JP2011186676A - ワイヤレスマウス装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワイヤレスマウス自体で発電するものであって、ワイヤレスマウスの移動を検出するのがどのような方式であっても適用可能であるワイヤレスマウス装置を提供する。
【解決手段】このワイヤレスマウス装置１は、ワイヤレスマウス２と、ワイヤレスマウス２が置かれるマウスパッド３と、を備えるものであって、ワイヤレスマウス２は、マウスパッド３の表面上を移動したときに発電する発電コイル２２と、発電コイル２２が発電した電力を整流し電圧安定化と充電を行う電源部２３と、電源部２３から電力が供給されてワイヤレスマウス２の移動を検出するマウス動作制御部２０と、その検出に基づいて検出信号をコンピュータ本体に送信する送信部２１と、を有しており、マウスパッド３には、表面に沿って、Ｎ極とＳ極が所定の距離を有して縦横方向ともに交互に配置されるように磁石３０が多数設けられている
【選択図】図２

Description

本発明は、ワイヤレスマウスとそれが置かれるマウスパッドを有し、ワイヤレスマウス自体で発電してその動作用電源とするワイヤレスマウス装置に関する。

従来より、パソコン本体の画面に映し出されるポインタを所望の位置に移動させ、選択や実行など所定の動作を行わせるために、光学方式或いはボール方式のマウスが広く用いられている。一般に、マウスは、マウスの移動、左右のボタンスイッチの押下、左右のボタンスイッチ間に位置するホイールの回転などをマウス動作制御部により検出し、これらの検出に基づいて検出信号を送信部よりパソコン本体の受信部に送信する。近年、マウスの移動を滑らかにするために、パソコン本体への送信を媒介するケーブルを省き、無線で送信するワイヤレスマウスが普及している。

ワイヤレスマウスは、一般的には、電池を内蔵してそれから電力をマウス動作制御部と送信部に供給するのであるが、ワイヤレスマウス自体で発電してマウス動作制御部などに電力を供給する技術も提案されている。例えば、特許文献１には、ワイヤレスマウス自体で発電してマウス動作制御部などに電力を供給する概念的な構成が主に記載され、更には、底面部に発電コイルを設けてマット式の磁石平板上を移動させることにより、発電コイルに起電力を発生させて発電するものも記載されている。また、特許文献２には、ワイヤレスマウスの移動を検出するためのボールの回転を利用した発電に加えて、ボタンスイッチなどの操作部材に連動するロータとそれに対向する発電コイルを設け、操作部材の操作によりロータを回転させて発電コイルに起電力を発生させて発電するものが記載されている。このように、ワイヤレスマウス自体で発電することができれば、電池切れによる使用不可の期間がなくなり、また、電池を省くことによって省資源化にも寄与することとなる。

特開２０００−１９４４９９号公報 特開２００２−２６８８２３号公報

しかし、特許文献１に記載のワイヤレスマウスは、マット式の磁石平板や発電コイルの具体的な構成を開示するものではない。また、特許文献２に記載のマウスは、光学方式でマウスの移動を検出するようなものに適用するのは困難であり、また、操作部材の操作による発電のための専用部分が必要であるので、構造が複雑である。

本発明は係る事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、ワイヤレスマウス自体で発電してマウス動作制御部と送信部に電力を供給するものであって、ワイヤレスマウスの移動を検出するのがどのような方式であっても適用可能であるワイヤレスマウス装置を提供することにある。加えて、ボタンスイッチの押下によっても発電してマウス動作制御部と送信部に電力を供給できる簡単な構造のワイヤレスマウス装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載のワイヤレスマウス装置は、コンピュータ本体に無線で接続され信号を送信するワイヤレスマウスと、そのワイヤレスマウスが置かれる平坦な表面を有したマウスパッドと、を備えるワイヤレスマウス装置であって、ワイヤレスマウスは、マウスパッドの表面に対し軸心が直交するように底面に設けられ、マウスパッドの表面上を移動したときに発電する発電コイルと、発電コイルが発電した電力を整流し電圧安定化と充電を行う電源部と、電源部から電力が供給されてワイヤレスマウスの移動を検出するマウス動作制御部と、その検出に基づいて検出信号をコンピュータ本体に送信する送信部と、を有しており、マウスパッドには、表面に沿って、Ｎ極とＳ極が所定の距離を有して縦横方向ともに交互に配置されるように、又は、Ｎ極とＳ極のいずれか一方が所定の距離を有して縦横方向ともに配置されるように、磁石が多数設けられていることを特徴とする。

請求項２に記載のワイヤレスマウス装置は、請求項１に記載のワイヤレスマウス装置において、前記ワイヤレスマウスの発電コイルは、底面側端面の面積がその反対側端面の面積よりも小さくなっているコアを有していることを特徴とする。

請求項３に記載のワイヤレスマウス装置は、請求項１又は２に記載のワイヤレスマウス装置において、前記ワイヤレスマウスは、少なくとも１つのボタンスイッチの押下の上下運動を水平運動に変換して発電コイルを移動させる運動方向変換部を有しており、発電コイルがボタンスイッチの上下運動に連動して移動することを特徴とする。

本発明のワイヤレスマウス装置によれば、マウスパッドによって強さ又は向きが移り変わる磁界の中をワイヤレスマウスの発電コイルが動かされるので、ワイヤレスマウス自体で発電してマウス動作制御部と送信部に電力を供給でき、ワイヤレスマウスの移動を検出するのがどのような方式であっても適用可能である。加えて、ボタンスイッチの押下によっても同様の磁界の中をワイヤレスマウスの発電コイルが動かされるので、簡単な構造で発電してマウス動作制御部と送信部に電力を供給できるワイヤレスマウス装置を実現することができる。

本発明の実施形態に係るワイヤレスマウス装置１を示す平面図である。 同上のワイヤレスマウス装置１を示す側面視断面模式図である。 同上のワイヤレスマウス装置１の発電コイル２２の近傍を示す模式図である。 同上のワイヤレスマウス装置１のマウス２の概略回路図で、（ａ）は発電コイル２２が１個の場合、（ｂ）は発電コイル２２が２個の場合である。 本発明の実施形態に係るワイヤレスマウス装置１’のマウス２’及びその変形例を示す正面視断面模式図である。

以下、本発明を実施するための好ましい形態について図面を参照しながら説明する。本発明の実施形態に係るワイヤレスマウス装置１は、図１及び図２に示すように、図外コンピュータ本体に無線で接続され信号を送信するワイヤレスマウス（以下、マウスと称する）２と、そのマウス２が置かれる平坦な表面を有したマウスパッド３と、を備えるものである。コンピュータ本体は、コンピュータ全体を制御するＣＰＵ、制御プログラムなどを内蔵するものであり、通常、パソコン本体と称されるものが含まれる。無線による接続、すなわちマウス２からコンピュータ本体への送信は、赤外線や微弱電波（例えば、２７ＭＨｚ帯、３１４ＭＨｚ帯、２．４ＧＨｚ帯）などを用いた無線通信が用いられる。

マウス２は、外観については、通常のワイヤレスマウスと同様のものである。また、マウス２は、通常のワイヤレスマウスと同様に、光学方式のマウス２の移動、左右のボタンスイッチ２０Ａ、２０Ｂの押下、左右のボタンスイッチ２０Ａ、２０Ｂ間に位置するホイール２０Ｃの回転などをマウス動作制御部２０により検出し、これらの検出に基づいて検出信号を送信部２１よりコンピュータ本体の受信部に送信する。ボール方式のマウス２としても構わない。なお、マウス２では、マウス２の移動の検出と送信において、電力の多く（例えば、合計して数ｍＷ程度）が消費される。

マウス２は、上述したマウス動作制御部２０と送信部２１のほかに、マウスパッド３の表面に対し軸心が直交するように底面に設けられ、マウスパッド３の表面上を移動したときに発電する発電コイル２２と、発電コイル２２が発電した電力を整流し電圧安定化と充電を行う電源部２３と、を有する。マウス動作制御部２０と送信部２１には、電源部２３から電力が供給される。

発電コイル２２の端面は、マウス２を動かしたときに、後述のマウスパッド３の磁石３０がほぼ１個ずつ順番に含まれるような大きさである（図３参照）。また、発電コイル２２の端面及び磁石３０の端面は、マウス２の小さな動きでも発電するように、ともに小さくするのが好ましい。

発電コイル２２は、発電量を多くするためには、インダクタンスの高いものが好ましい。そのためには、単位長さ当たりの巻数を多くするほか、発電コイル２２に鉄心などのコア(磁心)を挿入することが可能である。ここで、コアは円柱形や角柱形の通常のものでもよいが、コアの磁化によりその端面がマウスパッド３（磁石３０、３０、…）に引き付けられる力が生じ、マウス２をスムーズに動かせないこともある。そのため、図３に示すコア２２Ａは、その底面側端面（磁石３０に近接する端面）の面積がその反対側端面の面積よりも小さくなるようにしている。こうすると、発電コイル２２のインダクタンスが高いままに、マウスパッド３に引き付けられる力が減るので、マウス２をスムーズに動かすことができる。

電源部２３は、詳細には、図４（ａ）に示すように、発電コイル２２からの電力を整流する４個のダイオードからなる全波整流型のダイオードブリッジ２３ａと、整流された電力に対して電圧安定化と充電を行うコンデンサ２３ｂを有している。また、発電量を多くするために、発電コイル２２の数を複数（例えば２個）にすることも可能であるが、その場合、図４（ｂ）に示すように、ダイオードブリッジ２３ａの数も複数（例えば２個）にする。

マウスパッド３には、図１及び図２に示すように、表面に沿って、Ｎ極とＳ極が所定の距離を有して縦横方向ともに交互に配置されるように、磁石３０、３０、…が多数設けられている。磁石３０は、フェライトやネオジウムのものなどが可能である。磁石３０を小さくする場合は、ネオジウムのように、小さくても強い磁界を生じさせるものが好ましい。交互に配置された磁石３０、３０、…のＮ極とＳ極の上方では、上下方向の互いに異なる向きの磁界が生じており、それらの間で磁界の強さ及び向きが移り変わっている。また、磁石３０、３０、…の上側には、マウス２が滑らかに動くように、ポリエチレンなどの磁界に影響しない表面薄板３１が設けられている。磁石３０、３０、…の下側には、磁石３０を保護したり位置固定したりする裏面薄板３２が設けられる。その裏面薄板３２は、好ましくは、スチール製の机などの上で使用するとき、磁石３０の磁界が影響を受けないように、導磁用の継鉄又はフェライトを用いて構成し、その下面（裏面）には樹脂コーティングなどの処理を施しておく。

それぞれの１本の磁石３０は、具体的には、角棒状のものが用いられ、図２に示すように、Ｎ極とＳ極が上下方向になるように据えられる。従って、角棒状の磁石３０の端面が表面側に表れており、上下方向に逆向きの磁石３０、３０が縦横に隣接するように多数配置されている。このような配置では、磁石３０のＮ極と磁石３０のＳ極の上方の磁界が強く、かつ、それらの間で磁界の強さ及び向きの移り変わりも急激である。

なお、磁界の強さ又は向きの移り変わりは前述したものほど急激ではなくなるが、角棒状の磁石３０のＮ極とＳ極が水平方向（横方向又は縦方向）になるように配設することも可能である。また、場合によっては、Ｎ極とＳ極のいずれか一方のみを所定の距離を有して縦横方向ともに配置して他方の磁極（Ｓ極又はＮ極）を省略することも可能である。

このようなマウス２とマウスパッド３を備えたワイヤレスマウス装置１において、マウス２をマウスパッド３上、すなわちその表面薄板３１上で動かすと、発電コイル２２を通過する磁界は変化し、それに応じて起電力が生じる（発電する）。なお、磁石３０は大きいものであるが、本願発明者が、簡易実験として、４０ｍｍ×３０ｍｍ程度の端面で約３ｋｇのフェライトの磁石３０を並べた上を、直径が３０ｍｍ程度で約１０Ｈの鉄心入りの発電コイル２２を滑らせて起電力を測定したところ、瞬間的な電圧は１．７Ｖ以上であり、電力は約３．７ｍＷであった。ネオジウム磁石や更にインダクタンスの高い発電コイルを用いれば、より高い電圧や電力が可能である。

発電コイル２２で生じた起電力は、電源部２３で整流され電圧安定化と充電が行われる。マウス動作制御部２０と送信部２１は電源部２３から電力が供給され、その電圧が所定の値になると、マウス動作制御部２０は移動検出用の光を放射してマウス２の移動の検出を行う。そして、送信部２１は、その検出に基づき赤外線などを放射して検出信号を送信する。その後、マウス２が静止した状態では発電されないが、マウス動作制御部２０と送信部２１は電源部２３の充電したコンデンサ２３ｂから電力が供給され、マウス動作制御部２０は左右のボタンスイッチ２０Ａ、２０Ｂの押下やホイール２０Ｃの回転の検出を行い、送信部２１はそれらの検出に基づき検出信号を送信する。

このようにして、マウスパッド３によって強さ又は向きが移り変わる磁界の中をマウス２の発電コイル２２が動かされるので、マウス２自体で発電して電力をマウス動作制御部２０と送信部２１に供給することができ、電池を省くことが可能になる。また、マウス２の移動を検出する手段（光学方式やボール方式など）とは関係なく発電するので、それがどのような方式であっても適用可能である。また、発電のための構成も比較的簡単である。

次に、更に改良し、ボタンスイッチの押下によっても発電するようにしたワイヤレスマウス装置１’を説明する。このワイヤレスマウス装置１’のマウス２’は、ボタンスイッチの押下の上下運動を水平運動に変換して発電コイル２２を移動させる運動方向変換部２４を有しており、発電コイル２２がボタンスイッチの押下に連動して移動する。このようにすれば、マウス２が移動したときのみならず、マウス２が静止状態でボタンスイッチが押下されたときにも、発電コイル２２に起電力が生じ、電源部２３のコンデンサ２３ｂを充電するとともに、それからマウス動作制御部２０と送信部２１に電力が供給される。

運動方向変換部２４は、具体的には、図５（ａ）に示すように、左ボタンスイッチ２０Ａの直下に上下方向に延び、上下方向に移動可能な連結部材２４ａと、右ボタンスイッチ２０Ｂの直下に上下方向に延び、上下方向に移動可能な連結部材２４ｂと、発電コイル２２に接合して水平方向に延び、水平方向に移動可能な連結部材２４ｃと、連結部材２４ａと連結部材２４ｃの間を結合する連結歯車２４ｄと、連結部材２４ｂと連結部材２４ｃの間を結合する連結歯車２４ｅと、を有している。各連結部材２４ａ、２４ｂ、２４ｃには、上下又は水平方向に連結歯車２４ｄ、２４ｅと噛合する歯が刻設してある。

左ボタンスイッチ２０Ａが押下されると、連結部材２４ａに接触し、連結部材２４ａは押下げられる。連結部材２４ａが下がると、連結歯車２４ｄを介して連結部材２４ｃが水平方向の一方（図５（ａ）では左側）に動く。発電コイル２２は、連結部材２４ｃとともに水平方向の一方（図５（ａ）では左側）に動く。左ボタンスイッチ２０Ａの押下を止めてフリー状態にすると、各部材は逆の動きで元に戻るようになっている。右ボタンスイッチ２０Ｂが押下されると、連結部材２４ｂに接触し、連結部材２４ｂは押下げられる。連結部材２４ｂが下がると、連結歯車２４ｅを介して連結部材２４ｃが水平方向の一方（図５（ａ）では左側）に動く。発電コイル２２は、連結部材２４ｃとともに水平方向の一方（図５（ａ）では左側）に動く。右ボタンスイッチ２０Ｂの押下を止めると、各部材は逆の動きで元に戻るようになっている。従って、左右のボタンスイッチ２０Ａ、２０Ｂのいずれかの上下運動に連動して発電コイル２２を通過する磁界が変化して起電力が生じる。

図５（ｂ）に示すように、連結部材２４ａと連結部材２４ｃの間を結合するのに連結部材２４ｄ’を用い、連結部材２４ａとの連結部２４ｄａ及び連結部材２４ｃの連結部２４ｄｃにおいて連結部材２４ｄ’を揺動可能とし、連結部材２４ｂと連結部材２４ｃの間を結合するのに連結部材２４ｅ’を用い、連結部材２４ｂとの連結部２４ｅｂ及び連結部材２４ｃとの連結部２４ｅｃにおいて連結部材２４ｅ’を揺動可能とすることも可能である。この場合も、連結歯車２４ｄ、２４ｅを用いた場合と同様の動作となる。

このように、左右のボタンスイッチ２０Ａ、２０Ｂの押下によっても、発電コイル２２が移動するようにできて、発電を行うようにすることが簡単に可能となる。なお、左又は右のいずれか１つのボタンスイッチについてだけ上記のような構成にすることが可能なのは勿論である。また、場合に応じ、ホイールの回転運動を水平運動に変換して発電コイル２２を動かす部材を設けることも簡単に可能となる。

以上、本発明の実施形態であるワイヤレスマウス装置について説明したが、本発明は、実施形態に記載したものに限られることなく、特許請求の範囲に記載した事項の範囲内でのさまざまな設計変更が可能である。例えば、マウスパッド３の磁石３０は、丸棒状のものも可能である。また、マウス２’のボタンスイッチの数を増やしても、その増やしたボタンスイッチについて上述の左右のボタンスイッチ２０Ａ、２０Ｂと同様なことが可能である。

１、１’ ワイヤレスマウス装置
２、２’ ワイヤレスマウス（マウス）
２０ マウス動作制御部
２０Ａ 左ボタンスイッチ
２０Ｂ 右ボタンスイッチ
２０Ｃ ホイール
２１ 送信部
２２ 発電コイル
２２Ａ 発電コイルのコア
２３ 電源部
３ マウスパッド
３０ 磁石

Claims (3)

1. コンピュータ本体に無線で接続され信号を送信するワイヤレスマウスと、そのワイヤレスマウスが置かれる平坦な表面を有したマウスパッドと、を備えるワイヤレスマウス装置であって、
   ワイヤレスマウスは、マウスパッドの表面に対し軸心が直交するように底面に設けられ、マウスパッドの表面上を移動したときに発電する発電コイルと、発電コイルが発電した電力を整流し電圧安定化と充電を行う電源部と、電源部から電力が供給されてワイヤレスマウスの移動を検出するマウス動作制御部と、その検出に基づいて検出信号をコンピュータ本体に送信する送信部と、を有しており、
   マウスパッドには、表面に沿って、Ｎ極とＳ極が所定の距離を有して縦横方向ともに交互に配置されるように、又は、Ｎ極とＳ極のいずれか一方が所定の距離を有して縦横方向ともに配置されるように、磁石が多数設けられていることを特徴とするワイヤレスマウス装置。
2. 請求項１に記載のワイヤレスマウス装置において、
   前記ワイヤレスマウスの発電コイルは、底面側端面の面積がその反対側端面の面積よりも小さくなっているコアを有していることを特徴とするワイヤレスマウス装置。
3. 請求項１又は２に記載のワイヤレスマウス装置において、
   前記ワイヤレスマウスは、少なくとも１つのボタンスイッチの押下の上下運動を水平運動に変換して発電コイルを移動させる運動方向変換部を有しており、発電コイルがボタンスイッチの上下運動に連動して移動することを特徴とするワイヤレスマウス装置。

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