JP3108374U - 振動を利用して制御するカーソルポインティングデバイス - Google Patents

Abstract

【課題】 機械式マウスにおいて使用されるようなボールや、光学（電気光学）式マウスにおいて利用されるような反射率の変化を必要としないカーソルポインティングデバイスを提供する。
【解決手段】 コンピュータのために使用され、表面上で操作されるカーソルポインティングデバイスであって、デバイスケース１（１１，１２）と、コントローラと、デバイスケース１に設置される振動センサとを有する。振動センサは、２軸加速度計Ｕ２を含んでおり、デバイスケース１の二次元運動を検出し、位置決め信号を、コントローラに送信する。コントローラは、コンピュータのカーソルを制御するために、対応する処理された信号である運動信号を、コンピュータに送信する。
【選択図】 図３

Description

本考案は、カーソルポインティングデバイスに概して関し、特に、振動センサを使用し、コンピュータ画面上のカーソルを制御するための電気式カーソルポインティングデバイスに関する。

カーソルポインティングデバイスを使用し、コンピュータ画面上のカーソルの二次元運動を制御することは、周知であり、最も一般であるものは、マウスとして知られている。カーソルポインティングデバイスは、ＧＵＩ（グラフィカルユーザーインターフェース）システムにおける最も重要な入力装置の１つとして発展している。従来のマウスは、基本的に２つのカテゴリ、つまり機械式あるいは光学（電気光学）式）に分類することが可能である。

例えば、図１に示される機械式カーソルポインティングデバイスは、デバイス底面の下方に突出している球状ボールを有するように構成されている。球状ボールは、ユーザが平坦な面に沿ってデバイスを移動させると、自由に回転する。カーソルポインティングデバイス内部において、ボールは、Ｘ軸およびＹ軸の２つの車輪（ホイール）に連結している。車輪は、カーソルポインティングデバイスの運動を検出して、変換する。この変換された運動信号は、カーソルポインティングデバイスから出力され、コンピュータに入力される。

一方、光学式カーソルポインティングデバイスは、例えば、図２に示されるように、平坦な面に光を放射するためのＬＥＤ等の光源（Ａ）と、反射光を検出するための光検出器（Ｂ）とを、一般的に有する。光学式カーソルポインティングデバイスの運動の際、放射された光が異なる場所から反射される場合、異なる反射率が得られる。光検出器（Ｂ）は、センサとして、反射率の変化に従って、カーソルポインティングデバイスの運動を検出して、変換する。

しかし、機械式カーソルポインティングデバイスは、表面におけるボールの転動動作に依存しており、これらのマウスに固有である特定のメカニカルな問題、例えば、表面と良好な摩擦接触を維持することに関する問題が、存在する。例えば、ボールが汚れた場合、回転するのではなく、動作面をスリップする。また、機械式カーソルポインティングデバイスが、動作面に存在するスリップし易い部位と遭遇する場合、結果として生じる出力信号は、不正確となる。また、機械式カーソルポインティングデバイス、例えば、機械式マウスは、精密な許容範囲を有する比較的多数の部品を使用するため、大量生産することが困難である。さらに、機械式マウスは、激しい動き（ｌａｓｈ）や振動（ｓｈａｋｅ）などのメカニカルなノイズを受け、また、頻繁なクリーニングを必要とする。

一方、光学式カーソルポインティングデバイスは、平坦な面を必要とし、当該面は、作動するために、明るい領域および暗い領域、あるいは、カラーからなる明確な（ｄｅｆｉｎｅｄ）パターンあるいは所定の（ｐｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ）パターンを有する。

そのため、動作面が、例えば、スチール机の表面のように一色からなる表面を有する場合や、ガラスあるいは透明なパッドにおける透明な表面を有する場合、光学式カーソルポインティングデバイスは、もはや機能することができない。光検出器は、その性能が最近向上し、単色の表面上における反射率の微小な特徴を、検出することが可能であるが、光学式カーソルポインティングデバイスは、ガラスあるいは透明なパッド上において、なお機能しない。

さらに、機械式および光学式マウスの両者は、平坦な面あるいはパッド上で、操作されることを、不都合なことに必要とする。これは、カーソルポインティングデバイスの使用およびデザインを制限する。例えば、ラップトップコンピュータを、車内あるいは平坦な面が近くにない状況で、利用する場合、従来のカーソルポインティングデバイスを使用するためには、非常に多くの不都合が存在する。さらに、機械式および光学式マウスの両者は、ボールや光検出器などの露出した構成部品を有する。したがって、カーソルポインティングデバイスケースには、構成部品を露出するための開口部が存在し、防水式のカーソルポインティングデバイスを提供することは不可能である。

本考案は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、機械式マウスにおいて使用されるようなボールや、光学式マウスにおいて利用されるような反射率の変化を必要としないカーソルポインティングデバイスを提供することである。本考案の別の目的は、コンパクトなデザインを有するカーソルポインティングデバイスを提供することである。本考案のさらに別の目的は、防水式カーソルポインティングデバイスを提供することである。

上記目的を達成するための請求項１に記載の考案は、
コンピュータのために使用され、表面上で操作されるカーソルポインティングデバイスであって、
デバイスケースと、コントローラと、前記デバイスケースに設置される振動センサとを有し、
前記振動センサは、２軸加速度計を含んでおり、前記デバイスケースの二次元運動を検出し、位置決め信号を、前記コントローラに送信し、
前記コントローラは、前記コンピュータのカーソルを制御するために、対応する処理された信号である運動信号を、前記コンピュータに送信する
ことを特徴とするカーソルポインティングデバイスである。

上記目的を達成するための請求項６に記載の考案は、
コンピュータのために使用され、空間上で操作されるカーソルポインティングデバイスであって、
デバイスケースと、コントローラと、前記デバイスケースに設置される振動センサとを有し、
前記振動センサは、２軸加速度計を含んでおり、前記デバイスケースの二次元運動を検出し、位置決め信号を、前記コントローラに送信し、
前記コントローラは、対応する処理された信号である運動信号をコンピュータに送信し、
前記コントローラは、前記コンピュータのカーソルを制御するために、対応する処理された信号である運動信号を、前記コンピュータに送信する
ことを特徴とするカーソルポインティングデバイスである。

上記のように構成した本考案は、デバイスケース（カーソルポインティングデバイス）の二次元運動を検出して、変換するためのセンサとして使われる振動センサが、利用されている。したがって、機械式マウスにおいて使用されるようなボールや、光学（電気光学）式マウスにおいて利用されるような反射率の変化を必要としないカーソルポインティングデバイスを提供することができる。なお、デバイスケースの底面には、構成部品を露出するための開口部が存在しない。さらに、頻繁なクリーニングを必要とせず、機械式マウスに関するスリップし易い接触面と無関係である。また、光学式マウスを適用することができないガラスあるいは透明なパッド上において、操作することが可能である。本考案に係るカーソルポインティングデバイスは、従来の機械式あるいは光学式カーソルポインティングデバイスよりむしろ、第３のカテゴリに分類される完全な電気式カーソルポインティングデバイスであると、見なすことが可能である。

また、リング形状、ブレスレット形状あるいはペン形状等の形態として、コンパクトなデザイン達成することが可能である。したがって、振動センサが利用されかつコンパクトなデザインを有するカーソルポインティングデバイスを、提供することができる。この種のデザインは、従来のカーソルポインティングデバイスと全く異なるようにすることが可能である。

また、開口部が形成されていないデバイスケースの内部に設置可能である振動センサが利用されたカーソルポインティングデバイスを提供することができる。したがって、防水式カーソルポインティングデバイスを提供することが可能である。

なお、本考案に係る他の特徴と同様に、上記目的および利点は、添付される図面を参照しつつ、より明瞭となるだろう。

以下、本考案の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図３は、本考案の実施の形態に係るカーソルポインティングデバイスを説明するための斜視図である。

本考案に係る振動を利用して制御するカーソルポインティングデバイスは、組み合わされてデバイスケース１を構成する上部ハウジング１１および下部ハウジング１２と、デバイスケース１内部に配置され、振動検出装置（振動センサ）を有する回路基板２と、上部ハウジング１１に配置される複数のボタン１３とを有する。

本考案に係るカーソルポインティングデバイスは、コード（有線伝送）あるいは無線伝送を経由して、コンピュータに接続することが可能である。振動センサは、カーソルポインティングデバイス（デバイスケース１）の運動を検出して、変換するためのセンサとして使用される。振動センサは、電子式２軸加速度計であり、固体半導体素子として構成される。下部ハウジング１２は、デバイスケース１の内部に位置する部品あるいは素子（例えば、機械式カーソルポインティングデバイスのボールまたは光学（電気光学）式カーソルポインティングデバイスの光検出器）を露出させる必要がないため、その底部に必要とされる開口部は、存在しない。

本考案に係るカーソルポインティングデバイは、動作面上に位置する水に対して、基本的に防水機能を提供できることは、明らかである。デバイス全体に防水機能を提供することが必要とされる場合、すべき唯一のことは、上部ハウジング１１、下部ハウジング１２およびボタン１３の間の隙間をシールすることである。したがって、本考案に係る防水式（防水機能を有する）カーソルポインティングデバイを提供することを、達成することができる。

図４は、本考案の実施の形態に係るカーソルポインティングデバイスの回路図である。回路基板２は、コントローラ２１、一組のボタン装置２２および振動検出装置２３を有する。コントローラ２１は、マイクロプロセッサＵ１を有する。マイクロプロセッサＵ１は、ボタン装置２２および振動検出装置２３と連結されたコア素子である。ボタン装置２２は、複数のスイッチ（本実施の形態においては、３つのスイッチＳ１〜Ｓ３）を有する。スイッチＳ１〜Ｓ３は、対応するボタン１３の下方に位置し、カーソルポインティングデバイスデバイスにおける多様なボタン機能を提供する。

振動検出装置２３は、加速度計Ｕ２あるいは同様な機能を有する他のセンサを有する。加速度計Ｕ２は、ＭＥＭＳＩＣ社によって製造されるＭＸＤ２１２５ＧＬ製品のような固体半導体素子である。加速度計Ｕ２は、カーソルポインティングデバイスの２次元運動を検出するために、使用される。カーソルポインティングデバイスの運動が存在する場合、運動の加速度および方向を演算することによって、位置決め信号を、生成することが可能である。コントローラ２１は、ボタン装置２２および振動検出装置２３からの信号を受信し、コードあるいは無線伝送を経由して、コンピュータに、対応する処理（変換）された信号である運動（ｍｏｔｉｏｎａｌ）信号を送信するために使用される。

振動検出装置２３は、コンピュータのカーソルの運動を制御するために使用されるため、本考案に係るポインティングデバイスは、従来のマウスのように、平坦な面（動作面）で操作することが可能である。しかし、動作面の色特性あるいは摩擦特性に関して、制約は存在せず、どのような種類の動作面であっても、適していると言うことができる。状況によって、使用可能な動作面が存在しない場合、本考案に係るカーソルポインティングデバイスは、振動検出装置２３を使用しているため、手持ちし、空間で操作することで、コンピュータカーソルの運動を制御することも可能である。カーソルの方向は、ポインティングデバイスの運動を対応させることで、制御することが可能である。カーソルの運動距離（移動距離）は、ポインティングデバイスの加速度に従って、制御することが可能である。

以上のように、本実施の形態に係るカーソルポインティングデバイスは、表面あるいはスペース上で操作され、コンピュータ画面上のカーソルを制御することが可能である。振動センサは、カーソルポインティングデバイスの二次元運動を検出し、変換するためのセンサとして使用される。振動センサは、２軸加速度計である。カーソルポインティングデバイスの運動が存在する場合、位置決め信号は、前記運動の加速度および方向を演算することにより生成することが可能であり、コンピュータに送信される。

したがって、本考案に係る振動を利用して制御するカーソルポインティングデバイスは、従来の機械式あるいは光学（電気光学）式カーソルポインティングデバイスよりむしろ、第３のカテゴリに分類される完全な電気式カーソルポインティングデバイスであると、見なすことが可能であり、少なくとも下記に示される利点を有する。

１．本考案に係るカーソルポインティングデバイのセンサ（振動検出装置）は、動作面に接触しないため、汚れたり、摩耗したりすることがなく、また、メンテナンスあるいはクリーニングする必要はない。

２．本考案に係るカーソルポインティングデバイは、どのような表面（色特性あるいは摩擦特性に係わらず、例えば、ガラスや透明パッドの表面）であっても、操作することが可能である。
アレントなパッド）にも作動されることができる。

３．本考案に係るカーソルポインティングデバイは、手持ちされ、表面のないスペースにおいて、操作することが可能である。したがって、特に、ラップトップコンピュータの使用に便利である。

４．本考案に係る振動センサの使用は、カーソルポインティングデバイにコンパクトなデザインを提供し、リング形状、ブレスレット形状あるいはペン形状等とすることが可能である。この種のデザインは、従来のカーソルポインティングデバイスと全く異なるようにすることが可能である。
５．振動センサ（振動検出装置）は、露出されることが不要であるため、カーソルポインティングデバイに、動作面上に位置する水に対する防水機能を、基本的に提供することが可能である。また、デバイス全体に防水機能を提供することが必要とされる場合、すべき唯一のことは、デバイスケースの隙間（上部ハウジング、下部ハウジングおよびボタンの間の隙間）をシールすることである。したがって、本考案に係る防水式カーソルポインティングデバイスを提供することを、達成することが可能である。

なお、本開示は、本考案の実施の形態に係る一例を、提供している。本考案の範囲は、これらの実施の形態に係る一例によって制限されない。本明細書によって明示的あるいは暗示的に提供される多数の変更、例えば、構造、サイズ、材質、および製造工程における変更は、本開示の観点から、当業者によって、実施することが可能である。つまり、本考案は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、実用新案登録請求の範囲の範囲内で種々改変することができる。

従来の機械式カーソルポインティングデバイスを示している斜視図である。 従来の光学（電気光学）式カーソルポインティングデバイスを説明するための断面図である。 本考案の実施の形態に係るカーソルポインティングデバイスを説明するための斜視図である。 本考案の実施の形態に係るカーソルポインティングデバイスの回路図である。

符号の説明

１・・デバイスケース、
２・・回路基板、
１１・・上部ハウジング、
１２・・下部ハウジング、
１３・・ボタン、
２１・・コントローラ、
２２・・ボタン装置、
２３・・振動検出装置、
Ｓ１〜Ｓ３・・スイッチ、
Ｕ１・・マイクロプロセッサ、
Ｕ２・・加速度計。

Claims (9)

1. コンピュータのために使用され、表面上で操作されるカーソルポインティングデバイスであって、
   デバイスケースと、コントローラと、前記デバイスケースに設置される振動センサとを有し、
   前記振動センサは、２軸加速度計を含んでおり、前記デバイスケースの二次元運動を検出し、位置決め信号を、前記コントローラに送信し、
   前記コントローラは、前記コンピュータのカーソルを制御するために、対応する処理された信号である運動信号を、前記コンピュータに送信する
   ことを特徴とするカーソルポインティングデバイス。
2. 前記運動信号は、コードあるいは無線伝送を経由して、コンピュータに送信されることを特徴とする請求項１に記載のカーソルポインティングデバイス。
3. 前記デバイスケースは、リング形状、ブレスレット形状あるいはペン形状を有することを特徴とする請求項１に記載のカーソルポインティングデバイス。
4. 前記コントローラは、マイクロプロセッサを含んでいることを特徴とする請求項１に記載のカーソルポインティングデバイス。
5. 前記表面は、平坦な面であることを特徴とする請求項１に記載のカーソルポインティングデバイス。
6. コンピュータのために使用され、空間上で操作されるカーソルポインティングデバイスであって、
   デバイスケースと、コントローラと、前記デバイスケースに設置される振動センサとを有し、
   前記振動センサは、２軸加速度計を含んでおり、前記デバイスケースの二次元運動を検出し、位置決め信号を、前記コントローラに送信し、
   前記コントローラは、対応する処理された信号である運動信号をコンピュータに送信し、
   前記コントローラは、前記コンピュータのカーソルを制御するために、対応する処理された信号である運動信号を、前記コンピュータに送信する
   ことを特徴とするカーソルポインティングデバイス。
7. 前記運動信号は、コードあるいは無線伝送を経由して、コンピュータに送信されることを特徴とする請求項６に記載のカーソルポインティングデバイス。
8. 前記デバイスケースは、リング形状、ブレスレット形状あるいはペン形状を有することを特徴とする請求項６に記載のカーソルポインティングデバイス。
9. 前記コントローラは、マイクロプロセッサを含んでいることを特徴とする請求項６に記載のカーソルポインティングデバイス。

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