JP2016053779A - ポインティング・デバイスおよび携帯式コンピュータ。 - Google Patents

Abstract

【課題】選択信号の生成時に指に操作感を伝えるポインティング・デバイス。
【解決手段】平面が円形の外輪部２０１ｂと外輪部より高さが低い内輪部２０１ａとを備える操作キャップ２０１と、圧力センサ２３１ａ、２３１ｃを含む複数の圧力センサを備える。水平に近い状態で載せた指の腹で押圧された外輪部から受ける圧力を圧力センサが検出する。このときの各圧力センサが検出する圧力の非類似性からマウス・カーソルの移動操作と判断して移動信号を出力する。垂直に近い状態で載せた指先で押圧された内輪部から受ける圧力を複数の圧力センサが検出する。内輪部２０１ａの座屈により圧力センサの検出圧力は特有のプロファイルを示すとともに指に操作感を伝える。このときの圧力プロファイルから選択操作と判断して選択信号を出力する。
【選択図】図５

Description

本発明は１本の指で操作をしてコンピュータの画面に表示するマウス・カーソルの移動と選択操作をするポインティング・デバイスに関し、さらには、選択操作の操作感を向上させる技術に関する。

コンピュータのポインティング・デバイスは、ユーザの移動操作に応じて画面に表示するマウス・ポインタ（マウス・カーソル）を移動させる移動信号を生成し、選択操作に応じてマウス・ポインタの位置に対する選択信号を生成する。ポインティング・デバイスには、マウスまたはタッチ・パッドなどの他にポインティング・スティックがある。ポインティング・スティックは、トラック・ポイント（登録商標）とも呼ばれキーボードのキーの間に設けられる。ポインティング・スティックは、指をホーム・ポジションに置いたまま操作できること、マウスのように操作スペースを必要としないこと、電車や自動車などで膝の上でコンピュータを保持しながら片手でも操作し易いことなどの理由で主としてノートブック型パーソナル・コンピュータ（ノートＰＣ）に採用されている。

ポインティング・スティックの検出原理として圧力センサ式と歪みゲージ式が知られている。歪みゲージ式のポインティング・スティックは、操作ポストをキーボードの面に水平な方向に押圧してマウス・カーソルを移動させるための力を加える。ポインティング・スティックにおける選択信号は、通常、マウス・ポインタと組み合わせてキーボードの手前に設けた機械式のマウス・スイッチで生成する。マウス・スイッチは、机上で移動させて使用するマウスに相当する２個または３個のスイッチを備えている。

歪みゲージ式のポインティング・スティックの中には、操作ポストを垂直方向に押圧して選択信号を生成しているものがある。コントローラは、歪みゲージの抵抗の変化から生成した信号からポストに対する垂直方向の押圧を認識したときに、移動信号ではなく選択信号を生成する。特許文献１は、歪みセンサと圧力センサを備えるポインタを開示する。操作ツマミを画面上の目的のファイルに向けて傾斜させると、ポストの傾きを歪みセンサが検出して傾斜信号を生成する。

操作ツマミを放すとポストは垂直方向の原点位置に復帰し、つぎに操作ツマミを下方向に押圧すると、操作辺の先端が押圧センサの第１接片を撓曲させて押圧信号を生成する。同文献には、第１接片の撓曲時にユーザが第１接片の凹む手応え（クリック感）を知覚することが記載されている。特許文献２は、垂直方向の操作力をＸ−Ｙ平面方向のカーソル移動速度に反映させて操作性を向上させたポインティング・デバイスを開示する。

特開２００５−８５０９３号公報 特開２０１０−０２０５０２号公報

機械式のマウス・スイッチはクリック感があるため、ユーザは指の触覚で選択信号の生成を知覚できるが、操作ポストの押圧を歪みゲージの信号が検出するポインティング・スティックでは、ユーザが画面の変化をみないと選択信号が生成されたタイミングを認識できないことや、操作ポストを垂直に押圧する際に水平方向の力の成分が発生してマウス・カーソルが移動したりするためあまり使用されてない場合が多い。特許文献１のポインタは歪みゲージに加えて圧力センサが必要になるためコスト増の原因や薄型化の障害になったりする。

また、このようなポインティング・スティックで選択信号と移動信号を同時に生成してドラック＆ドロップ操作をするには、選択信号を出力しながら移動信号を生成する必要がある。操作ポストに対するこの操作は難しいため、ポインティング・デバイスが生成した選択信号を一旦システムが保持しておき、その間に生成された移動信号でマウス・ポインタが指示するオブジェクトを移動させる必要がある。

この操作は慣れたユーザにとって手間がかかるため、機械式のマウス・ボタンを押下して選択操作をしながら操作ポストを操作してマウス・ポインタを移動させることも行われている。しかし、片手でマウス・ボタンと操作ポストを同時に操作することは初心者にとって容易ではない。マウス・ボタンと操作ポストを別々の手で操作する方法もあるが、一方の手で筐体を保持しながら片手で操作する場合はドラック＆ドロップ操作ができなくなる。

そこで本発明の目的は、選択操作の操作性を向上したポインティング・デバイスを提供することにある。さらに本発明の目的は、選択信号の生成に対する操作感を指で知覚できるポインティング・デバイスを提供することにある。さらに本発明の目的は、１本の指で選択信号とマウス・ポインタの移動信号を同時に生成することができるポインティング・デバイスを提供することにある。さらに本発明の目的は、そのようなポインティング・デバイスを実装した携帯式コンピュータを提供することにある。

ポインティング・デバイスは、第１の操作部と第１の操作部に対する押圧力により座屈する座屈部を備える操作キャップと、第１の操作部に加えられた押圧力を検出する複数の圧力検出部と、圧力検出部が検出した検出圧力に基づいて選択信号を生成する制御部とを有する。座屈部の座屈はユーザにキーボードのタクタイルに似た操作感を与えるため、ユーザは画面をみなくても選択信号が生成されたことを認識できる。操作キャップが第１の操作部と高さが異なる第２の操作部を有するときに、制御部は第２の操作部に対する押圧力を検出してマウス・カーソルの移動信号を生成するようにしてもよい。ユーザは高さの違いで第１の操作部と第２の操作部の操作を切り分けることができる。

第１の操作部の周囲を囲うように第２の操作部を配置し、第１の操作部の操作位置を第２の操作部の操作位置よりも低くすることができる。座屈部はドーム状に構成することができる。制御部は、検出圧力が座屈部の座屈を示す圧力プロファイルを検出したときに選択信号を出力することができる。このとき制御部は、検出圧力の時間微分値から座屈部に座屈が発生したことを検出するようにしてもよい。制御部は、すべての圧力検出部の圧力が座屈部の座屈を示す圧力プロファイルを検出したときに選択信号を出力することができる。

本発明により、選択操作の操作性を向上したポインティング・デバイスを提供することができた。さらに本発明により、選択信号の生成に対する操作感を指で知覚できるポインティング・デバイスを提供することができた。さらに本発明により、１本の指で選択信号とマウス・ポインタの移動信号を同時に生成することができるポインティング・デバイスを提供することができた。さらに本発明により、そのようなポインティング・デバイスを実装した携帯式コンピュータを提供することができた。

ノートＰＣに搭載する圧力センサ式のポインティング・デバイス２００の概要を説明する図である。 ポインティング・デバイス２００の分解斜視図である。 組み立てた状態のポインティング・デバイス２００の断面図である 外操作部２０３ｂを人指し指で押圧してマウス・カーソル１５３の移動操作をするときの様子を示す図である。 内操作部２０３ａを人指し指の指先で押圧して選択操作をするときの様子を示す断面図である。 内操作部２０３ａを押圧したときに代表的な圧力センサ２３１ａ〜２３１ｄが検出する圧力のプロファイルを示す図である。 圧力センサ２３１ａ〜２３１ｄとＰＣＢ２５３が実装するロジック回路で構成した入力システム３００の一例を説明するための機能ブロック図である。 入力システム３００の動作を説明するためのフローチャートである。 移動信号を生成する方法を説明するための図である。 歪みゲージ式のポインティング・デバイス６００に本発明を適用する例を説明するための図である。

図１はノートＰＣに搭載する圧力センサ式のポインティング・デバイス２００の概要を説明するための図である。図１（Ａ）は、ノートＰＣが実装するディスプレイ１５１と、キーボード・アセンブリ１００だけを模式的に記載した図である。ディスプレイ１５１には、マウス・カーソル１５３が表示されている。図１（Ｂ）はポインティング・デバイス２００の周辺を示す側面図である。ポインティング・デバイス２００は、キーボードのホーム・ポジションに指を置いて１本の人指し指で操作できるようにキーボード・アセンブリ１００のほぼ中央に配置している。

キーボード・アセンブリ１００は平坦な金属プレート１０３の上面に各キーに対応するキー・スイッチが組み込まれたメンブレン・シート１０１が積層され、下面に防水シート１０５が貼り付けられている。金属プレート１０３には各キーが固定される。ポインティング・デバイス２００は操作キャップ２０１、台座２５１、複数の圧力センサ圧力センサ２３１ａ〜２３１ｄ（図２）、および印刷回路基板（ＰＣＢ）２５３を含む。台座２５１およびＰＣＢ２５３は金属プレート１０３に固定される。

操作キャップ２０１の頂部は、キーの頂部とほぼ同じかそれらより低くすることができる。操作キャップ２０１は、周囲が３個のキーで囲まれており側面には指が入らないため頂部だけが押圧操作の操作面になる。以後、本明細書では、金属プレート１０３に平行な方向を水平方向といい、操作キャップ２０１がわずかに移動する上下方向を垂直方向ということにする。また、水平面にシャフト２５３（図２）の中心を原点にしたＸ−Ｙ座標を定義する。

図２は、ポインティング・デバイス２００の分解斜視図で、図３は組み立てた状態の断面図である。図３（Ａ）は、圧力センサ２３１ａ、２３１ｃを含む位置においてシャフト２５３の中心を通る面で切断した断面図で、図３（Ｂ）は圧力センサ２３１ａ〜２３１ｄを含まない位置においてシャフト２５３の中心を通る面で切断した断面図である。ポインティング・デバイス２００は主として、操作キャップ２０１、ホルダー２２１、圧力センサ２３１ａ〜２３１ｄおよび台座２５１で構成している。

操作キャップ２０１は、それぞれ水平面への投影が円形の内輪部２０１ａと外輪部２０１ｂで構成している。内輪部２０１ａと外輪部２０１ｂの円の中心は、シャフト２５３の軸に一致させている。ただし、内輪部２０１ａと外輪部２０１ｂの平面形状は円形に限定する必要はない。操作キャップ２０１は一例として全体をシリコンゴムで製作している。操作キャップ２０１は、内輪部２０１ａを弾力性がある材料で形成し、外輪部２０１ｂをプラスチックのような剛性の高い材料で形成することもできる。

ポインティング・デバイス２００の押圧操作をする部位として、内輪部２０１ａの頂部は内操作部２０３ａを含み、外輪部２０１ｂの頂部は外操作部２０３ｂを含む。点線で示したそれぞれの頂部を通過する水平面２８１、２８３の差が示すように、内操作部２０３ａは、外操作部２０３ｂより低くしている。外輪部２０１ｂは半径方向に厚みをもたせることで、外操作部２０３ｂが押圧されたときに圧力を下方向に伝達できる程度の剛性を有する。内輪部２０１ａは、内部に空洞２０４を含むドーム状に形成することで、内操作部２０３ａを下方向に押圧したときに指に適度な反力を与えながら徐々に変形して降伏点を超えると急激に変形する座屈特性を有する。

内輪部２０１ａが座屈したときは指が感じる反力も急激に低下する。このときの内輪部２０１ａが指に与える反力は、パンタグラフ式のキーボードのラバードームの操作感に類似する。パンタグラフ式のキーボードでは、ラバードームが座屈して急激に反力が低下する位置を少し越えた位置までキーが沈下したときにキー・スイッチが動作するようにしている。結果として、ユーザは、触覚で知覚した反力の急激な低下により、キー・スイッチの動作を知る。このときの操作感をキーボードではタクタイルと称している。ドーム構造を採用した内輪部２０１ａは、内操作部２０３ａの押圧操作に対してキーボードのタクタイルに相当する操作感を与える。

ホルダー２２１は、一例としてプラスチック材料またはアルミニウム合金で形成しており、操作キャップ２０１を固定する貫通口２２１ａ〜２２１ｄと台座２５１のシャフト２５３と係合する貫通口２２１ｄを備えている。図３（Ｂ）に示すように操作キャップ２０１は嵌合部２０１ｄ、２０１ｅを含む４個の嵌合部が、組立時に貫通口２２１ａ〜２２１ｄと嵌合して操作キャップ２０１を台座２５１に固定する。

ホルダー２２１は内操作部２０３ａまたは外操作部２０３ｂに加えられた押圧力を圧力センサ２３１ａ〜２３１ｄに伝達する。台座２５１は、シャフト２５３が貫通口２２１ｄに挿入されてホルダー２２１を摺動可能に支持する。ホルダー２２１は、操作キャップ２０１に対する押圧位置に応じた圧力を圧力センサ２３１ａ〜２３１ｄに伝達する。

台座２５１には、一例として４個の圧力センサ２３１ａ〜２３１ｄがシャフト２５３の軸を中心にして放射状に配置されている。圧力センサは３個以上であれば特に限定する必要はないが、スペースおよびコストなどの点では３個〜５個の範囲で選択することが望ましい。４個の圧力センサ２３１ａ〜２３１ｄが検出する検出圧力は、移動操作のためにシャフト２５３の軸から離れた位置にある外操作部２０３ｂが押圧されたときは、選択操作のためにシャフト２５３の軸に近い位置にある内操作部２０３ａが押圧されたときよりも検出圧力の相違の程度が大きい。

具体的には、圧力センサ２３１ａの真上に近い位置で外操作部２０３ｂが押圧されたときは、圧力センサ２３１ａの検出圧力が最大になり、それに圧力センサ２３１ｂ、２３１ｄの検出圧力が続き、圧力センサ２３１ｃの検出圧力が最小になる。圧力センサ２３１ａと２３１ｂの間の真上に近い位置で外操作部２０３ｂが押圧されたときは、圧力センサ２３１ａ、２３１ｂの検出圧力が最大になり、圧力センサ２３１ｄ、２３１ｃの検出圧力が最小になる。これに対して内操作部２０３ａが押圧されたときの検出圧力は相互の差が少ない。言い換えると内操作部２０３ａは、シャフト２５３の中心から外れた位置が押圧されても、４個の圧力センサ２３１ａ〜２３１ｄの検出圧力は相互に類似するといえる。

各圧力センサ２３１ａ〜２３１ｄは、立方体の筐体の内部に圧電素子を備え、検出軸の方向に沿ってロッドに加えられた圧力に対応する電圧信号を出力する。圧力センサ２３１ａ〜２３１ｄはすべて同一の特性のものを採用する。本実施例では圧力センサ２３１ａ〜２３１ｄのロッドがシャフト２５３の軸に対して同じ中心角で放射状に配置されている。

図４は、外操作部２０３ｂを人指し指の腹で押圧してマウス・カーソル１５３の移動操作をするときの様子を示す図である。図４（Ａ）は断面図で、図４（Ｂ）は平面図である。ユーザは、マウス・カーソル１５３を移動させる際には、外操作部２０３ｂのマウス・カーソル１５３の移動を意図する方向の部位を押圧する。人指し指を水平に近くなるように操作キャップ２０１の上に置くと、指の腹が円環状の外操作部２０３ｂの全体に触れる。内操作部２０３ａは、外操作部２０３ｂよりも低くなっているため指の腹は内操作部２０３ａには当たらない。この状態で、人指し指をＸ−Ｙ平面上の任意の方向に傾斜させるように力を加えると、剛性の高い外輪部２０１ｂは、ホルダー２２１を介在して押圧された位置に応じた異なる圧力を各圧力センサ２３１ａ〜２３１ｄに伝達する。

図５は、内操作部２０３ａを人指し指の指先で押圧して選択操作をするときの様子を示す断面図である。図５（Ａ）は内輪部２０１ａが座屈する前の状態を示し、図５（Ｂ）は内輪部２０１ａが座屈した後の状態を示している。内操作部２０３ａを押圧するときは、人指し指の指先を垂直に近くなるように傾ける。このとき、指先が外操作部２０３ｂに当たらないような内径および形状で外操作部２０３ｂを製作しておく。内輪部２０１ａは、押圧に応じて徐々に変形する。内輪部２０１ａは指に変形の程度に応じた大きさの反力を伝える。図５（Ｂ）のように内輪部２０１ａが座屈したときに指が圧力の急激な変化を知覚する。このとき圧力センサ２３１ａ〜２３１ｄは内輪部２０１ａの変形に応じた圧力の変化を検出する。

内輪部２０１ａは、外輪部２０１ｂに比べて半径が小さいため、内操作部２０３ａに対する力点の位置が原点からずれたとしても４個の圧力センサ２３１ａ〜２３１ｄが検出する圧力の差は小さい。この特質と内輪部２０１ａの座屈を利用して、本実施の形態では、移動操作および選択操作のいずれも圧力センサ２３１ａ〜２３１ｄが検出した圧力で行うことができる。座屈した内輪部２０１ａは内操作部２０３ａの圧力を解放すると元の形状に復元する。

図６は、内操作部２０３ａを押圧したときに圧力センサ２３１ａ〜２３１ｄが検出する圧力のプロファイルを示している。横軸は内操作部２０３ａの沈下距離Ｌを示し、縦軸は検出圧力Ｐを示している。検出圧力Ｐは沈下距離Ｌが長くなるにしたがって大きくなり、座屈する降伏点の圧力Ｐｍａｘを過ぎると急激に低下する。その後さらに指を押し続けると圧力Ｐはさらに上昇する。最低圧力Ｐｍｉｎは、内操作部２０３ａまたは外操作部２０３ｂに対する意図する押圧操作があったことを示す圧力であるとともに、移動操作および選択操作が終了したことを判断するための圧力である。通常の選択操作では沈下距離Ｌを、押圧を開始してからの経過時間ｔに置き換えることができる。

図７は、圧力センサ２３１ａ〜２３１ｄとＰＣＢ２５３が実装するロジック回路で構成した入力システム３００の一例を説明するための機能ブロック図である。圧力計算部３０１は、各圧力センサ２３１ａ〜２３１ｄが出力するアナログの電圧信号からディジタルの圧力データを生成する。選択操作判定部３０３は、４個の圧力センサ２３１ａ〜２３１ｄの圧力データからユーザが移動操作をしていると判断したときは圧力データを移動信号生成部３０５に送り、選択操作をしていると判断したときは圧力データを選択信号生成部３０７に送る。

選択操作判定部３０３は、すべての圧力センサ２３１ａ〜２３１ｄの検出圧力が最低圧力Ｐｍｉｎより小さくなったときに、移動信号生成部３０５への圧力データの点号を停止し、選択信号生成部に解除信号を送る。移動信号生成部３０５は、選択操作判定部３０３から受け取った圧力データからマウス・カーソル１５３を移動させるためのカーソル移動信号を生成してシステム３０９に出力する。選択信号生成部３０７は選択操作判定部３０３から受け取った圧力データから選択信号を生成してシステム３０９に出力する。選択信号生成部３０７は選択操作判定部３０３から受け取った解除信号で選択信号の出力を停止する。システム３０９は、ＣＰＵ、システム・メモリ、デバイス・ドライバ、およびオペレーティング・システムなどのノートＰＣのハードウェアおよびソフトウェア資源で構成する。なお、入力システム３００の動作の詳細は、図８のフローチャートを参照して説明する。

図８は、入力システム３００の動作を説明するためのフローチャートである。ブロック４０１は押圧操作をしていない待機状態である。ブロック４０３で外操作部２０３ｂまたは内操作部２０３ａの一方が押圧されたときに、圧力計算部３０１がいずれかの圧力センサ２３１ａ〜２３１ｄによる最低圧力Ｐｍｉｎ（図６）以上の圧力を検出する。圧力計算部３０１は、４個の圧力センサ２３１ａ〜２３１ｄの出力から計算した圧力データを選択操作判定部３０３に送る。

最低圧力Ｐｍｉｎは、マウス・カーソル１５３をゆっくりと移動させて微調整する場合の操作に支障をきたさないように十分に小さい値にする。ブロック４０５で選択操作判定部３０３は、圧力計算部３０１から受け取った圧力データから、今回の操作が外操作部２０３ｂに対する移動操作と内操作部２０３ａに対する選択操作のいずれかを判断する。移動操作のために外操作部２０３ｂが押圧されたときの４個の圧力データは、２〜３個の圧力データが残り１個の圧力データに比べて大きかったり、２個の圧力データが他の２個の圧力データより大きかったりするいわゆる非類似性を示す。この場合は移動操作と判断してブロック４５１に移行する。

内操作部２０３ａが押圧されたときの圧力データは、４個の圧力センサの圧力プロファイルが図６に示すように時間とともに上昇して相互に類似するいわゆる類似性を示す。選択操作判定部３０３は、圧力計算部３０１から受け取った４個の圧力データのそれぞれについて、所定のサンプリング間隔で検出圧力の時間微分値（ΔＰ／Δｔ）を計算する。つづいて、選択操作判定部３０３は４個の時間微分値（ΔＰ／Δｔ）を比較して、相互の圧力プロファイルの類似性を判断する。圧力プロファイルが類似しているときは選択操作と判断してブロック４０７に移行する。圧力プロファイルの類似性は、サンプリング時間ごとに４個の圧力データの絶対値を相互に比較して判断してもよい。

移動操作と判断した選択操作判定部３０３は、ブロック４５１で４個の圧力データを移動信号生成部３０５に送る。移動信号生成部３０５は、４個の圧力データからシステム３０９がマウス・カーソル１５３の移動方向を決定するための信号と、単位時間当たりの移動量（移動速度）を決定するための移動信号を生成する。移動信号生成部３０５は、図９に示すように、たとえば圧力センサ２３１ａ、２３１ｂ、２３１ｃ、２３１ｄがそれぞれ圧力Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４を検出したときに、各圧力センサ２３１ａ〜２３１ｄの座標と圧力データから合成ベクトルＰｓを計算する。

移動信号生成部３０５は、合成ベクトルＰｓの方向からマウス・カーソル１５３の移動方向を示す信号を生成し、合成ベクトルＰｓの大きさから移動量（移動速度）を示す信号を生成することができる。移動量を示す信号は、単位時間当たりのパルス数として生成することもできる。移動信号生成部３０５は、移動方向を示す信号と移動量を示す信号をマウス・カーソル１５３の移動信号としてシステム３０９に出力する。

選択操作と判断した選択操作判定部３０３は、ブロック４０７で４個の圧力データを選択信号生成部３０７に送る。選択信号生成部３０７は、４個の圧力データのそれぞれについて図６に示すように所定のサンプリング間隔で検出圧力の時間微分値（ΔＰ／Δｔ）を計算する。時間微分値（ΔＰ／Δｔ）は、検出圧力Ｐが降伏点Ｐｍａｘに近付くに従って小さくなり、降伏点でゼロになり、その後マイナス値になる。選択信号生成部３０７は、複数の圧力センサの圧力データまたはすべての圧力センサの圧力データから計算した検出圧力の時間微分値（ΔＰ／Δｔ）がゼロまたはマイナスの所定値になったときに、選択条件が成立したと判断する。

選択条件の成立は、内輪部２０１ａが座屈したことに相当する。ブロック４０９で選択信号生成部３０７は、システム３０９に選択信号を出力する。選択信号生成部３０７は、選択操作判定部３０３から解除信号を受け取るまで選択信号を出力する。選択操作判定部３０３が、ブロック４０５で誤って選択操作と判断する可能性も残る。しかし、通常のマウス・カーソル１５３の移動操作において、すべての検出圧力の時間微分値（ΔＰ／Δｔ）がほぼ同じタイミングでゼロまたはマイナスの所定値を示すように外操作部２０３ｂを押圧することはほとんどないと考えてよい。

したがって、選択信号生成部３０７は外操作部２０３ｂに対する移動操作が行われたときに誤って選択信号を出力する可能性は低い。このように選択信号は、内操作部２０３ａの押圧操作だけによって生成することができるとともに、ユーザは内輪部２０１ａの座屈を反力の変化としてタクタイルを指で知覚して、ポインティング・デバイス２００が選択信号を生成したことを認識する。ユーザは、ディスプレイ１５１をみて選択信号が生成されたことを認識する必要がない。

システム３０９は選択信号を、たとえば、マウス・カーソル１５３が指示するオブジェクトの選択、オブジェクトの移動（ドラッグ＆ドロップ）、画面のスクロール、または拡大縮小などのいずれに利用するかをあらかじめ定義してことができる。入力システム３００が選択信号と移動信号を同時に生成して画面のスクロールやドラッグ＆ドロップをする場合は、選択信号生成部３０７が選択信号を出力し続けながら外操作部２０３ｂが押圧されたことに応じて移動信号生成部３０５が移動信号を出力することができる。

選択信号を出力しながら、移動信号を出力するために、ユーザはタクタイルを知覚したあとに一旦内操作部２０３ａから指を放して、図４のように外操作部２０３ｂを押圧する。このとき、検出圧力が最低圧力Ｐｍｉｎより低下して選択条件が解除されないように選択操作判定部３０３は指の姿勢の変化に必要な極短時間だけ解除信号の転送を遅らせることができる。あるいは、選択信号が解除されないようにユーザが指の腹で外操作部２０３ｂの一部を押圧しながら図４の位置まで指を移動させるようにしてもよい。このとき指の移動の際に移動信号が生成されないように選択操作判定部３０３は移動信号生成部３０５に対する圧力データの転送を遅らせることができる。

ブロック４１１で選択操作判定部３０３がブロック４０５と同じ手順で移動操作があったことを判断したときはブロック４５３に移行する。ブロック４５３で選択操作判定部３０３は、４個の圧力データを移動信号生成部３０５に送る。移動信号生成部３０５はシステム３０９に移動信号を出力する。選択信号生成部３０７は、選択条件が解除されないかぎり選択信号の出力を継続するため、システム３０９は移動信号と選択信号を同時に受け取ってブロック４１３に移行する。

ブロック４１３で、ユーザが内操作部２０３ａおよび外操作部２０３ｂに対する押圧を停止すると、すべての圧力センサ２３１ａ〜２３１ｄの圧力が最低圧力Ｐｍｉｎよりも小さくなる。選択操作判定部３０３は、すべての圧力センサの圧力データが最低圧力Ｐｍｉｎよりも小さくなったときに移動信号生成部３０５に対する圧力データの転送を停止し、かつ、選択信号生成部３０７に選択条件が解除されたことを示す解除信号を送る。解除信号を受け取った選択信号生成部３０７は、ブロック４１５で選択信号の出力を停止してブロック４０３に戻る。ブロック４１３で選択操作および移動操作が停止されない間はブロック４０９に戻って選択信号生成部３０７は選択信号の出力を継続し、ブロック４５３で移動信号生成部３０５は移動信号の出力を継続する。

図１０は、歪みゲージ式のポインティング・デバイス６００に本発明を適用する例を説明するための図である。図１０（Ａ）は斜視図で図１０（Ｂ）は断面図である。セラミック製の操作ポスト６０１には、中間部材６０３を介してゴム製のキャップ６０５が嵌め込まれている。操作ポスト６０１は、センサＰＣＢ６０７に接着剤で貼り付けられている。センサＰＣＢ６０７は、中央に開口部が形成されたスペーサ６１１を介在してシールド・カバー６０９に取り付けられている。センサＰＣＢ６０７の裏側には直交するように４個の歪みゲージ６２１が貼り付けられている。

スペーサ６１１により形成された空間により、キャップ６０５を通じて操作ポスト６０１に水平方向に加えられた力でセンサＰＣＢ６０７が歪み、歪みゲージ６２１の電気抵抗が変化する。歪みゲージ６２１はセンサＰＣＢ６０７の裏側に形成された端子パターン６２３に接続される。シールド・カバー６０９は、キーボード・アセンブリ１００の底面を構成する金属プレート１０３（図１）に取り付けられる。スペーサ６１１が形成する空間には、金属のプレートでドーム状に形成されたドーム・プレート６３１を配置している。

ドーム・プレート６３１はキャップ６０５を通じて垂直方向に押圧された操作ポスト６０１から力を受けて変形しながら指に反力を伝える。ドーム・プレート６３１は、押圧力が所定値を超えると座屈し指を放すと復元する。このとき変化する４個の歪みゲージ６２１が検出する電気抵抗の特徴から選択信号を生成する。このとき、ユーザはドーム・プレート６３１の座屈による圧力の変化を指で知覚して選択信号が生成されたことを認識する。

これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。

１００ キーボード・アセンブリ
１５１ ディスプレイ
１５３ マウス・カーソル
２００、６００ ポインティング・デバイス
２０１ 操作キャップ
２０１ａ 内輪部
２０１ｂ 外輪部
２０３ａ 内輪部の操作部
２０３ｂ 外輪部の操作部
２０４ ドームの空洞
２２１ ホルダー
２３１ａ〜２３１ｄ 圧力センサ
２５１ 台座
２５３ 印刷回路基板（ＰＣＢ）
３００ 入力システム

Claims (20)

1. コンピュータのポインティング・デバイスであって、
   第１の操作部と該第１の操作部に対する押圧力により座屈する座屈部を備える操作キャップと、
   前記第１の操作部に加えられた押圧力を検出する複数の圧力検出部と、
   前記圧力検出部が検出した検出圧力に基づいて選択信号を生成する制御部と
   を有するポインティング・デバイス。
2. 前記操作キャップが前記第１の操作部と操作面の高さが異なる第２の操作部を有し、前記制御部は前記第２の操作部に対する押圧力を検出してマウス・カーソルの移動信号を生成する請求項１に記載のポインティング・デバイス。
3. 前記第１の操作部の周囲を囲うように前記第２の操作部が配置され、前記第１の操作部の操作位置が前記第２の操作部の操作位置よりも低い請求項２に記載のポインティング・デバイス。
4. 前記座屈部が中空ドームで構成されている請求項１に記載のポインティング・デバイス。
5. 前記制御部は、前記検出圧力が前記座屈部の座屈を示す圧力プロファイルを検出したときに前記選択信号を出力する請求項１に記載のポインティング・デバイス。
6. 前記制御部は、前記検出圧力の時間微分値から前記座屈部に座屈が発生したことを検出する請求項５に記載のポインティング・デバイス。
7. 前記制御部は、すべての前記圧力検出部の圧力が前記座屈部の座屈を示す圧力プロファイルを検出したときに前記選択信号を出力する請求項５に記載のポインティング・デバイス。
8. コンピュータのポインティング・デバイスであって、
   外輪部と該外輪部の内側に配置され前記外輪部より高さが低い内輪部とを備える操作キャップと、
   前記操作キャップの下部に配置された複数の圧力センサと、
   前記内輪部に対する押圧に応じて前記複数の圧力センサが検出した検出圧力に基づいて選択信号を生成する制御部と
   を有するポインティング・デバイス。
9. 前記制御部が、前記外輪部に対する押圧に応じて前記複数の圧力センサが検出した検出圧力に基づいてマウス・カーソルを移動させる移動信号を生成する請求項８に記載のポインティング・デバイス。
10. 前記制御部は、前記選択信号を出力しながら前記移動信号を生成することが可能な請求項９に記載のポインティング・デバイス。
11. 請求項１から請求項１０のいずれかに記載したポインティング・デバイスを備える携帯式コンピュータ。
12. コンピュータのポインティング・デバイスであって、
    回路基板と、
    前記回路基板に結合された操作ポストと、
    前記回路基板に貼り付けられ前記操作ポストの水平方向に加えられた圧力による前記回路基板の撓みを検出する歪みゲージと、
    前記操作ポストの垂直方向に加えられた圧力により座屈するドーム・プレートと、
    前記ドーム・プレートの座屈により変化した前記歪みゲージの出力プロファイルに基づいて選択信号を出力する制御部と
    を有するポインティング・デバイス。
13. 前記制御部は、前記操作ポストの水平方向に加えられた圧力に基づいてマウス・カーソルの移動信号を生成する請求項１２に記載のポインティング・デバイス。
14. 第１の操作部と該第１の操作部と高さが異なる第２の操作部と複数の圧力センサを備えるポインティング・デバイスで選択信号とマウス・カーソルの移動信号を生成する方法であって、
    前記第１の操作部または前記第２の操作部に対する押圧力を検出するステップと、
    前記複数の圧力センサの検出圧力から前記第１の操作部が押圧されたと判断するステップと、
    前記判断に応じて前記選択信号を出力するステップと
    を有する方法。
15. 前記第１の操作部が押圧されたと判断するステップが、前記圧力センサの検出圧力の相互間の類似性を判断するステップを有する請求項１４に記載の方法。
16. 前記複数の圧力センサの検出圧力から前記第２の操作部が押圧されたと判断するステップと、
    前記判断に応じて前記移動信号を出力するステップと
    を有する請求項１４に記載の方法。
17. 前記第２の操作部が押圧されたと判断するステップが、前記圧力センサの検出圧力の相互間の非類似性を判断するステップを有する請求項１６に記載の方法。
18. 前記ポインティング・デバイスが前記第１の操作部に対する押圧により座屈する座屈部を備え、前記選択信号を出力するステップが、前記座屈部の座屈による検出圧力の変化を認識するステップを含む請求項１４に記載の方法。
19. 外輪部と該外輪部の内側に配置され前記外輪部より高さが低い内輪部とを備える操作キャップと複数の圧力センサを備えるポインティング・デバイスで選択信号とマウス・カーソルの移動信号を生成する方法であって、
    指の腹で押圧された前記外輪部から受ける圧力を前記複数の圧力センサが検出する第１の検出ステップと、
    前記第１の検出ステップに応じて前記移動信号を生成するステップと、
    指先で押圧された前記内輪部から受ける圧力を前記複数の圧力センサが検出する第２の検出ステップと、
    前記第２の検出ステップに応じて前記選択信号を生成するステップと
    を有する方法。
20. 指先の押圧操作に応じて生成した前記選択信号をシステムに出力するステップと、
    指の腹の押圧操作に応じて前記移動信号を生成するステップと、
    前記選択信号と前記移動信号を前記システムに同時に出力するステップと
    を有する請求項１９に記載の方法。

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