JP2007034937A - ポインティングデバイス - Google Patents

Abstract

【課題】操作方向及び操作力に応じて動くと共に操作力の解放により初期位置に復帰可能な操作体を備えたポインティングデバイスの小型化、構造の簡素化を実現する。
【解決手段】操作方向、操作力に応じた操作体２０の動きを許容しつつ操作力の解放により操作体を初期位置に復帰させるように付勢する板ばね７０、操作体２０に対する操作に応じた信号を形成するために板ばね７０に発生する歪を電気的に検出する歪ゲージ９０等を備えるものとした。これによれば、操作体２０を初期位置に復帰させるように付勢する板ばねに発生する歪から操作に応じた信号を形成できるので、操作体の傾き等の計測が不要となりデバイスの小型化、簡素化が可能となる。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、コンピュータ、ＰＤＡ、携帯電話機、ゲーム機器、計測器、製造装置等の機器において、ポインティング操作に用いられるポインティングデバイスに関する。

例えば、画面上のカーソルを所望の位置に移動させる等のポインティング操作（指示操作）に用いられるポインティングデバイスとしては、マウス、トラックボール等、種々の形式のものが存在するが、傾動自在に支持された操作棹の傾き及び傾動方向に応じて、コンピュータ等の画面上でカーソルを移動させるジョイスティックタイプのものが知られている（例えば、特許文献1参照）。
特開２００３−２１３３２号公報

ところで、上記のようなジョイスティックタイプのポインティングデバイスにおいては、操作棹を傾動自在に支持すると共に操作力の解放により操作棹を初期位置（原点位置）に復帰させるための機構が必要であるため、小型化が難しい。
また、いわゆるクリック動作をさせるためのスイッチ機構を上記のようなポインティングデバイスに設けようとした場合にも、小型化、構造の簡素化が困難となる。
さらに、回転方向にも操作可能な構造にしようとすると、小型化、構造の簡素化が一層困難となる。

本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、操作方向及び操作力に応じて動くと共に操作力の解放により初期位置（原点位置）に復帰可能な操作体を備えたポインティングデバイスにおいて、操作軸数を増やすことができると共に小型化及び構造が簡素化されたポインティングデバイスを提供することにある。

本発明に係るポインティングデバイスは、ポインティング操作のための操作体と、操作方向及び操作力に応じた操作体の動きを許容しつつ操作力の解放により操作体を初期位置に復帰させるように付勢する弾性部材と、操作体に対する操作に応じた信号を形成するために弾性部材に発生する歪を電気的に検出する歪検出手段と、を有することを特徴としている。
この構成によれば、操作体を初期位置に復帰させるように付勢する弾性部材に発生する歪を電気的に検出して操作体に対する操作に応じた信号を形成するので、操作体の初期位置（原点位置）からの変位、傾き等の計測が不要になるので、デバイスの小型化、簡素化が可能となる。

上記構成において、弾性部材は、設置面に両端支持梁状に設けられた複数の板ばね又は棒状ばねからなり、操作体の傾動に応じてそれぞれ弾性変形すると共に協働して前記操作体を保持する、構成を採用できる。
この構成によれば、複数の板ばね又は棒状ばねは、操作体を初期位置に復帰させるように機能すると共に操作体を保持する機能を兼ね備えるので、デバイスの小型化、簡素化が可能となる。

上記構成において、複数の棒状ばねは、操作体を設置面に沿ってスライド可能に保持していると共に、スライドする操作体と係合して弾性変形可能になっている、構成を採用できる。
この構成によれば、操作体の傾動とスライドとにより操作に応じた信号が形成可能となり、基本構造は変更せずに操作軸数を増やすことができる。

上記構成において、弾性部材は、設置面に向けて移動する操作体と係合して同時に弾性変形する、構成を採用できる。
この構成によれば、弾性部材としての複数の板ばね又は棒状ばねを同時に弾性変形させることができるので、オン／オフ信号の形成が可能となり、スイッチ機能を簡易に実現できる。

上記構成において、弾性部材は、対向する少なくとも一対の板ばね又は棒状ばねからなると共に設置面に対して傾斜しかつ傾斜方向が互いに逆向きになるように配置されて、操作体の回動に応じて弾性変形する、構成を採用できる。
この構成によれば、操作体の傾動及び回動により操作に応じた信号が形成可能となり、基本構造は変更せずに操作軸数を増やすことができる。

上記構成において、板ばね又は棒状ばねは、円弧状に形成されていると共に操作体の周囲に同心状に配置されている、構成を採用できる。
この構成によれば、操作体を回動させたときに操作体と板ばね又は棒状ばねとの接触面積が変化せず、操作体の回動により生じる歪を精度良く検出できる。

上記構成において、異なる板ばね又は棒状ばね同士の端部の重なりにより傾斜が形成されている、構成を採用できる。
この構成によれば、板ばね又は棒状ばねを傾斜させるための部材が必要ないと共に、重なりを持たせることによりデバイスをより小型化できる。

上記構成において、弾性部材は、操作体が係合することにより操作体の初期位置を規定する係合部が形成されている、構成を採用できる。
この構成によれば、係合部に操作体が係合することにより、操作体を正確に初期位置に位置決めできると共に、操作者による初期位置の認識が容易となる。

上記構成において、板ばね又は棒状ばねは、その両端部を設置面へ向けて押えるストッパ部材により設置面に設置されている、構成を採用できる。
この構成によれば、簡易な構造で板ばね又は棒状ばねを設置できる。

上記構成において、弾性部材は、設置面に設けられた複数の板ばね又は棒状ばねからなり、操作体の設置面に沿ったスライドに応じてそれぞれ弾性変形する、構成を採用できる。
この構成によれば、操作体のスライド操作に応じた信号形成が可能となると共に操作体の初期位置への復帰動作も可能となるので、デバイスの小型化、簡素化が可能となる。

上記構成において、複数の板ばね又は棒状ばねは、その両端部が設置面に対して拘束されている、構成を採用できる。
この構成によれば、複数の板ばね又は棒状ばねは、両端支持梁状に設置面に拘束され、スライドする操作体を確実に受け止めることができ、デバイスの小型化、簡素化に加えて信頼性を高めることができる。

上記構成において、複数の板ばね又は棒状ばねは、操作体の係合部が回動により描く円周と略同じ曲率をもつ円弧状に形成されていると共に、円周と交差するように傾斜して配置されている、構成を採用できる。
この構成によれば、操作体の傾動及び回動により操作に応じた信号が形成可能となり、基本構造は変更せずに操作軸数を増やすことができる。

上記構成において、板ばね又は棒状ばねは、設置面に設けられかつ板ばね又は棒状ばねを両側から挟んで設置面に沿った移動を規制するストッパ部材により設置面に拘束されている、構成を採用できる。
この構成によれば、簡易な構造で板ばね又は棒状ばねを設置できる。

上記構成において、弾性部材は、一端部が設置面に拘束されて他端部が操作体の係合部に係合するように配置された複数の板ばね又は棒状ばねからなり、操作体の設置面に沿ったスライドに応じてそれぞれ弾性変形する、構成を採用できる。具体的には、複数の板ばね又は棒状ばねは、操作体の周りの４方向に等間隔に配置されると共に、他端部が操作体の係合部に形成された案内部にそれぞれ挿入されて操作体を互いに直交する２方向にスライド自在に案内すると共に操作体の初期位置を規定する、構成を採用できる。
この構成によれば、操作体の初期位置が４つの板ばね又は棒状ばねにより規定されるので、操作力を解放すると、操作体を正確に初期位置に復帰させることができる。

上記構成において、歪検出手段は、歪ゲージからなる、構成を採用できる。
この構成によれば、デバイスの小型化、構造の簡素化を図りつつ弾性部材の歪を電気的に検出できる。

上記構成において、歪ゲージは、弾性部材の表面に貼付されている、構成を採用できる。
この構成によれば、弾性部材に対して歪ゲージを簡易に設けることができる。

上記構成において、歪ゲージは、弾性部材に埋設されている、構成を採用できる。
この構成によれば、歪ゲージを、例えば、樹脂等で形成された弾性部材に埋設することにより、歪ゲージを保護することができる。

上記構成において、弾性部材の変形量を制限するための変形規制部材を有し、好ましくは、緩衝機能を有する、構成を採用できる。
この構成によれば、弾性部材が過剰に変形して破損したり、弾性部材に設けられた歪ゲージが破壊されるのを防止できる。

上記構成において、弾性部材自体が歪ゲージを構成している、構成を採用できる。
この構成によれば、デバイスの構造をさらに簡素化できる。

上記構成において、操作体は、弾性部材と係合する係合部が弾性部材よりも柔軟な材料で形成されている、構成を採用できる。
この構成によれば、操作体の係合部と弾性部材との接触による摩耗等を抑制して、耐久性を高めることができる。

本発明によれば、操作方向及び操作力に応じて動くと共に操作力の解放により初期位置に復帰可能な操作体を備えたポインティングデバイスの小型化及び構造の簡素化が可能になる。

以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１ないし図６は、本発明に係るポインティングデバイスの一実施形態を示す図であって、図１はポインティングデバイスの外観及びコンピュータとの関係を示す図、図２はポインティングデバイスの分解斜視図、図３は歪ゲージが表面に貼付された板ばねを示す図、図４は歪ゲージが埋設された板ばねを示す図、図５は板ばねと操作体とを示す斜視図、及び、図６は板ばねに対する操作体の作用を説明するための図である。

ポインティングデバイス１０は、図１及び図２に示すように、操作体２０、カバー６０、弾性部材としての複数の板ばね７０、歪ゲージ９０、検出回路６００等から構成されている。

操作体２０は、例えば、樹脂材料等で形成されており、その上面の中心部から突出して操作者等によりポインティング操作される操作部４０、外側に向けて突出すると共に周方向において等間隔に形成された４つの係合部５０等を備える。

複数の板ばね７０は、スチール等の金属や樹脂などで矩形平板状に形成されており、略平行に配置されて対向する一対の板ばね７０，７０とこの一対の板ばね７０，７０に垂直な方向に配置された一対の板ばね７０，７０からなる。
板ばね７０は、コンピュータ６００の図示しない筐体等に形成された設置面に、図２に示す支持部材８０を介して設置される。したがって、各板ばね７０は、その両端部が支持部材８０により支持されて設置面に両端支持梁状に固定されている。
また、各板ばね７０は、図５に示すように、操作体２０の対応する係合部５０をそれぞれ保持しており、これにより、複数の板ばね７０は協働して操作体２０を保持しており、操作体２０は板ばね７０上を移動自在となっている。

歪ゲージ９０は、図２及び図３に示すように、各板ばね７０の表面に貼付されていると共に、そのゲージリード９１が検出回路６００にそれぞれ電気的に接続されており、板ばね７０に発生する歪を電気抵抗の変化に変えて検出回路６００に出力する。すなわち、歪ゲージ９０は各板ばね７０に生じる歪を電気的に検出する。尚、歪ゲージ９０の構造及び歪検出原理については周知であるの詳細説明は省略する。
また、歪ゲージ９０は、図４に示すように、樹脂等を用いて射出成形により一体的に成形して板ばね７０Ａに埋設することも可能である。

カバー６０は、樹脂等で形成され、図１及び図２に示すように、中央部に操作体２０の操作部４０が挿入される開口部６１を備えており、操作体５０、板ばね７０、検出回路６００等を内部に収容すると共に操作体５０が板ばね７０に保持された状態を維持するように操作体２０を押えつつ上記の設置面に固着される。

検出回路６００は、各歪ゲージ９０が検出した板ばね７０の歪に応じた電気信号を検出し、この信号を操作体２０に対する操作に応じた信号を形成するためにコンピュータ７００へ出力する。コンピュータ７００は、検出回路６００から受けた信号に基づいて、例えば、表示装置の画面におけるカーソルの座標位置を決定するための信号等を形成する。

上記のポインティングデバイス１０では、操作部４０を操作していずれかの向きに傾動させると、その操作方向及び操作力に応じて、操作体２０は傾動すると共に板ばね７０は係合部５０により押圧されて、例えば、図６に示すように、弾性変形する。この弾性変形による板ばね７０の歪が歪ゲージ９０により検出される。歪ゲージ９０により検出される歪量は操作体２０の傾動方向及び傾動量に応じて変化する。このため、各板ばね７０の歪量を検出することにより、操作体２０の傾動方向及び傾動量を検出できる。
そして、操作部４０に対する操作力を解放すると、板ばね７０の復元力により、操作体２０は初期位置（原点位置）に復帰する。

また、上記のポインティングデバイス１０では、操作部４０を図示しない設置面に向けて押し下げると、４枚の板ばね７０は、操作体２０の係合部５０と係合して同時に弾性変形する。例えば、この状態をオン状態とし、操作部４０を押し下げる力を解放して操作体２０が初期位置に復帰した状態をオフ状態とすると、コンピュータ７００では歪ゲージ９０の検出信号に基づいてオン／オフ信号の形成が可能となり、ポインティングデバイス１０にスイッチ機能を持たせることができる。

図７ないし図９は、本発明に係るポインティングデバイスの他の実施形態を示す図であって、図７は板ばねと操作体とを示す斜視図、図８及び図９は板ばねに対する操作体の作用を説明するための図である。尚、図７〜図９において、上記実施形態と同一構成部分については同一の符号を使用している。
図７に示す二対の板ばね７０Ｂは、それぞれ異なる高さの支持部材８０Ａ，８０Ｂによりその両端部を支持されており、設置面に対して傾斜していると共に、対向する板ばね７０，７０同士は傾斜方向が互いに逆向きになるように配置されている。
複数の板ばね７０Ｂを図７のように配置することにより、操作体２０を、その係合部５０が、図８に示すように、傾斜を上る方向ＤＲ１に向けて移動するように回動させると、４つの係合部５０は対応する板ばね７０Ｂに対して同時に移動するので、４つの板ばね７０Ｂは同様に弾性変形し、同様の歪量が発生すると共に、操作体２０の回動量に応じて歪量が増大する。一方、操作体２０を、その係合部５０が、図９に示すように、傾斜を下る方向ＤＲ２に向けて移動するように回動させると、操作体２０の回動量に応じて歪量は徐々に減少する。

このように、本実施形態によれば、操作体２０の回動方向及び回動量に応じた歪量が４つの板ばね７０Ｂから同時に得られるので、これを利用して操作体２０の回動方向及び回動量を検出することができる。尚、本実施形態においても、上記実施形態と同様に、操作体２０の傾動方向及び傾動量を検出可能である。

図１０及び図１１は、本発明に係るポインティングデバイスのさらに他の実施形態を示す図であって、図１０は板ばねと操作体の構造を示す図であり、図１１は図１０に示す板ばねと操作体とを上方から見た図である。尚、図１０及び図１１において、上記実施形態と同一構成部分については同一の符号を使用している。
図１０及び図１１に示す４枚の板ばね７０Ｃは、円弧状に形成されていると共に操作体２０の周囲に同心状に配置されている。また、４枚の板ばね７０Ｃは、隣り合っている異なる板ばね７０Ｃの端部同士が重なるように配置されることにより、それぞれ設置面に対して傾斜している。

複数の板ばね７０Ｃを図１０及び図１１のように配置することにより、操作体２０を回動させると、上記実施形態と同様に、４枚の板ばね７０Ｃから回動方向及び回動量に応じた歪量がそれぞれ検出できるので、これを利用して操作体２０の回動方向及び回動量を検出することができる。

このように、本実施形態によれば、板ばね７０Ｃを円弧状に形成することにより、操作体２０の係合部５０と板ばね７０Ｃとの接触面積を操作体２０の回動に関わらず一定にすることができ、板ばね７０Ｃに生じる歪量の検出精度を高めることができると共に、小型化が可能となる。
尚、本実施形態に係るポインティングデバイスは、操作体２０の傾動方向及び傾動量を検出可能であると共に４枚の板ばね７０Ｃを同時に弾性変形させることによりスイッチ機能を持たせることができる。

図１２は本発明に係るポインティングデバイスのさらに他の実施形態を示す図であって、操作体と板ばねの構造を示す斜視図である。尚、図１２において、上記実施形態と同一構成部分については同一の符号を使用している。
図１２において、４枚の板ばね７０は、隣り合っている異なる板ばね７０の端部同士が重なるように配置されることにより、それぞれ設置面に対して傾斜している。
このように配置することにより、板ばね７０の面積を変えることなく全体の寸法を小さくできる。また、重なりあう板ばね７０の端部において、下側に位置する端部が上側に位置する端部により押さえ付けられるので、板ばね７０を相互に固定する部品が必要なく、構造を簡素化できる。

尚、本実施形態に係るポインティングデバイスは、操作体２０の傾動方向及び傾動量と、回動方向及び回動量とを検出できると共に、４枚の板ばね７０を同時に弾性変形させることによりスイッチ機能を持たせることができる。

図１３ないし図１５は本発明に係るポインティングデバイスのさらに他の実施形態を示す図であって、図１３は操作体と棒状ばねの構造を示す斜視図、図１４は歪ゲージが埋設された棒状ばねを示す図、及び図１５は図１３に示す操作体のスライドによる板ばねに対する作用を説明するための図である。尚、図１３ないし図１５において、上記実施形態と同一構成部分については同一の符号を使用している。
本実施形態に係るポインティングデバイスと上記実施形態に係るポインティングデバイスとの間で相違する構成は、本実施形態では、板ばね７０に代えて棒状ばね１７０を用いた点である。
棒状ばね１７０は、例えば、樹脂等で形成されており、図１４に示すように、歪ゲージ９０が埋設されている。この棒状ばね１７０は、断面形状が略円形に形成されて任意の方向に可撓性を有する。すなわち、板ばね７０は、その板厚においてのみ可撓性を有しているが、棒状ばね１７０は、任意の方向に可撓性を有しており、変形の自由度が高い。

このポインティングデバイスにおいて、４本の棒状ばね１７０は、係合部５０をそれぞれ移動自在に保持することにより、操作体２０を設置面に沿ってスライド可能に保持している。そして、操作体２０をいずれかの方向にスライドさせると、操作体２０は、図１５に示すように、いずれかの棒状ばね１７０に係合して棒状ばね１７０が弾性変形して歪が生じる。このときの歪量は、操作体２０をスライドさせる操作力に応じて変化する。

このように、本実施形態では、操作体２０のスライド方向（操作方向）及び操作力に応じた歪量が検出できるので、操作体２０のスライド方向、スライド方向の移動量、スライド方向の操作力を検出できる。
尚、本実施形態に係るポインティングデバイスは、操作体２０の傾動方向及び傾動量を検出できると共に、４本の棒状ばね１７０を同時に弾性変形させることによりスイッチ機能を持たせることができる。また、４本の棒状ばね１７０を上記実施形態と同様に設置面に対して傾斜させることにより、操作体２０の回動方向及び回動量を検出できる。

図１６は上記実施形態に係るポインティングデバイスに適用できる板ばねの他の構造例を示す斜視図、図１７は板ばねの作用を説明するための図である。
図１６に示す板ばね７０Ｄは、その長手方向の中央部に操作体２０の初期位置を規定するための係合部としての係合凹部７１が形成されている。
この係合凹部７１は、図１７に示すように、操作体２０の係合部５０が係合することにより、操作体２０は初期位置に正確に位置決めされる。また、操作体２０を回動させたときに、操作者は、係合部５０が係合凹部７１に係合する状態を感覚として認識できる。

図１８は上記実施形態に係るポインティングデバイスに適用できる板ばねの構造を示す斜視図、図１９は板ばねの作用を説明するための図である。
図１８に示す板ばね７０Ｅは、その長手方向の中央部に係合部としての屈曲部７２が形成されるようにＶ字状に形成されている。
図１９に示すように、屈曲部７２に、操作体２０の係合部５０が係合することにより、図１６及び図１７で説明したものと同様の作用、効果が奏される。

図２０は板ばねの設置構造を示す斜視図である。
図２０において、各板ばね７０の両端部に対してストッパ部材８５がそれぞれ設けられており、このストッパ部材８５は、図示しない設置面に固定されると共に各板ばね７０を設置面へ向けて押える。
これにより、各板ばね７０は設置面から外れることがなく、又、最小限の設置具により板ばね７０を設置面に設置できるため、ポインティングデバイスの構造を簡略化できる。

図２１は、上記した板ばねの変形量を制限するための変形規制部材と板ばね７０との関係を示す斜視図である。
図２１に示す変形規制部材１００は、板ばね７０と図示しない設置面との間に設置されて、板ばね７０に過大な力が作用して板ばね７０が設置面に接触するのを防止する。すなわち、変形規制部材１００は、板ばね７０の変形量を制限する役割を果たす。
この変形規制部材１００は、ゴム等の緩衝機能を有する材料で形成されている。これにより、板ばね７０の変形量を規制するだけでなく、衝撃も緩和することができる。

図２２及び図２３は本発明に係るポインティングデバイスのさらに他の実施形態を示す図であって、図２２は操作体と板ばねの構造を示す斜視図、図２３は操作体のスライドによる板ばねに対する作用を説明するための図である。
図２３において、矩形平板状に形成された４枚の板ばね２７０は、操作体１４０の周囲を囲むように、図示しない設置面に対して垂直な方向に設置されていると共に、その両端部が設置面に対して図示しない拘束機構により拘束されている。尚、板ばね２７０には、図示しない歪ゲージ９０が設けられている。
操作体１２０は、直方体状の外形を有すると共にその上面の中心部に操作部１４０が突出して形成されており、操作体１２０の４つの角部により対応する板ばね２７０と係合する係合部１５０が構成されている。

操作体１２０を設置面に沿ったいずれかの向きにスライドさせると、その操作方向（スライド方向）及び操作力に応じて、板ばね２７０は、係合部１５０により押圧されて、図２３に示すように弾性変形する。この弾性変形による板ばね２７０の歪が歪ゲージ９０により検出される。歪ゲージ９０により検出される歪量は操作体１２０のスライド方向及び作用する操作力に応じて変化する。このため、各板ばね２７０の歪量を検出することにより、操作体２０のスライド方向の変位を検出できる。
そして、操作体１４０に対する操作力を解放すると、板ばね２７０の復元力により、操作体１２０は初期位置（原点位置）に復帰する。

尚、本実施形態では、弾性部材として板ばね２７０を使用した場合について説明したが、板ばね２７０に代えて棒状ばねを用いることも可能である。
また、本実施形態では、操作体１２０の角部（係合部１５０）を板ばね２７０に接触させるため、応力が集中しやすいので、操作体１２０の角部又は操作体１２０全体を、ゴム材等の板ばね２７０よりも柔軟な材料で形成してもよい。

図２４は操作体の他の構造例を示す斜視図である。
図２３においては、直方体状の操作体１４０の角部からなる係合部１５０を板ばね２７０に係合させる構成としたが、図２４に示すように、操作体１２０Ａから外側に向けて４方向に伸びる係合部１５０の先端面１５０ｆを板ばね２７０に係合させる構成とすることもできる。

図２５ないし図２８は本発明に係るポインティングデバイスのさらに他の実施形態を示す図であって、図２５は円弧状に湾曲形成された板ばねを示す図、図２６は板ばねと操作体の構造を示す図、図２７及び図２８は操作体の回動による板ばねに対する作用を説明するための図である。
図２３においては、矩形平板状に形成された板ばね２７０を用いた場合について説明したが、本実施形態では、図２５に示すように、４枚の板ばね２７０Ａは、後述する操作体１２０Ｃの係合部１５０Ｃ（の先端部）が回動により描く円周Ｃｉｒと略同じ曲率をもつ円弧状に形成されていると共に、設置面に対して垂直な方向に設置されている。また、４枚の板ばね２７０Ａは、図２５に示すように、円周Ｃｉｒと交差するようにそれぞれ同じ向きに傾斜して配置されている。尚、４枚の板ばね２７０Ａの両端部は図示しない拘束機構により設置面にそれぞれ拘束されている。

操作体１２０Ｃは、図２６に示すように、外側に向けて４方向に伸びる先細り状に形成された係合部１５０Ｃを備えており、各係合部１５０Ｃの先端が対応する板ばね２７０Ａに係合（接触）している。尚、図２６に示す操作体１２０Ｃの位置が初期位置である。この初期位置においては、各係合部１５０Ｃの先端が対応する板ばね２７０Ａを押圧して板ばね２７０Ａを弾性変形させて歪を生じさせている。

操作体１２０Ｃを、図２７に示すように、一方向ＤＲ１に回動させると、その回動量に応じて各係合部１５０Ｃの先端の板ばね２７０Ａへの食い込み量が増加し、各板ばね２７０Ａに生じる歪量が増加する。
一方、操作体１２０Ｃを、図２８に示すように、他方向ＤＲ２に回動させると、その回動量に応じて各係合部１５０Ｃの先端の板ばね２７０Ａへの食い込み量は減少し、各板ばね２７０Ａに生じる歪量が減少する。

このように、本実施形態では、操作体１２０Ｃの回動方向及び回動量に応じた歪が各板ばね２７０Ａから検出できるので、これを利用して操作体１２０Ｃの回動方向及び回動量を検出することができる。
尚、本実施形態では、弾性部材として板ばね２７０Ａを使用した場合について説明したが、板ばね２７０Ａに代えて円弧状に湾曲形成した棒状ばねを用いることも可能である。

図２９は、板ばね２７０の設置構造例を示す斜視図である。
図２９に示すように、板ばね２７０は、図示しない設置面に設けられかつ板ばね２７０の両端部を両側から挟んで設置面に沿った移動を規制するストッパ部材１８０により設置面に拘束されている。
このような設置構造とすることにより、板ばね２７０をストッパ部材１８０に差し込むだけでよいので、デバイスの構造を簡略化できる。

図３０は上記した板ばね２７０の変形量を制限するための変形規制部材と板ばねとの関係を示す斜視図である。
図３０に示すように、変形規制部材１９０は、板ばね２７０の背後（操作体１２０Ｃとは反対側）に板ばね２７０との間に所定の隙間をおいて設置されている。
変形規制部材１９０は、ゴムなどの緩衝機能を有する材料で形成されている。変形規制部材１９０はを設けることにより、板ばね２７０の変形量が過大となるのを防止できると共に、衝撃も緩和することができる。

図３１は本発明のさらに他の実施形態に係るポインティングデバイスの構造を示す図である。
図３１において、操作体１２０の外周の４箇所に弾性部材としてのコイルばね３７０の一端が接続されている。コイルばね３７０の他端は図示しない設置面に固定された支持部材５００に接続されている。
複数のコイルばね３７０は、操作体１２０に対する操作方向及び操作力に応じた動きを許容しつつ操作力の解放により操作体１２０を初期位置に復帰させるように付勢している。
また、コイルばね３７０は、それ自体が歪ゲージを構成しており、各コイルばね３７０は検出回路に電気的に接続されている。

操作体１２０が設置面に沿って一方向にスライドすると、対向するコイルばね３７０の一方が縮むと共に他方が伸びる。このことより、操作体１２０の動きに応じた歪量を各コイルばね３７０から検出できるので、操作体１２０の操作方向（スライド方向）及び操作量を検出できる。
尚、上記した板ばねや棒状ばね自体で歪ゲージを構成することも可能である。

図３２及び図３３は本発明に係るポインティングデバイスのさらに他の実施形態を示す図であって、図３２は斜視図であり、図３３は平面図である。
図３２及び図３３において、４枚の矩形平板状の板ばね２７０Ｂは、図示しない設置面に対して垂直な方向にかつ操作体１２０Ｅの周りの４方向に等間隔に配置され、一端部が設置面に拘束されていると共に、他端部が操作体１２０Ｅの係合部１５０Ｅの先端部に形成されたスリット状の案内部１５０ｓに挿入されている。

操作体１２０Ｅを設置面に沿ってｙ方向にスライドさせると、ｙ方向に直交するｘ方向に沿って配置された２枚の板ばね２７０Ｂが操作体１２０Ｅの移動量に応じて撓む。この撓みに応じた歪が
ｘ方向に沿って配置された２枚の板ばね２７０Ｂに設けられた歪ゲージにより検出される。これにより、操作体１２０Ｅのスライド方向及び移動量を検出できる。
この状態から操作体１２０Ｅへの操作力を解放すると、操作体１２０Ｅは、ｙ方向に沿って配置された２枚の板ばね２７０Ｂと案内部１５０ｓとによりｙ方向に案内されつつ、ｘ方向に沿って配置された２枚の板ばね２７０Ｂの復元力により初期位置に正確に復帰する。すなわち、板ばね２５０Ｂと案内部１５０ｓとにより、操作体１２０Ｅの初期位置を規定している。
尚、操作体１２０Ｅを設置面に沿ってx方向にスライドさせた場合の作用も上記と同様である。

上記実施形態では、図１０及び図１１において板ばねを使用したポインティングデバイスについて説明したが、これに限定されるわけではなく、円弧状に形成した棒状ばねを用いることも可能である。

上記実施形態では、棒状ばね１７０の断面形状が略円形の場合について説明したが、これに限定されるわけではなく、楕円や角形であってもよく、複数方向に可撓性を有するものであればよい。

上記実施形態では、板ばねに初期位置を規定するための係合部を形成した場合について説明したが、これに限定されるわけではなく、棒状ばねに同様の係合部を形成することもできる。

上記実施形態では、図２２の操作体１２０の係合部１５０を柔軟な材料で形成する場合について説明したが、他の操作体においても同様の構成を採用できる。

上記実施形態では、弾性部材として、板ばね、棒状ばね、コイルばねを例に挙げて説明したが、これに限定されるわけではなく、他の弾性部材を用いることも可能である。

上記実施形態では、歪検出手段として、抵抗式の歪ゲージを使用した場合について説明したが、これに限定されるわけではなく、他の形式の歪ゲージを用いることも可能であるし、板ばね等の変形により変化する静電容量を検出して歪検出手段とすることも可能である。

本発明の一実施形態に係るポインティングデバイスの外観及びコンピュータとの関係を示す図である。 ポインティングデバイスの分解斜視図である。 歪ゲージが表面に貼付された板ばねを示す図である。 歪ゲージが埋設された板ばねを示す図である。 板ばねと操作体とを示す斜視図である。 板ばねに対する操作体の作用を説明する図である。 本発明の他の実施形態に係るポインティングデバイスの板ばねと操作体の構造を示す斜視図である。 操作体の一方向への回転による板ばねに対する作用を説明するための図である。 操作体の他方向への回転による板ばねに対する作用を説明するための図である。 本発明のさらに他の実施形態に係るポインティングデバイスの板ばねと操作体の構造を示す斜視図である。 図１０に示す板ばねと操作体とを上方から見た図である。 本発明のさらに他の実施形態に係るポインティングデバイスの操作体と板ばねの構造を示す斜視図である。 本発明のさらに他の実施形態に係るポインティングデバイスの操作体と棒状ばねの構造を示す斜視図である。 歪ゲージが埋設された棒状ばねを示す図である。 図１３に示す操作体のスライドによる板ばねに対する作用を説明するための図である。 本発明のさらに他の実施形態に係るポインティングデバイスの板ばねの構造を示す斜視図である。 図１６の板ばねの作用を説明するための図である。 本発明のさらに他の実施形態に係るポインティングデバイスの板ばねの構造を示す斜視図である。 図１８の板ばねの作用を説明するための図である。 本発明のさらに他の実施形態に係るポインティングデバイスの板ばねの設置構造を示す斜視図である。 本発明のさらに他の実施形態に係るポインティングデバイスの板ばねと変形規制部材との関係を示す斜視図である。 本発明のさらに他の実施形態に係るポインティングデバイスの操作体と板ばねの構造を示す斜視図である。 図２２の操作体のスライドによる板ばねに対する作用を説明するための図である。 本発明のさらに他の実施形態に係るポインティングデバイスの操作体と板ばねの構造を示す斜視図である。 円弧状に湾曲して形成された板ばねを示す図である。 図２５の板ばねと操作体の構造を示す図である。 図２５の操作体の一方向への回動による板ばねに対する作用を説明するための図である。 図２５の操作体の他方向への回動による板ばねに対する作用を説明するための図である。 本発明のさらに他の実施形態に係るポインティングデバイスの板ばねの設置構造を示す斜視図である。 板ばねと変形規制部材との関係を示す斜視図である。 本発明のさらに他の実施形態に係るポインティングデバイスの構造を示す平面図である。 本発明のさらに他の実施形態に係るポインティングデバイスの操作体と板ばねの構造を示す斜視図である。 図３２に示す操作体と板ばねの平面図である。

符号の説明

１０…ポインティングデバイス
２０…操作体
４０…操作部
５０…係合部
６０…カバー
７０，７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄ，７０Ｅ…板ばね（弾性部材）
７１…係合凹部
７２…係合屈曲部
８０，８０Ａ，８０Ｂ…支持部材
８５…ストッパ部材
９０…歪ゲージ（歪検出手段）
９１…ゲージリード
１００，１９０…変形規制部材
１２０，１２０Ａ，１２０Ｂ，１２０Ｃ，１２０Ｄ…操作体
１４０…操作部
１５０，１５０Ａ，１５０Ｂ，１５０Ｃ…係合部
１７０…棒状ばね（弾性部材）
２７０，２７０Ａ，２７０Ｂ…板ばね
３７０…コイルばね（弾性部材）
６００…検出回路
７００…コンピュータ

Claims (22)

1. ポインティング操作のための操作体と、
   操作方向及び操作力に応じた前記操作体の動きを許容しつつ操作力の解放により前記操作体を初期位置に復帰させるように付勢する弾性部材と、
   前記操作体に対する操作に応じた信号を形成するために前記弾性部材に生じる歪を電気的に検出する歪検出手段と、
   を有することを特徴とするポインティングデバイス。
2. 前記弾性部材は、設置面に両端支持梁状に設けられた複数の板ばね又は棒状ばねからなり、前記操作体の傾動に応じてそれぞれ弾性変形すると共に協働して前記操作体を保持することを特徴とする請求項１に記載のポインティングデバイス。
3. 前記複数の棒状ばねは、前記操作体を前記設置面に沿ってスライド可能に保持していると共に、スライドする前記操作体と係合して弾性変形可能になっていることを特徴とする請求項２に記載のポインティングデバイス。
4. 前記弾性部材は、前記設置面に向けて移動する前記操作体と係合して同時に弾性変形することを特徴とする請求項２又は３に記載のポインティングデバイス。
5. 前記弾性部材は、対向する少なくとも一対の板ばね又は棒状ばねからなると共に前記設置面に対して傾斜しかつ傾斜方向が逆向きになるように配置されて、前記操作体の回動に応じて弾性変形することを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載のポインティングデバイス。
6. 前記板ばね又は棒状ばねは、円弧状に形成されていると共に前記操作体の周囲に同心状に配置されていることを特徴とする請求項５に記載のポインティングデバイス。
7. 異なる前記板ばね又は棒状ばね同士の端部の重なりにより前記傾斜が形成されていることを特徴とする請求項５又は６に記載のポインティングデバイス。
8. 前記弾性部材は、前記操作体が係合することにより前記操作体の初期位置を規定する係合部が形成されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載のポインティングデバイス。
9. 前記板ばね又は棒状ばねは、その両端部を前記設置面へ向けて押えるストッパ部材により前記設置面に設置されていることを特徴とする請求項２ないし７のいずれかに記載のポインティングデバイス。
10. 前記弾性部材は、設置面に設けられた複数の板ばね又は棒状ばねからなり、前記操作体の前記設置面に沿ったスライドに応じてそれぞれ弾性変形することを特徴とする請求項１に記載のポインティングデバイス。
11. 前記複数の板ばね又は棒状ばねは、その両端部が前記設置面に対して拘束されていることを特徴とする請求項１０に記載のポインティングデバイス。
12. 前記複数の板ばね又は棒状ばねは、前記操作体の係合部が回動により描く円周と略同じ曲率をもつ円弧状に形成されていると共に、前記円周と交差するように傾斜して配置されていることを特徴とする請求項１０又は１１に記載のポインティングデバイス。
13. 前記板ばね又は棒状ばねは、前記設置面に設けられかつ前記板ばね又は棒状ばねを両側から挟んで前記設置面に沿った移動を規制するストッパ部材により前記設置面に拘束されていることを特徴とする請求項１０又は１１に記載のポインティングデバイス。
14. 前記弾性部材は、一端部が設置面に拘束されて他端部が前記操作体の係合部に係合するように配置された複数の板ばね又は棒状ばねからなり、前記操作体の前記設置面に沿ったスライドに応じてそれぞれ弾性変形することを特徴とする請求項１０に記載のポインティングデバイス。
15. 前記複数の板ばね又は棒状ばねは、前記操作体の周りの４方向に等間隔に配置されると共に、前記他端部が前記操作体の係合部に形成された案内部にそれぞれ挿入されて前記操作体を互いに直交する２方向にスライド自在に案内すると共に前記操作体の初期位置を規定することを特徴とする請求項１４に記載のポインティングデバイス。
16. 前記歪検出手段は、歪ゲージからなることを特徴とする請求項１ないし１５のいずれかに記載のポインティングデバイス。
17. 前記歪ゲージは、前記弾性部材の表面に貼付されていることを特徴とする請求項１６に記載のポインティングデバイス。
18. 前記歪ゲージは、前記弾性部材に埋設されていることを特徴とする請求項１６に記載のポインティングデバイス。
19. 前記弾性部材の変形量を制限するための変形規制部材を有することを特徴とする請求項１ないし１８のいずれかに記載のポインティングデバイス。
20. 前記変形規制部材は、緩衝機能を有することを特徴とする請求項１９に記載のポインティングデバイス。
21. 前記弾性部材自体が歪ゲージを構成していることを特徴とする請求項１ないし２０のいずれかに記載のポインティングデバイス。
22. 前記操作体は、前記弾性部材と係合する係合部が前記弾性部材よりも柔軟な材料で形成されていることを特徴とする請求項１ないし２１のいずれかに記載のポインティングデバイス。
    
    

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