっても良い。図
６は、移動検出手段の他の実施例の概略図である。ここ
では説明を容易にするために、パネル２のＸ方向への移
動の検出についてのみ説明するが、第１の支持台３のＹ
方向への移動についても適用できる。図６（ａ）は平面
図であり、図６（ｂ）はｂ−ｂ断面図であり、図６
（ｃ）はｃ−ｃ断面図であり、図６（ｄ）は側面図であ
る。

【００２８】本実施例では、第１及び第２のＸ方向レー
ル４及び４’を導電材料で構成し、パネル２は絶縁材料
で構成する。パネル２の下面には、導電材料から成る部
材３１が固定される。また、水平移動機構として、それ
ぞれが少なくとも２つの車輪を備える、第１及び第２の
前輪ユニット３２及び３２’並びに第１及び第２の後輪
ユニット３３及び３３’が、それぞれ第１及び第２のＸ
方向レール４及び４’を把持する形で設けられる。第１
及び第２の前輪ユニット３２及び３２’は導電材料から
成り、部材３１に設けられるが、第１及び第２の後輪ユ
ニット３３及び３３’は絶縁材料から成り、パネル２の
下面に設けられる。第１及び第２のＸ方向レール４及び
４’には抵抗値検出回路３４が接続されており、従っ
て、第１のＸ方向レール４、第１の前輪ユニット３２、
部材３１、第２の前輪ユニット３２’及び第２のＸ方向
レール４’と共に閉回路を構成することになる。

【００２９】パネル２がＸ方向に移動すると、上述の閉
回路の抵抗値が変化するので、抵抗値検出回路３４でそ
の抵抗値を検出し、Ｘ方向の移動量として制御ＩＣへ送
出する。ここでは詳しく説明しないが、第１の支持台３
のＹ方向の移動についても同様の方法抵抗値を検出し、
Ｙ方向の移動量として制御ＩＣへ送出する。抵抗値検出
回路３４としては、周知の抵抗値検出技術が利用可能で
ある。

【００３０】ところで、本発明の第１の実施例によるポ
インティングデバイスにおいては、パネル２を指で操作
して所望の方向及び大きさだけ移動させたときのみコン
ピュータに対して操作指令を送出し、所望の操作が終了
してパネル２から指を離した後、水平戻り機構によりパ
ネル２が所定の位置に戻るときは、コンピュータに対す
る操作指令をロックする必要がある。

【００３１】このような操作指令ロック機構を、本実施
例では被検出体であるパネル２上の操作面への指の接触
を検知する接触検知手段を備えることで実現する。すな
わち、パネル２への指の接触が検知されたときにのみ、
パネル２及び第１の支持台３の移動量をコンピュータに
対する操作指令として送出する。図１には図示しない
が、指のパネル２への接触を検出する方法としては、メ
カニカルスイッチを用いる方法、抵抗膜を用いる方法、
静電容量の変化を用いる方法等、周知の技術が利用可能
であり、それぞれパネル２上の操作面に設ければよい。
指のパネル２への接触の有無の判定及び操作指令の生成
は、ポインティングデバイス内の制御ＩＣで制御され
る。

【００３２】図７は、本発明の第２の実施例によるポイ
ンティングデバイスの操作指令ロック機構を説明する図
である。図７（ａ）は本実施例におけるポインティング
デバイス１の平面図であり、図７（ｂ）は本実施例にお
けるポインティングデバイス１のｂ−ｂ断面図であり、
図７（ｃ）は本実施例におけるポインティングデバイス
１のｃ−ｃ断面図である。なお、説明を簡単にするた
め、図７（ａ）〜（ｃ）では、第１及び第２のＸ方向バ
ネ７及び７’並びに第１及び第２のＹ方向バネ８及び
８’については省略する。また、図７（ｂ）及び（ｃ）
では、移動量検出手段２０についても省略する。

【００３３】本実施例によるポインティングデバイス１
は、図１の第１の実施例において、同一水平面上の、直
交する２方向のそれぞれに対して、被検出体を挟むよう
に対向して備えられる複数のスイッチを更に有するもの
である。本実施例では、図７に示すように、パネル２の
第１の支持台３に対する移動方向であるＸ方向に対して
は第１及び第２のＸ方向スイッチ４１及び４１’が、第
１の支持台３の第２の支持台５に対する移動方向である
Ｙ方向に対しては第１及び第２のＹ方向スイッチ４２及
び４２’が備えられるが、更に複数個スイッチを設けて
も良い。

【００３４】図７に示すように、第１のＸ方向スイッチ
４１は第１のＸ方向バネ支持棒９に、第２のＸ方向スイ
ッチ４１’は第２のＸ方向バネ支持棒９’にそれぞれ固
定されており、パネル２をＸ方向に操作することで、パ
ネル２の側面が第１のＸ方向スイッチ４１又は第２のＸ
方向スイッチ４１’を押圧できる構造である。同様に、
第１のＹ方向スイッチ４２は第１のＹ方向バネ支持棒１
２に、第２のＹ方向スイッチ４２’は第２のＹ方向バネ
支持棒１２’にそれぞれ固定されており、パネル２をＹ
方向に操作して第１の支持台３を第２の支持台５に対し
て移動させることで、パネル２の側面が第１のＹ方向ス
イッチ４２又は第２のＹ方向スイッチ４２’を押圧でき
る構造である。なお、パネル２の側面ではなく、第１の
支持台３の側面が押圧できるように第１のＹ方向スイッ
チ４２及び第２のＹ方向スイッチ４２’をそれぞれ第１
のＹ方向バネ支持棒１２及び第２のＹ方向バネ支持棒１
２’に設置してもよい。

【００３５】上記スイッチのそれぞれの大きさは、光源
２１、パネル２、レンズ２２及び受光手段２３を結ぶ光
経路の形成に支障のないようなものとする。すなわち、
ポインティングデバイス１を上面から見た場合、第１及
び第２のＸ方向スイッチ４１及び４１’は第１の開口部
１３に対して、第１及び第２のＹ方向スイッチ４２及び
４２’は第２の開口部１４に対して、それぞれ覆い被ら
ないような大きさであればよい。

【００３６】本実施例によれば、上記スイッチのスイッ
チのいずれか１つがパネル２によって押圧されたとき
に、押圧されるまでのパネル２の移動量をコンピュータ
に対する操作指令として送信し、パネル２の操作終了
後、水平戻り機構によりパネル２が所定の位置に戻ると
きは、コンピュータに対する操作指令はロックする。上
記スイッチの押圧の有無の判定及び操作指令の生成は、
ポインティングデバイス内の制御ＩＣで制御される。

【００３７】図８は、本発明の第３の実施例によるポイ
ンティングデバイスの構造図である。図８（ａ）は本実
施例によるポインティングデバイスの平面図であり、図
８（ｂ）は本実施例によるポインティングデバイスの断
面図である。本実施例は、図１の第１の実施例におい
て、被検出体であるパネル２を垂直移動させる垂直移動
機構と、パネル２のの垂直移動操作終了後にパネル２を
所定の位置に戻す垂直戻り機構とを更に備えるものであ
る。本実施例では、パネル２を垂直方向に押下しながら
水平移動操作しているときのみ、パネル２及び第１の支
持台３の移動量をコンピュータに対する操作指令として
送出する。

【００３８】図９は本発明の第３の実施例によるポイン
ティングデバイスの垂直移動機構及び垂直戻り機構の斜
視図である。図１の第１の実施例によるポインティング
デバイスの第２の支持台５は、ケース枠に固定されてい
たが、本実施例では、第２の支持台５は、ケース枠に対
して垂直な方向に移動可能である。

【００３９】図８に示すように、ケース枠５０には第１
〜第４の垂直方向ガイド棒４１〜４４が固定され、各ガ
イド棒は第２の支持台５に設けられた開口部をそれぞれ
貫通している。また、第２の支持台５とケース枠５０と
の間には第１〜第４の垂直方向バネ４５〜４８が設けら
れる。図９は、第１の垂直方向ガイド棒４１及び第１の
垂直方向バネ４５について示しており、本実施例では、
第１〜第４の垂直方向バネ４５〜４８は、それぞれ２つ
のコイルバネを備えているが、その数はこれに限らな
い。また、コイルバネの代わりにゴムのような弾性部材
を用いてもよい。

【００４０】第１〜第４の垂直方向バネ４５〜４８は、
第２の支持台５がケース枠５０から離脱してしまうのを
防止するための機能についても更に有しているというこ
とができるが、更に、第２の支持台５の離脱防止用のた
めの留め具を、第１〜第４の垂直方向ガイド棒４１〜４
４の少なくとも１つに、第２の支持台５に対して第１〜
第４の垂直方向バネ４５〜４８がある面とは反対側にそ
れぞれ設けてもよい。図１０は、離脱防止用の留め具の
例を示す図である。留め具４９の形状は、第２の支持台
５がケース枠から離脱不可能であればどのような形状で
あってもよく、例えば図９（ａ）及あるいは（ｂ）に示
すような形状の留め具４９が、第１〜第４の垂直方向ガ
イド棒４１〜４４の少なくとも１つ（図１０では第１の
垂直方向ガイド棒４１）に設けられる。

【００４１】本実施例によれば、パネル２を指で垂直方
向に押下すると、第２の支持台５は第１〜第４の垂直方
向ガイド棒４１〜４４に沿って下方向に移動する。押下
を止めると第１〜第４の垂直方向バネ４５〜４８の弾性
力により第２の支持台５は所定の位置に戻る。なお、パ
ネル２を垂直方向に押下しながら水平方向に操作して
も、第２の支持台は、ケース枠５０に対して、第１〜第
４の垂直方向ガイド棒４１〜４４に沿って垂直方向に移
動するのみであり水平方向に移動することはない。

【００４２】前述の第１及び第２のの実施例同様、本実
施例によるポインティングデバイスにおいては、パネル
２の操作時のみそのときの操作指令をコンピュータに出
力し、所望の操作が終了してパネル２から指を離した
後、水平戻り機構によりパネル２が所定の位置に戻ると
きは、コンピュータに対する操作指令をロックする必要
がある。

【００４３】パネル２の移動量を検出する移動量検出手
段２０は、図８（ｂ）に示すような光学式マウスの原理
を利用しているが、本実施例では、特に、パネル２の押
下時のみ、所定の解像度を有する受光手段２３が反射光
を受光するように反射光を集光させる集光部２５を備え
るレンズ２２が設置される。レンズ２２を含む移動検出
手段２０はケース枠５０に固定設置されているが、垂直
方向に移動可能なパネル２が押下されると、集光部２５
の反射光に対する焦点距離がずれることになる。つま
り、予め決められた解像度を有する受光手段２３は、パ
ネル２を押下していないときは、集光部２５が反射光を
受光手段２３に集光できないので反射光を受光すること
ができず、パネル２の押下時のみ反射光を受光できる。

【００４４】従って、受光手段２３が反射光を受光でき
ないときは、画像認識用ＩＣ（図示せず）はパネル２の
移動量及び移動方向を検出することができないので、制
御ＩＣはコンピュータに対して操作指令を送信しない。
これに対し、受光手段が反射光を受光したときは、制御
ＩＣはコンピュータに対して操作指令を送信する。この
ように、本実施例によれば、パネル２を指で押下して所
望の方向及び大きさだけ移動させたときのみコンピュー
タに対して操作指令を送出し、パネル２の操作が終了し
て指がパネル２から離れると、水平戻り機構によりパネ
ル２が所定の位置に戻ろうとするが、この間、第１〜第
４の垂直方向バネ４５〜４８の弾性力により第２の支持
台５は垂直方向に対しても上向きに移動し、パネル２と
集光部２５との垂直方向の距離が変化することになり、
受光手段２３は反射光を受光できないので、コンピュー
タに対する操作指令をロックすることができる。

【００４５】図１１は、本発明の第４の実施例によるポ
インティングデバイスの構造図である。図１１（ａ）は
本実施例によるポインティングデバイスの平面図であ
り、図１１（ｂ）は本実施例によるポインティングデバ
イスの断面図である。本実施例は、図８〜１０の第３の
実施例において、パネル２の押下を検知する押下検知手
段を更に備え、パネル２の押下を押下検知手段が検知し
たときのみ、移動量をコンピュータに対する操作指令と
して送信するものである。

【００４６】図１１に示すように、本実施例では、押下
検出手段として押下検出スイッチ５１が、パネル２が押
下されたときに第２の支持台５が押下検出スイッチ５１
を押下するよう、ケース枠５０に設置される移動量検出
手段２０を支持する土台上に更に設置される。押下検出
スイッチ５１は本実施例ではメカニカルスイッチである
が、その他に、周知のセンサ技術が利用可能である。ま
たその数も少なくとも１つ設置されればよい。押下検出
スイッチによるパネル２の押下の有無の判定及び操作指
令の生成は、ポインティングデバイス内の制御ＩＣで制
御される。

【００４７】図１２は、本発明の第５の実施例によるパ
ネルの断面図である。上記の各実施例におけるパネル２
の操作面は平面であるが、本実施例によるパネル２で
は、その操作面を、図１２（ａ）に示すような凹型の形
状、あるいは図１２（ｂ）に示すような凸型の形状にし
て、指への引っかかりを持たせて操作性を向上させる。
また更に、パネル２上の操作面は、凹型及び凸型を組合
わせた形状（図示せず）であってもよい。

【００４８】第１の実施例で説明したように、指のパネ
ル２への接触を検出する手段をパネル２上の操作面に設
ける場合、抵抗膜を用いる方法、あるいは静電容量の変
化を用いる方法等では操作面の形状に合わせてそれぞれ
実現すればよいが、メカニカルスイッチを用いる場合
は、図１２（Ｃ）に示すように、パネル２上の操作面の
一部分にスイッチ５２が設置される。

【００４９】本発明の第１から第５の実施例によれば、
占有面積を低減すると共に、従来のマウス操作に必要で
あった操作スペースの必要の無い、操作性の良い光学式
のポインティングデバイスを提供することができる。ま
た、ボール回転式マウスのようにボールを用いる必要が
無いので、薄型のポインティングデバイスを実現可能で
ある。

【００５０】上述のように、光学式のポインティングデ
バイスの光源には例えば発光ダイオードが用いられる
が、この場合、パネル２の操作状態を検知するためには
発光ダイオードは常時点灯させておく必要がある。図８
〜１０を参照して説明したように本発明による第３の実
施例では、受光手段２３は、パネル２を押下していない
ときは集光部２５が反射光を受光手段２３に集光できな
いので反射光を受光することができず、パネル２の押下
時のみ反射光を受光できる。従って、パネル２の押下時
のみ光源を通常の駆動電力で点灯させ、パネル２を押下
しないときは光源の駆動電力を低減させれば、ポインテ
ィングデバイスの消費電力の低減を図ることができ、ま
た、光源の寿命を伸ばすことも可能である。

【００５１】本発明の第６及び第７の実施例によるポイ
ンティングデバイスは、第３の実施例を発展させたもの
であり、第３の実施例におけるポインティングデバイス
において、パネル２が押下されていないときは、光源２
１の駆動電力を、通常の使用における駆動電力よりも低
電力にする。光源２１を通常又は低電力のいずれの駆動
電力で駆動するかの判定は、受光手段２３が反射光を受
光しない未受光時間と所定の時間との長短を比較するこ
とでなされる。未受光時間が所定の時間よりも長いと判
定された場合は、パネル２が押下されていない状態、す
なわちポインティングデバイス１を操作していない状態
にあるということになるので、低電力の駆動電力で光源
２１を駆動し、消費電力を低減させる。

【００５２】本発明の第６及び第７の実施例は、第３の
実施例において、受光手段２３が反射光を受光しない未
受光時間と所定の時間とを比較する受光時間比較手段
と、光源２１を駆動するために、第１の駆動電力又は第
２の駆動電力を出力する駆動手段とを更に備えたもので
ある。駆動手段はポインティングデバイス内に容易に構
成可能である。

【００５３】図１３は、本発明の第６及び第７の実施例
による光学式ポインティングデバイスの動作を示すフロ
ーチャートである。ステップ１０１では、受光手段２３
が反射光を受光しない未受光時間と所定の時間とを比較
し、未受光時間が所定の時間よりも短いときはステップ
１０２へ進み、未受光時間が所定の時間よりも長いとき
はステップ１０３へ進む。このステップ１０１の未受光
時間の長短の判定は、制御ＩＣによって実現可能であ
る。

【００５４】ステップ１０２では、第１の駆動電力で光
源２１を駆動する。第１の駆動電力は、パネル２が押下
されてポインティングデバイス１が操作されている状態
にあるときの直流の駆動電力である。ステップ１０３で
は、第２の駆動電力で光源２１を駆動する。第２の駆動
電力は、パネル２が押下されていない状態、すなわちポ
インティングデバイス１が操作されていない状態にある
ときの駆動電力であり、後述するように、第６の実施例
によれば、第２の駆動電力の大きさは、第１の駆動電力
の大きさよりも低く、第７の実施例によれば、第２の駆
動電力は、パルス状電力である。

【００５５】図１４は、本発明の第６の実施例による受
光時間比較手段及び駆動手段の概略図である。図８に示
されるようなポインティングデバイス１においては、光
源２１を駆動電力生成回路６１によって点灯させ、パネ
ル２によって反射された反射光を受光手段２３が受光す
る。この図においてはレンズ２２は省略してある。

【００５６】駆動電圧生成回路６１は、図１４に示すよ
うに、電源電圧Ｖｃｃと、第１及び第２の制限抵抗Ｒｓ
及びＲｂと、第１及び第２のスイッチＳＷ１及びＳＷ２
と、抵抗Ｒ１及びＲ２とを備える。なお、Ｒｓ＜Ｒｂ、
Ｒ１＝Ｒ２である。制御ＩＣ５３は、受光手段２３がパ
ネル２に対する反射光を受光しない状態にある時間、す
なわち、光源２１、パネル２及び受光手段２３にわたっ
て像が結ばれていない未受光時間を常時計測しており、
制御ＩＣ５３内のメモリに予め記憶された所定の時間と
その大小を比較し、駆動電圧発生信号を生成する。ま
た、パネル２が押下されてポインティングデバイス１が
操作されている状態にあるときは、更に、画像認識によ
って単位時間毎の画像変化を検出し、その変化をポイン
ティングデバイス１１の操作量及び操作方向としてコン
ピュータに送信する。制御ＩＣ５３が、未受光時間と所
定の時間とを比較し、未受光時間が所定の時間よりも短
いと判定したときは第１の駆動電圧生成信号２０１を、
未受光時間が所定の時間よりも長いときと判定したとき
は第２の駆動電圧生成信号２０２を駆動電圧生成回路６
１へ出力する。

【００５７】駆動電圧生成回路６１が第１の駆動電圧生
成信号２０１を受信すると、第１のスイッチＳＷ１がオ
ンになり、第１の制限抵抗Ｒｓを介して光源６１に直流
の第１の駆動電圧が印加される。駆動電圧生成回路６１
が第２の駆動電圧生成信号２０２を受信すると、第２の
スイッチＳＷ２がオンになり、第２の制限抵抗Ｒｂを介
して光源６３に直流の第２の駆動電圧が印加される。Ｒ
ｓ＜Ｒｂであるので、第１の駆動電圧の大きさは第２の
駆動電圧も大きい。従って、パネル２が押下されていな
い状態、すなわちポインティングデバイス１が操作され
ていない状態にあるときは、光源２１を小さい駆動電力
で駆動するので消費電力を低減させることができる。パ
ネル２が押下されると、第１の駆動電圧が光源２１に印
加される。

【００５８】図１５は、本発明の第７の実施例による受
光時間比較手段及び駆動手段の概略図である。光源２１
を駆動電力生成回路６１によって点灯させ、パネル２に
よって反射された反射光を受光手段２３が受光する。駆
動電圧生成回路６１は、図１５に示すように、電源電圧
Ｖｃｃと、スイッチＳＷ３と、抵抗Ｒ１とを備える。

【００５９】本実施例によれば、第６の実施例同様、制
御ＩＣ５３は、光源２１、パネル２及び受光手段２３に
わたって像が結ばれていない未受光時間を常時計測して
おり、制御ＩＣ５３内のメモリに予め記憶された所定の
時間とその大小を比較し、駆動電圧発生信号２０３を生
成する。また、パネル２が押下されてポインティングデ
バイス１が操作されている状態にあるときは、更に、画
像認識によって単位時間毎の画像変化を検出し、その変
化をポインティングデバイス１の操作量及び操作方向と
してコンピュータに送信する。

【００６０】制御ＩＣ５３が、未受光時間と所定の時間
とを比較し、未受光時間が所定の時間よりも短いと判定
したときは光源２１を通常通り点灯させる所定の一定出
力の信号を、未受光時間が所定の時間よりも長いときと
判定したときは光源２１を間欠駆動させるためのパルス
信号を、駆動電圧発生信号２０３として駆動電圧生成回
路６１へ出力する。

【００６１】駆動電圧生成回路６１が駆動電圧生成信号
２０３を受信すると、スイッチＳＷ３がオンになり、駆
動電圧生成信号２０３に対応する駆動電圧が光源２１に
印加される。従って、パネル２が押下されていない状
態、すなわちポインティングデバイス１が操作されてい
ない状態にあるときは、光源２１を間欠駆動させるパル
ス電力で駆動するので消費電力を低減させることができ
る。パネル２が押下されると、通常の駆動電圧が光源２
１に印加される。

【００６２】本発明の第６及び第７の実施例によれば、
パネル２を垂直方向に押下していないときは、コンピュ
ータに対して操作指令を送信する必要はないので受光手
段２３を駆動させるための電力を低減し、パネル２を押
下してコンピュータに対して操作指令を送信するときは
通常の電力で受光手段２３を駆動させるので、消費電力
を低減させると共に、光源の長寿命化を図ることができ
る。

【００６３】本発明による第６及び第７の実施例は、従
来の光学式マウスにおいても適用することができる。光
学式のマウスの光源には例えば発光ダイオードが用いら
れるが、マウスの操作状態を検知するためには発光ダイ
オードは常時点灯させておく必要があり、発光ダイオー
ドの寿命の低下及び、消費電力の増大が問題となってい
る。

【００６４】図１６は、本発明による第６及び第７の実
施例の他の実施例を説明する図である。図１６（ａ）に
示すように、光学式マウス６２は、一般的に、被検出体
６３に光を照射する光源２１と、被検出体６３からの反
射光を受光するための受光手段２３とを備えており、光
学式マウス６２の操作状態を検知するために、光源２１
を点灯させ、被検出体６３によって反射された反射光を
受光手段２３が受光する。光源２１、被検出体６３及び
受光手段２３にわたって像が結ばれており、受光手段２
３は被検出体６２上の模様あるいは傷を感知し、画像認
識用ＩＣ（図示せず）が画像認識によって単位時間毎の
画像変化を検出し、その変化を光学式マウス６２の移動
量及び移動方向としてコンピュータに送信する。被検出
体６３は例えば床面又は専用マウスパッドであり、光源
２１は例えば発光ダイオードであり、受光手段２３は例
えばＣＣＤセンサである。

【００６５】図１３（ｂ）に示すように、光学式マウス
６２を手で持ち上げて別の場所に移動させるようなとき
は、本発明の第６及び第７の実施例で説明したような手
法で、光源２１の駆動電力を、通常の使用における駆動
電力よりも低電力にすることが可能である。図１７は、
本発明の第８の実施例によるポインティングデバイスの
断面図である。

【００６６】本発明の第８の実施例は、上述の第１〜第
７の実施例において、製造プロセスの簡素化及び、製造
コストの低減を図るべく、さらに構造容易にしたもので
ある。本実施例によれば、第１〜第７の実施例で説明し
たようなポインティングデバイスでは光源２１、レンズ
２２、受光手段２３及び、移動量検出手段等を保持する
ロアカバーを、レンズ２２とを一体に成形することで得
られたレンズ部材６６を用いる。本実施例ではレンズ部
材６６のロアカバー部分はレンズ部分と類似の透明樹脂
から成るが、レンズ部分とその他の部分のダブルモール
ドにしてもよい。

【００６７】本実施例によれば、ポインティングデバイ
スにおけるロアカバーとレンズとを一体に成形するの
で、構造が容易であり、製造プロセスの簡素化及び、製
造コストの低減を図ることができる。また、外部からの
ゴミあるいは埃の侵入を防ぐことができる。本実施例
は、通常の光学式マウスにも適用できる。

【００６８】図１８は、従来例による光学式マウスの内
部の素子の構成を示す展開斜視図である。一般に光学式
マウスは、光源、レンズ、受光手段及び、移動量検出手
段等をマウスのロアカバーで保持する構造を有してい
る。図１８ (ａ）に示すように、ロアカバー７１とホル
ダー７３との間にレンズ７２が挟まれ、ホルダー７３上
には更に画像認識用ＩＣ７４及び発光ダイオード７５が
配設され、図１８（ｂ）に示すように構成される。一般
的に、このような一連の構成については、その製造プロ
セスは複雑であり、製造コストも高価である。

【００６９】図１９は、本発明の第８の実施例を光学式
マウスに適用した場合の説明図である。本実施例では、
図１８で示したようなロアカバー７１とレンズ７２と
を、一体に成形することで得られたレンズ部材７６を用
いる。本実施例ではレンズ部材７６のロアカバー部分は
レンズ部分と類似の透明樹脂から成るが、レンズ部分と
その他の部分のダブルモールドにしてもよい。

【００７０】本実施例では、図１９（ａ）に示すよう
に、レンズ部材７６の上にホルダー７３が設置され、ホ
ルダー７３上には画像認識用ＩＣ７４及び発光ダイオー
ド７５が配設される。図１９ (ｂ）は、本実施例による
レンズ部材７６を用いた光学式マウス６７の断面図を例
示している。本実施例によれば、光学式マウスにおける
ロアカバーとレンズとを一体に成形するので、構造が容
易であり、製造プロセスの簡素化及び、製造コストの低
減を図ることができる。また、外部からのゴミあるいは
埃の侵入を防ぐことができる。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように、第１の発明によれ
ば、占有面積を低減すると共に、従来のマウス操作に必
要であった操作スペースの必要の無い、操作性の良いポ
インティングデバイスを提供することができる。また、
ボール回転式マウスのようにボールを用いる必要が無い
ので、薄型のポインティングデバイスを実現可能であ
る。

【００７２】第２の発明によれば、光学式のポインティ
ングデバイスにおいて、マウス消費電力を低減させると
共に、光源の長寿命化を図ることができる。第３の発明
によれば、光学式マウスにおけるロアカバーとレンズと
を一体に成形するので、構造が容易であり、製造プロセ
スの簡素化及び、製造コストの低減を図ることができ
る。また、外部からのゴミあるいは埃の侵入を防ぐこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例によるポインティングデ
バイスの構造図である。

【図２】本発明の第１の実施例による水平移動機構を説
明する図である。

【図３】水平移動機構の他の実施例の断面図である。

【図４】水平移動機構の更に他の実施例の断面図であ
る。

【図５】本発明の第１の実施例による移動量検出手段の
説明図である。

【図６】移動検出手段の他の実施例の概略図である。

【図７】本発明の第２の実施例によるポインティングデ
バイスの操作指令ロック機構を説明する図である。

【図８】本発明の第３の実施例によるポインティングデ
バイスの構造図である。

【図９】本発明の第３の実施例によるポインティングデ
バイスの垂直移動機構及び垂直戻り機構の斜視図であ
る。

【図１０】離脱防止用の留め具の例を示す図である。

【図１１】本発明の第４の実施例によるポインティング
デバイスの構造図である。

【図１２】本発明の第５の実施例によるパネルの断面図
である。

【図１３】本発明の第６及び第７の実施例による光学式
ポインティングデバイスの動作を示すフローチャートで
ある。

【図１４】本発明の第６の実施例による受光時間比較手
段及び駆動手段の概略図である。

【図１５】本発明の第７の実施例による受光時間比較手
段及び駆動手段の概略図である。

【図１６】本発明による第６及び第７の実施例の他の実
施例を説明する図である。

【図１７】本発明の第８の実施例によるポインティング
デバイスの断面図である。

【図１８】従来例による光学式マウスの内部の素子の構
成を示す展開斜視図である。

【図１９】本発明の第８の実施例の構成図である。

【符号の説明】

１…ポインティングデバイス２…パネル３…第１の支持台４…第１のＸ方向レール４’…第２のＸ方向レール５…第２の支持台６…第１のＹ方向レール６’…第２のＹ方向レール７…第１Ｘ方向バネ７’…第２のＸ方向バネ８…第１のＹ方向バネ８’…第２のＹ方向バネ９…第１のＸ方向バネ支持棒、９’…第２のＸ方向バネ支持棒１０…第１のＸ方向レール把持機構１０’…第２のＸ方向レール把持機構１１…第１のＹ方向レール把持機構１１’…第２のＹ方向レール把持機構１２…第１のＹ方向バネ支持棒１２’…第２のＹ方向バネ支持棒１３…第１の開口部１４…第２の開口部２０…移動量検出手段２１…光源２２…レンズ２３…受光手段２４…反射部２５…集光部３１…部材３２…第１の前輪ユニット３２’…第２の前輪ユニット３３…第１の後輪ユニット３３’…第２の後輪ユニット３４…抵抗値検出回路４１…第１のＸ方向スイッチ４１’…第２のＸ方向スイッチ４２…第１のＹ方向スイッチ４２’…第２のＹ方向スイッチ５０…ケース枠５１…押下検出スイッチ５２…スイッチ５３…駆動電力生成回路６１…制御ＩＣ７１…ロアカバー７２…レンズ７３…ホルダー７４…画像認識用ＩＣ７５…発光ダイオード７６…レンズ部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岡橋正典東京都品川区東五反田２丁目３番５号富士通高見澤コンポーネント株式会社内Ｆターム(参考） 5B087 AA06 BB08 BB11 BB21 BC12 BC13 BC16 BC19 BC26 BC32 DD03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検出体と、該被検出体を水平移動させる水平移動機構と、前記被検出体の移動量を検出する移動量検出手段とを備
えることを特徴とするポインティングデバイス。
【請求項２】前記被検出体を垂直移動させる垂直移動
機構を備える請求項１に記載のポインティングデバイ
ス。
【請求項３】前記被検出体上の操作面への指の接触を
検知する接触検知手段を備え、前記接触が検知されたときに、前記移動量をコンピュー
タに対する操作指令として送信する請求項１に記載のポ
インティングデバイス。
【請求項４】同一水平面上の、直交する２方向のそれ
ぞれに対して、前記被検出体を挟むように対向して備え
られる複数のスイッチを備え、該複数のスイッチのいずれか１つが前記被検出体によっ
て押圧されたときに、押圧されるまでの前記被検出体の
移動量をコンピュータに対する操作指令として送信する
請求項１に記載のポインティングデバイス。
【請求項５】前記被検出体の押下を検知する押下検知
手段を備え、該押下検知手段が駆動したときに、前記移動量をコンピ
ュータに対する操作指令として送信する請求項２に記載
のポインティングデバイス。
【請求項６】前記移動量検出手段は、前記被検出体に光を照射する光源と、前記被検出体からの反射光を集束させるためのレンズ
と、前記反射光を受光する受光手段とを備える請求項１又は
２に記載のポインティングデバイス。
【請求項７】前記被検出体からの反射光が、前記レン
ズによって前記受光手段に集束したときにのみ前記移動
量をコンピュータに対する操作指令として送信する請求
項６に記載のポインティングデバイス。
【請求項８】前記被検出体上の操作面は、凹型及び凸
型の少なくとも一方の形状から成る請求項１に記載のポ
インティングデバイス。
【請求項９】被検出体に光を照射する光源と、前記被
検出体からの反射光を受光するための受光手段とを備え
るポインティングデバイスにおいて、異なる複数の駆動電力を出力して前記光源を駆動する駆
動手段を備えることを特徴とするポインティングデバイ
ス。
【請求項１０】前記異なる複数の駆動電力は、第１の
駆動電力及び第２の駆動電力であり、前記駆動手段は、前記受光手段が前記反射光を受光しな
い未受光時間と所定の時間とを比較し、前記未受光時間
が前記所定の時間よりも短いときに前記第１の駆動電力
を出力し、前記未受光時間が前記所定の時間よりも長い
ときに前記第２の駆動電力を出力する請求項９に記載の
ポインティングデバイス。
【請求項１１】被検出体に光を照射する光源と、前記
被検出体からの反射光を集束するレンズと、集束された
反射光を受光する受光手段と、受光した光から前記被写
体の移動量を検出する移動量検出手段と、該移動量検出
手段が実装された基板を保持し、かつ、前記レンズと一
体に成形される筐体手段とを備えることを特徴とするポ
インティングデバイス。