JP3396701B2

JP3396701B2 - 相対操作量の入力装置

Info

Publication number: JP3396701B2
Application number: JP13257096A
Authority: JP
Inventors: 孝之水木; 治吉川
Original assignee: SMK Corp
Current assignee: SMK Corp
Priority date: 1996-05-01
Filing date: 1996-05-01
Publication date: 2003-04-14
Anticipated expiration: 2016-05-01
Also published as: US5815139A; JPH09297652A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パーソナルコンピ
ュータ等におけるディスプレーに表示されたカーソル等
を移動させるべく、相対操作量を表す出力データを出力
する相対操作量の入力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、パーソナルコンピュータ（以下パ
ソコンという）のディスプレーに表示されたカーソルを
移動させる相対操作量の入力装置としては、マウスの他
にパソコンと共に持ち運びやすく、しかも移動先で操作
スペースをとらないタッチパッドが知られている。この
タッチパッドは、タブレット、デジタイザなどの動作原
理を利用してタブレットシートの押圧位置を検出し、タ
ブレットシートの押圧移動操作前後の押圧位置の差から
相対操作量を表す出力データを得て、出力するものであ
る。

【０００３】しかしながら、この従来のタッチパッド
は、小型化が求められることから、タブレットシートの
押圧面が狭く、連続してカーソルを移動制御する場合に
は、タブレットシートの押圧移動操作を複数回に分けて
操作しなければならなかった。

【０００４】この為、本出願人は、タブレットシートの
押圧面が狭くても操作が途切れることのない相対操作量
の入力装置であるポインティングデバイスの発明を特願
平７年２０６７３６号で出願した。

【０００５】以下、このポインティングデバイス１００
を図５乃至図７で説明する。

【０００６】図５は、ディスプレー３とキーボード４を
備えたパーソナルコンピュータ（以下パソコンという）
１を示し、そのキーボード操作面の筺体２にポインティ
ングデバイス１００が取り付けられている。

【０００７】図６に示すように、ポインティングデバイ
ス１００は、鉄板などの剛体板１２と、剛体板１２に支
持された一対のタブレットシート６０、６１を備え、タ
ブレットシート６０、６１上に合成ゴムからなる操作ボ
タン３０を積層しているものである。

【０００８】この操作ボタン３０は、ほぼ正方形のシー
ト状に形成され、その周縁が下方に折り曲げられてタブ
レットシート６０、６１の周囲に当接するようになって
いる。またこの周縁が、タブレットシート６０、６１を
支持する剛体板１２とパソコン１の筺体２との間に挟持
されて、ポインティングデバイス１００が筺体２に取り
付けられると共に、操作ボタン３０がタブレットシート
６０上に位置決めされる。

【０００９】操作ボタン３０の平面中央部は、指をのせ
て押圧できる大きさの円柱状となっていて、この円柱状
中央部は、筺体２に矩形状に穿設された窓孔に臨むよう
になっている。操作ボタン３０の底面は、球面の一部で
ある突曲面となっていて、図のように操作ボタン３０を
押圧しながら傾斜させると、タブレットシート６０の押
圧位置が傾斜方向に移動するようになっている。

【００１０】このポインティングデバイス１００は、タ
ブレットの抵抗接触方式を採用して押圧位置を検出する
もので、タブレットシート６０、６１の互いに対向する
接触面に均一な抵抗層が被着され、両者は、この対向面
に印刷により形成された絶縁性のドットスペーサ（図示
せず）によって僅かな間隔で離間された状態で、重合さ
れている。

【００１１】このタブレットシート６０、６１の一側の
電極に座標検出電圧を印加し他側の電極を接地すると、
タブレットシート６０、６１の各位置で電極からの距離
に比例した電位が生じ、電位勾配が形成される。タブレ
ットシート６０、６１の押圧位置は、その押圧位置での
電位を他方のタブレットシート６０、６１を介して読み
取り、該読み取り電位から算出するものである。

【００１２】図６（ｂ）のように、操作ボタン３０の中
央を押し下げると、突曲面の中央がタブレットシート６
０を押圧し、その押圧位置（ｘ_n、ｙ_n）が基準位置（ｘ
₀、ｙ₀）として記憶される。

【００１３】その後、操作ボタン３０を同図（ｃ）のよ
うに傾斜させると、底面が下方に向けて突曲面となって
いるので、タブレットシート６０の押圧位置（ｘ_n、
ｙ_n）も傾斜方向へ移動する。この新たな押圧位置
（ｘ₁、ｙ₁）と基準位置（ｘ₀、ｙ₀）との押圧位置の差
によって相対位置データ（ｘ₁−ｘ₀、ｙ₁−ｙ₀）が求め
られ、これに所定の常数Ｃ´を乗じて、出力データ（Ｃ
´（ｘ₁−ｘ₀）、Ｃ´（ｙ₁−ｙ₀））が算出される（図
７（ｂ）参照）。

【００１４】出力データ（Ｃ´（ｘ₁−ｘ₀）、Ｃ´（ｙ
₁−ｙ₀））がパソコン１へ出力されると、パソコン１の
ディスプレー３に表示されたカーソルは、操作ボタン３
０の傾斜方向と一致するへ移動する。このときのカー
ソル移動量（Ｏとの距離）は、出力データに含まれる
相対位置データ（ｘ₁−ｘ₀、ｙ₁−ｙ₀）すなわち、基準
位置（ｘ₀、ｙ₀）と押圧位置（ｘ_n、ｙ_n）との距離に比
例する。従って、図６（ｄ）に示すように、同方向に更
に操作ボタン３０を傾斜させ、基準位置から更に離れた
押圧位置（ｘ₂、ｙ₂）を押圧すると、カーソル移動量
（との距離）は、Ｏとの距離よりも増加する。つ
まり、操作ボタン３０の傾きによって、カーソルの移動
速度を調整することができる。

【００１５】基準位置（ｘ₀、ｙ₀）は、操作ボタン３０
の押し下げが解除されるまで記憶され、押圧位置
（ｘ_n、ｙ_n）が新たに検出される毎に、この基準位置
（ｘ₀、ｙ₀）と比較して相対位置データが算出される。

【００１６】従って、次に操作ボタン３０を別の方向
（図７（ａ）参照）へ傾斜させると、新たに検出した押
圧位置（ｘ₃、ｙ₃）から（Ｃ´（ｘ₃−ｘ₀）、Ｃ´（ｙ
₃−ｙ₀））が算出され、同図のように、ディスプレー３
に表示されたカーソルは、操作ボタン３０の揺動方向と
同一方向にからへ移動する。

【００１７】同様に、操作ボタン３０をの方向に傾斜
させると、新たに検出した押圧位置（ｘ₄、ｙ₄）から相
対位置データ（Ｃ´（ｘ₄−ｘ₀）、Ｃ´（ｙ₄−ｙ₀））
が算出され、ディスプレー３のカーソルは、傾斜方向と
同じ方向にからへ移動する。タブレットシート６０
の押圧位置（ｘ_n、ｙ_n）は、周期的に検出され、従っ
て、操作ボタン３０をの方向に傾斜させたまま維持す
るだけで、再び同じ相対位置データ（Ｃ´（ｘ₄−
ｘ₀）、Ｃ´（ｙ₄−ｙ₀））を含む出力データが出力さ
れ、カーソルは、更にからへ移動する。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】

【００１９】上述の相対操作量の入力装置１００によれ
ば、常に基準位置（ｘ₀、ｙ₀）と比較した出力データに
よって、カーソルを移動制御するので、タブレットシー
ト６０、６１の押圧面が狭くても押圧操作を中断させず
に操作することができ、また操作ボタンの傾斜方向と傾
斜角度に対応させて、カーソルを移動制御することがで
きる。

【００２０】しかしながら、カーソルの移動速度を増加
させようとする場合に、操作者は、必ずしも操作ボタン
を傾斜するとは限らず、更に強い押圧力を操作ボタンに
加えて操作しようとすることがある。

【００２１】例えば、図６（ｃ）に示す押圧位置
（ｘ₁、ｙ₁）を押圧して方向に移動するカーソルを、
更に速い速度で移動させようとするときには、むしろ操
作ボタンを更に強い押圧力で押圧する。しかしながら、
このように押圧力を加えただけでは、押圧位置（ｘ₁、
ｙ₁）自体が変化するものではないので、カーソルの移
動速度は変化しない。従って、このような押圧操作によ
ってカーソルの移動速度を制御することはできず、操作
性に難のある相対操作量の入力装置と認識される問題が
あった。

【００２２】本発明は、このような問題を解決するため
になされたものであり、操作ボタンの傾斜方向と傾斜角
度に対応させてカーソルを移動制御することができると
ともに、操作ボタンの押圧力に応じてもカーソルの移動
速度を制御できる相対操作量の入力装置を提供する。

【００２３】

【課題を解決するための手段】請求項１の相対操作量の
入力装置は、僅かな間隙を隔てて平行に配置された一対
のタブレットシートと、底面がタブレットシートの押圧
面と対向し、押圧しながらいずれかの方向に傾斜させる
ことによってタブレットシートの異なる位置を押圧する
ようにタブレットシート上に配設した操作ボタンと、操
作ボタンの押圧によって一対のタブレットシート間が接
触する位置を、押圧位置（ｘ_n、ｙ_n）として検出する押
圧位置検出手段と、押圧位置（ｘ_n、ｙ_n）での接触抵抗
値ｒ_Pを検出する接触抵抗検出手段と、タブレットシー
トが最初に押圧された位置をすくなくとも押圧が解除さ
れるまで基準位置（ｘ₀、ｙ₀）とする基準位置設定手段
とを備え、押圧位置（ｘ_n、ｙ_n）と基準位置（ｘ₀、
ｙ₀）との差から求めた相対位置データと、接触抵抗値
ｒ_Pとから出力データを生成することによって、操作ボ
タンの傾斜方向と傾斜角度を表す出力データを、操作ボ
タンの押圧力に応じて出力することを特徴とする。

【００２４】操作ボタンを押圧すると、操作ボタンが始
めにタブレットシートに当接した位置を基準位置
（ｘ₀、ｙ₀）とする。操作ボタンを、押圧しながらいず
れかの方向に傾斜させると、タブレットシートの異なる
位置が押圧されるので、傾斜方向の別の位置が押圧さ
れ、その押圧位置（ｘ_n、ｙ_n）と押圧位置（ｘ_n、ｙ_n）
での接触抵抗値ｒ_Pが検出される。押圧位置（ｘ_n、
ｙ_n）と基準位置（ｘ₀、ｙ₀）との差から求められる相
対位置データは、操作ボタンの傾斜方向と傾斜角度を表
し、出力データは、相対位置データをもとに生成される
ので、操作ボタンの傾斜方向と傾斜角度によって、カー
ソルを移動制御することができる。

【００２５】また、出力データの生成に、押圧位置（ｘ
_n、ｙ_n）での接触抵抗値ｒ_Pも用いられるので、操作ボ
タンの押圧力を変えて接触抵抗値ｒ_Pを変えることによ
って、同じ操作ボタンの傾斜方向と傾斜角度であって
も、押圧力に応じた異なる出力データを出力することが
できる。

【００２６】請求項２の相対操作量の入力装置は、相対
位置データに、接触抵抗値ｒ_Pによって定めた補正定数
Ｃを乗じて、出力データを生成することを特徴とする。

【００２７】出力データは、相対位置データに補正定数
Ｃを乗じて生成されるので、出力データにより制御され
るカーソルの移動量は、補正定数Ｃに比例する。補正定
数Ｃは、接触抵抗値ｒ_Pによって定まるので、操作ボタ
ンの押圧力を変えて接触抵抗値ｒ_Pを変えることによっ
ても、カーソルの移動速度を制御するができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
相対操作量の入力装置について図面を参照しながら説明
する。なお、上述の従来のタッチパッド１００と同一の
構成については、同一の番号を付してその説明を省略す
る。

【００２９】図１は、本発明の実施の形態に係る相対操
作量の入力装置であるポインティングデバイス１０を示
すもので、合成樹脂で成形されたハウジング５とハウジ
ング５の底面に固着された剛体板７によって、操作ボタ
ン３０とタブレットシート６０、６１（図１では６で表
示）を挟持しハウジング５内に支持している。剛体板７
は、周囲に折り返し片７ａを一体に備え、この折り返し
片７ａをハウジング５の側面から平面側に沿って折り返
すことによってハウジング５に取り付けている。また、
ハウジング５の底面から突出したボス５ａをこの剛体板
７に貫通させた後、加熱溶着することによって、剛体板
７をハウジング底面側に固着している。

【００３０】操作ボタン３０は、円板状の操作キー３０
ａとリング状の支持部３０ｂと薄肉の弾性連結部３０ｃ
からなり、これらが合成ゴムによって一体に成形されて
いる。操作キー３０ａは、弾性連結部３０ｃによってハ
ウジング５の円筒孔内に上下動自在に支持され、外力が
加えられていない図１に示す待機状態では、その底面が
タブレットシート６の押圧面に対向するようになってい
る。操作キー３０ａの平面は、指をのせて押圧しやすい
ように緩やかな凹曲面に形成されている。また、底面
は、球面の一部である突曲面に形成され、後述するよう
に操作ボタン３０の操作キー３０ａを押圧しながら傾斜
させると、タブレットシート６０、６１の押圧位置が連
続して傾斜方向に移動するようになっている。底面の中
央からは、その周囲の底面から僅かに突出する押圧突起
３１が、一体に垂設されている。図１に示す待機状態
で、押圧突起３１の先端は、タブレットシート６の押圧
面に近接している。

【００３１】一対のタブレットシートを所定間隙を隔て
て重合してなるタブレットシート６は、剛体板７によっ
て底面が支持され、その一辺から引き出された接続部８
は、後述する押圧位置の検出などを行うためのデータ処
理部２０（図２参照）に電気接続している。

【００３２】図２は、このデータ処理部２０の構成を示
す回路図であり、以下、同図の構成を説明しながら、タ
ブレットシート６０、６１の押圧位置（ｘ_n、ｙ_n）と押
圧位置（ｘ_n、ｙ_n）での接触抵抗値ｒ_Pの検出について
詳述する。

【００３３】データ処理部２０は、Ａ／Ｄコンバータ１
４を内蔵した１チップのマイコン１１を備え、このＡ／
Ｄコンバータ１４は、更に３個の入力端子ＡＤ１、ＡＤ
２、ＡＤ３を備え、各入力端子の電位を同時に検出でき
るようになっている。

【００３４】マイコン１１には、５個の入出力端子ＲＣ
ＨＫ、ＩＸ⁺、ＯＸ^-、ＩＹ⁺、ＯＹ^-が備えられ、各入出
力端子の後段にこれらの端子と内部回路との接続を切り
替える電子スイッチ３３〜３７が接続されている。各電
子スイッチ３３〜３７は、マイコン１１により個別に動
作し、マイコン１１内の内部回路との接続が切り替えら
れるようになっている。

【００３５】６０と６１は、図１のタブレットシート６
を構成する一対のＸ座標抵抗板とＹ座標抵抗板であり、
互いに均一に形成された抵抗層を対向させるようにし
て、対向面に印刷されたドット状の印刷スペーサ（図示
せず）によって、僅かな間隙を隔てて重合されている。

【００３６】図のように、Ｘ座標抵抗板６０には、Ｘ方
向の両端の２辺に沿って、Ｘ＋側電極６０ａとＸ−側電
極６０ｂが形成され、Ｘ＋側電極６０ａは、マイコン１
１のＩＸ⁺端子と、基準抵抗である可変抵抗Ｒ_Cを介して
ＲＣＨＫ端子に接続し、Ｘ−側電極６０ｂは、マイコン
１１のＯＸ^-端子に接続している。尚、この基準抵抗Ｒ_C
の抵抗値ｒ_Cは、後述するペンオン検出、タブレットシ
ート６の接触抵抗値ｒ_Pの算出等が容易になるように調
整した既知の抵抗値である。

【００３７】また、Ｙ座標抵抗板６１には、Ｙ方向の両
端の２辺に沿って、Ｙ＋側電極６１ａとＹ−側電極６１
ｂが形成され、Ｙ＋側電極６１ａは、マイコン１１のＩ
Ｙ⁺端子に接続し、Ｙ−側電極６１ｂは、マイコン１１
のＯＹ^-端子に接続している。

【００３８】このように構成されたマイコン１１は、接
触抵抗検出モード、Ｘ、Ｙ座標検出モードのモードとな
り、タブレットシート６の押圧（ペンオン）と押圧操作
状態を検出している。以下、これらの動作モードについ
て説明する。

【００３９】接触抵抗検出モードにおいては、各電子ス
イッチ３３〜３７を図に示すように動作させ、マイコン
１１の各入出力端子を内部回路と接続させている。すな
わち、ＲＣＨＫ⁺端子は、スイッチ３３により電源Ｖ_CC
と接続し、Ｘ座標抵抗板６０のＸ＋側電極６０ａに基準
抵抗Ｒ_Cを介して基準検出電圧Ｖ_CCを印加している。ま
た、ＩＸ⁺、ＯＸ^-、ＩＹ⁺の各入出力端子は、スイッチ
３４、３５、３６によりそれぞれＡ／Ｄコンバータ１４
の入力端子ＡＤ１、ＡＤ２、ＡＤ３に接続し、Ｘ座標抵
抗板６０のＸ＋側電極６０ａ、Ｘ−側電極６０ｂ、Ｙ座
標抵抗板６１のＹ＋側電極６１ａの電位を検出するよう
にしている。残るＯＹ^-入出力端子は、電子スイッチ３
７により接地端子と接続し、Ｙ座標抵抗板６１のＹ−側
電極６１ｂをＧＮＤレベルとしている。

【００４０】図３は、図２の接触抵抗検出モードの等価
回路図である。同図のように、Ｘ座標抵抗板６０が押圧
されると、押圧位置Ｐにおいて、Ｘ座標抵抗板６０から
Ｙ座標抵抗板６１に接触抵抗Ｒ_Pを通して電流ｉ_tが流れ
る。このとき、ＩＸ⁺、ＯＸ^-、ＩＹ⁺入出力端子には、
それぞれＡ／Ｄコンバータ１４が接続されているので、
これらの方向に流れる微小電流を無視すれば、基準抵抗
Ｒ_Cと接触抵抗Ｒ_Pには、等しい電流ｉｔが流れる。

【００４１】従って、その両端の電位差をそれぞれ第１
電位差Ｖ_A、第２電位差Ｖ_B、基準抵抗Ｒ_Cの抵抗値を
ｒ_C、接触抵抗Ｒ_Pの接触抵抗値をｒ_Pとすれば、Ｖ_A／ｒ
_C＝Ｖ_B／ｒ_Pの関係から、ｒ_P＝ｒ_C＊Ｖ_B／Ｖ_Aによっ
て、接触抵抗値ｒ_Pを検出することができる。

【００４２】同図から明らかなように、この第１電位差
Ｖ_Aは既知の基準検出電圧Ｖ_CCとＡ／Ｄコンバータ１４
の入力端子ＡＤ１の電位Ｖ₁から、第２電位差Ｖ_Bは、Ａ
／Ｄコンバータ１４の入力端子ＡＤ２とＡＤ３との電位
Ｖ₂、Ｖ₃から求めることができるので、接触抵抗検出回
路３１でｒ_P＝ｒ_C＊Ｖ_B／Ｖ_Aより接触抵抗値ｒ_Pを算出
することができる。

【００４３】この接触抵抗値ｒ_Pの算出に、このモード
において流れる電流ｉｔは影響しない。つまり、抵抗板
間の接触位置（ｘ_p、ｙ_p）が変化して抵抗板６０、６１
に流れる電流ｉｔが変化しても、電流ｉｔと無関係に接
触抵抗値ｒ_Pを検出できるものであり、接触抵抗値ｒ
_Pを、接触位置ＰのＸ座標（ｘ_p）とＹ座標（ｙ_p）と全
く独立のパラメータとして検出できるものである。従っ
て、タブレットシート６のどの位置を押圧しても、同じ
ようにタブレットシート６を押圧するかぎり接触抵抗値
ｒ_Pは変化せず、操作ボタン３０の押圧力を変えること
によってその押圧位置にかかわらず接触抵抗値ｒ_Pの大
きさを変えることができる。

【００４４】本実施の形態に係るポインティングデバイ
ス１０は、常にタブレットシート６の押圧操作状態を検
出するものではなく、この接触抵抗検出モードによって
接触抵抗値ｒ_Pを監視し、接触抵抗値ｒ_Pが所定の抵抗値
（ペンオン検出しきい値）以下となったときに、タブレ
ットシート６が押圧されたもの（ペンオン）と判定し、
押圧位置の接触抵抗値ｒ_PやＸ、Ｙ座標検出モードに移
行して押圧位置（ｘ_n、ｙ_n）を求めるようにしている。

【００４５】ペンオン判定は、タブレットシート６０が
操作ボタン３０により押圧されていないときには、タブ
レットシート６１との接触抵抗値ｒ_Pは無限大である
が、タブレットシート６０が押圧されることにより所定
の抵抗値以下に低下することを検出することにより行
う。本実施の形態では、この抵抗値（ペンオン検出しき
い値ｒ_TP）を実験値から１ＫΩと推定し、基準抵抗Ｒ_C
の抵抗値ｒ_Cをペンオン検出しきい値ｒ_TPと等しい１Ｋ
Ωとしている。このように、基準抵抗Ｒ_Cの抵抗値ｒ_Cを
ペンオン検出しきい値ｒ_TPに合わせることより、上述の
第１電位差Ｖ_Aと第２電位差Ｖ_Bを単に比較してペンオン
を検出することができる。すなわち、ｒ_C／ｒ_P＝ｒ_TP／
ｒ_P＝Ｖ_A／Ｖ_Bであるから、第１電位差Ｖ_Aが第２電位差
Ｖ_B以上となったときに、接触抵抗値ｒ_Pがペンオン検出
しきい値ｒ_TP以下となり、ペンオンと判定できる。

【００４６】タブレットシート６の押圧が検出される
と、マイコン１１は、次にその押圧位置（ｘ_p、ｙ_p）で
の接触抵抗値ｒ_Pを上述のようにｒ_P＝ｒ_C＊Ｖ_B／Ｖ_Aか
ら検出する。基準抵抗Ｒ_Cの抵抗値ｒ_Cは、既知の１ＫΩ
であるから、接触抵抗値ｒ_Pは、第１電位差Ｖ_Aと第２電
位差Ｖ_Bの比によって求められ、表１に示すようにＶ_A／
Ｖ_Bの大きさで５段階に区分される。

【００４７】

【表１】

【００４８】この５段階に区分された接触抵抗値ｒ_Pに
よって、後述する補正定数Ｃが決定される。Ｖ_A／Ｖ_Bと
補正定数Ｃの関係を示すテーブルは、マイコン１１に接
続されたＲＯＭ１６に記憶されている。

【００４９】ペンオンが検出され、接触抵抗値ｒ_Pが検
出されると、マイコン１１は、Ｘ、Ｙ座標検出モードに
移行し、タブレットシート６の接触位置（押圧位置）を
検出する。押圧位置ＰのＸ、Ｙ座標検出は、Ｘ座標抵抗
板６０とＹ座標抵抗板６１に交互に電位勾配を形成する
ことにより行う。すなわち、Ｘ座標検出モードにおいて
は、電子スイッチ３４によりＩＸ⁺入力端子を電源Ｖ_CC
と接続し、ＩＸ⁺入力端子からＸ座標抵抗板６０のＸ＋
側電極６０ａに基準検出電圧Ｖ_CCを印加するとともに、
ＯＸ^-入出力端子を電子スイッチ３５により接地させ
て、Ｘ座標抵抗板６０の他方のＸ−側電極６０ｂを接地
し、Ｘ座標抵抗板６０に均一な傾きの電位勾配を形成す
る。

【００５０】また、Ｙ座標抵抗板６１は、Ｙ−側電極６
１ｂと接続するＯＹ^-入出力端子を電子スイッチ３７に
よりオフとし、Ｘ座標抵抗板６０との接触位置からＹ座
標抵抗板６１に電流が流れないようにするとともに、Ｉ
Ｙ⁺入出力端子を電子スイッチ３６によりＡ／Ｄコンバ
ータ１４の入力端子ＡＤ３に接続し、Ｙ座標抵抗板６１
のＹ＋側電極６１ａから押圧位置Ｐの電位を検出するよ
うにしている。

【００５１】Ｘ座標抵抗板６０には、均一な傾きの電位
勾配が形成されているので、この入力端子ＡＤ３で検出
した電位Ｖ_xPによって接触位置ＰのＸ座標（ｘ_P）を計
算して検出することができる。

【００５２】Ｘ座標を検出した後、同様の方法で、タッ
チパッド７をＹ座標検出モードとして、Ｙ座標を検出す
る。すなわち、電子スイッチ３６、３７の動作により、
Ｙ座標抵抗板６１のＹ＋側電極６１ａに基準検出電圧Ｖ
_CCを印加するとともに、他方のＹ−側電極６１ｂを接地
し、Ｙ座標抵抗板６１に均一な傾きの電位勾配を形成し
ている。また、電子スイッチ３４、３５の動作により、
Ｘ座標抵抗板６０のＸ−側電極６０ｂ端子をオフとし、
Ｙ座標抵抗板６１との接触位置からＸ座標抵抗板６０に
電流が流れないようにするとともに、Ｘ＋側電極６０ａ
と接続するＩＸ⁺入出力端子をＡ／Ｄコンバータ１４の
入力端子ＡＤ１に接続し、Ｘ＋側電極６０ａから接触位
置Ｐの電位を検出するようにしている。

【００５３】そしてＸ座標の検出と同様に、入力端子Ａ
Ｄ１で検出した電位Ｖ_yPから接触位置ＰのＹ座標
（ｙ_P）を計算して検出する。

【００５４】このようにＸ、Ｙ座標検出モードにおいて
Ｘ座標（ｘ_P）とＹ座標（ｙ_P）の検出を数回繰り返した
後、それぞれの押圧位置データ（ｘ_P，ｙ_P）の互いの相
関をとり、異常値の押圧位置データを排除して、押圧位
置データ（ｘ_n，ｙ_n）とする。

【００５５】このようにして検出された押圧位置データ
（ｘ_n，ｙ_n）の内、ペンオン検出した後、最初に検出さ
れた押圧位置データ（ｘ₀，ｙ₀）は、ペンオフすなわち
操作ボタン３０の押圧が解除されるまで基準位置
（ｘ₀，ｙ₀）としてマイコン１１に接続されたＲＡＭ１
７に一時記憶される。

【００５６】続いて、マイコン１１を再び接触抵抗検出
モードとして、接触抵抗値ｒ_Pがペンオン検出しきい値
ｒ_TPを越えペンオフと判定されない限り、上述の接触抵
抗検出モードとＸ、Ｙ座標検出モードを繰り返し、押圧
位置の接触抵抗値ｒ_Pと新たな押圧位置データ（ｘ_n，ｙ
_n）の検出を行う。

【００５７】新たな押圧位置データ（ｘ_n，ｙ_n）が検出
されると、マイコン１１は、基準位置（ｘ₀，ｙ₀）との
差によって相対位置データ（ｘ_n−ｘ₀，ｙ_n−ｙ₀）を算
出する。そして、この相対位置データ（ｘ_n−ｘ₀、ｙ_n
−ｙ₀）に、Ｖ_A／Ｖ_Bと表１のテーブルから求めた補正
常数Ｃを乗じて、出力データ（Ｘ、Ｙ）を生成し、図示
しない出力ポートを介してパソコンへ出力する。

【００５８】以上のように構成されたポインティングデ
バイス１０の動作を図４で説明する。上述のように、ポ
インティングデバイス１０は、待機状態で接触抵抗検出
モードとなって、タブレットシート６０、６１が押圧さ
れているかどうかを検出している。

【００５９】図４（ａ）に示すように、操作ボタン３０
の中心からカーソルを移動させようとする方向に偏位し
た位置（ｘ₁、ｙ₁）を押圧すると、操作ボタン３０は、
同方向に傾斜しながら全体が下降するので、タブレット
シート６０、６１の押圧面に最も近接した押圧突起３１
が始めにタブレットシート６０、６１を押圧する。従っ
て、押圧突起３１下方の位置（ｘ₀、ｙ₀）でタブレット
シート６０、６１間が接触し、接触位置での接触抵抗値
ｒ_Pはペンオン検出しきい値ｒ_TP以下となり、第１電位
差Ｖ_A／第２電位差Ｖ_Bが１以上となることからペンオン
と判定される。

【００６０】タブレットシート６０、６１の押圧が検出
されると、その接触位置が押圧位置（ｘ₀、ｙ₀）として
検出される。押圧位置（ｘ₀、ｙ₀）は、タブレットシー
ト６が最初に押圧された位置であるので、その押圧位置
（ｘ₀、ｙ₀）は、基準位置（ｘ₀、ｙ₀）としてタブレッ
トシート６の押圧が解除されるまでＲＡＭ１７に記憶さ
れる。

【００６１】操作ボタン３０の底面は突曲面となってい
るので、操作ボタン３０の偏位した位置を押圧し続ける
と、図４（ｂ）のようにタブレットシート６０、６１が
押圧されたまま、押圧位置（ｘ_n、ｙ_n）は（ｘ₀、ｙ₀）
から（ｘ₁、ｙ₁）の方向に移動する。

【００６２】マイコン１１は、接触抵抗検出モードと、
Ｘ、Ｙ座標検出モードを繰り返し、押圧位置（ｘ_n、
ｙ_n）と押圧位置（ｘ_n、ｙ_n）での接触抵抗値ｒ_Pを５０
０ｍｓｅｃごとに検出する。接触抵抗値ｒ_Pの検出は、
前述のように第１電位差Ｖ_Aを基準検出電圧Ｖ_CCとＡ／
Ｄコンバータ１４の入力端子ＡＤ１の電位Ｖ₁差から、
第２電位差Ｖ_BをＡ／Ｄコンバータ１４の入力端子ＡＤ
２とＡＤ３との電位Ｖ₂、Ｖ₃差から求め、第１電位差Ｖ
_Aと第２電位差Ｖ_Bの比を算出する。操作ボタン３０が比
較的低い押圧力で押圧され、押圧位置での接触抵抗値ｒ
_Pが０．５乃至１ＫΩの間であったとすると、Ｖ_A／Ｖ_B
は１から２の間となり、マイコン１１は、Ｖ_A／Ｖ_BとＲ
ＯＭ１６から呼び出した表１に示すテーブルとから補正
定数Ｃを「１」とする。

【００６３】続いて、Ｘ、Ｙ座標検出モードで検出され
た押圧位置（ｘ_n、ｙ_n）と基準位置（ｘ₀、ｙ₀）との差
によって相対位置データ（ｘ_n−ｘ₀、ｙ_n−ｙ₀）が算出
される。

【００６４】タブレットポインタ１０は、この相対位置
データ（ｘ_n−ｘ₀、ｙ_n−ｙ₀）に補正定数Ｃを乗じて生
成した出力データを順次パソコン１へ出力する。すなわ
ち、押圧位置（ｘ₁、ｙ₁）を押圧したときの出力データ
（Ｘ、Ｙ）は、（Ｃ（ｘ₁−ｘ₀）、Ｃ（ｙ₁−ｙ₀））に
より表されるが、出力データに含まれる相対位置データ
（ｘ₁−ｘ₀、ｙ₁−ｙ₀）は、操作ボタン３０の中心から
押圧位置までの距離と方向、つまり操作ボタン３０の傾
斜方向と傾斜角度を表すものであるので、カーソルは、
操作キー３０ａの傾斜方向に、操作キー３０ａの傾斜角
度に応じた速度で、ディスプレー３上を移動する。上述
のように、補正定数Ｃは、「１」であるため、相対位置
データ（ｘ₁−ｘ₀、ｙ₁−ｙ₀）がそのまま出力データと
なる。

【００６５】図４（ｂ）に示す位置で操作ボタン３０を
同じ押圧力で押圧する限り、５００ｍｓｅｃごとに同じ
出力データ（（ｘ₁−ｘ₀）、（ｙ₁−ｙ₀））が出力され
るので、カーソルはこの操作ボタン３０の傾斜方向と傾
斜角度に応じた方向と速度でディスプレー３上を移動す
る。従って、タブレットシート６０、６１の押圧面が狭
くても操作を繰り返すことなく、カーソルを広範囲で移
動制御することができる。

【００６６】更に、同じ押圧位置（ｘ₁、ｙ₁）を操作ボ
タン３０をより大きな押圧力で押圧すると、相対位置デ
ータ（ｘ₁−ｘ₀、ｙ₁−ｙ₀）は変化することなく、接触
抵抗値ｒ_Pのみが低下する。接触抵抗値ｒ_Pが０．３３乃
至０．５ＫΩに低下したとすると、接触抵抗検出モード
において、マイコン１１は表１のテーブルを参照し、補
正定数Ｃを「２」とする。従って、このとき出力される
出力データは、（２（ｘ₁−ｘ₀）、２（ｙ₁−ｙ₀））と
なり、カーソルは、前述の２倍の速度で移動する。すな
わち、操作ボタン３０の押圧力を変化させるだけで、カ
ーソルの移動速度を変えることができる。

【００６７】表１から明らかなように、本実施の形態で
は、４段階に分割した操作ボタン３０の押圧力、すなわ
ち接触抵抗値ｒ_Pに応じて補正定数Ｃを決定するように
しているので、押圧力を４段階に変えてカーソルの移動
速度を調整することができる。尚、同表に示すように、
Ｖ_A／Ｖ_Bが１未満であるときには、接触抵抗値ｒ_Pがペ
ンオン検出しきい値ｒ_TPまで低下していないので、出力
データを生成せず、補正定数Ｃも決定されない。ペンオ
ンを検出した後、接触抵抗検出モードにおいてＶ_A／Ｖ_B
が１未満となったときには、ペンオフすなわち、操作ボ
タン３０への押圧が解除されたものと判断し、待機モー
ドに復帰する。

【００６８】本発明は、以上の実施の形態に限定される
ことなく、更に種々変更が可能である。例えば、相対操
作量の入力装置は、パーソナルコンピュータ１の筺体２
内に取り付けられるもの若しくは、接続ケーブルを介し
てパーソナルコンピュータ１と接続するもののいずれで
あってもよい。

【００６９】また、本発明に係る相対操作量の入力装置
をテレビジョン受像機などを遠隔制御するリモートコン
トロール送信機の筺体に取り付け、操作ボタンを押し下
げながら揺動させることによって、操作ボタンの相対操
作量を表す出力データをリモートコントロール送信機で
送信し、テレビジョン受信機の受信チャンネル、音量の
アップ、ダウン等を制御するものであってもよい。

【００７０】更に、上記実施の形態においては、出力デ
ータによってカーソルを移動制御する例で説明したが、
これに限らず、出力データによってディスプレーに表示
されたキャラクター等を移動制御するものでもよい。

【００７１】更に、上記実施の形態においては、４段階
に分割した接触抵抗値ｒ_Pに応じて補正定数Ｃを決定
し、相対位置データに補正定数Ｃを乗じて出力データと
したが、接触抵抗値ｒ_Pによって出力データを生成する
ものであれば、例えば相対位置データを接触抵抗値ｒ_P
で割り、これに補正定数Ｃ´を乗じて出力データとして
もよく、また、接触抵抗値ｒ_Pを相対位置データととも
に３次元データとして出力データに含ませるものであっ
てもよい。

【００７２】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、操作ボタンの
傾斜方向と傾斜角度によって、カーソルを移動制御する
ことができ、同じ傾斜方向と傾斜角度であっても操作ボ
タンの押圧力を変えるだけで、押圧力に応じた異なる出
力データを出力することができる。従って、相対操作量
の入力装置の入力操作の自由度が更に増え、操作性に優
れたものとなる。

【００７３】請求項２の発明によれば、出力データは、
相対位置データに補正定数Ｃを乗じて生成されるので、
出力データにより制御されるカーソルの移動量は、補正
定数Ｃに比例し、操作ボタンの押圧力を変えることによ
りカーソルの移動速度を制御するができる。従って、操
作ボタンを強く押したときにも、カーソルの移動速度を
加速させることができ、簡単な操作で、ディスプレー上
の離れた位置にカーソルを移動させることができる。

【００７４】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る相対操作量の入力装
置であるポインティングデバイス１０の要部断面図であ
る。

【図２】データ処理部２０とタブレットシート６の回路
図である。

【図３】接触抵抗検出モードを示す図２の等価回路図で
ある。

【図４】ポインティングデバイス１０の動作を示し、
（ａ）は、タブレットシート６が始めに押圧されたとき
の、（ｂ）は、操作ボタン３０を更に押圧したときの、
状態を示す要部断面図である。

【図５】従来の相対操作量の入力装置であるポインティ
ングデバイス１００が取り付けられたパーソナルコンピ
ュータ１を示す斜視図である。

【図６】従来の相対操作量の入力装置であるポインティ
ングデバイス１０の動作を示し、（ａ）は、操作ボタン
３０が押圧されていないときの、（ｂ）は、操作ボタン
３０の偏った位置が押圧され、タブレットシート６０、
６１が始めに押圧されたときの、（ｃ）は、操作ボタン
３０の偏った位置が押圧され、タブレットシート６０、
６１の異なる位置（ｘ₁、ｙ₁）が押圧されたときの、
（ｄ）は、操作ボタン３０の更に偏った位置が押圧さ
れ、タブレットシート６０、６１の異なる位置（ｘ₂、
ｙ₂）が押圧されたときの、状態を示す要部断面図であ
る。

【図７】従来のポインティングデバイス１００によっ
て、パーソナルコンピュータ１のカーソルを制御する状
態を示し、（ａ）は、操作ボタン３０の押圧操作とディ
スプレー３上のカーソルの移動軌跡との関係を示し、
（ｂ）は、（ａ）の各操作位置における出力データ
（Ｘ、Ｙ）を示す説明図である。

【符号の説明】

６タブレットシート３０操作ボタンＣ補正定数ｘ₀、ｙ₀ 基準位置ｘ_n、ｙ_n 押圧位置ｒ_P 接触抵抗値

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭63−73415（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−200333（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−79423（ＪＰ，Ａ) 特開平９−204264（ＪＰ，Ａ) 国際公開95／16975（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06F 3/033

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】僅かな間隙を隔てて平行に配置された一
対のタブレットシート（６）と、底面がタブレットシート（６）の押圧面と対向し、押圧
しながらいずれかの方向に傾斜させることによってタブ
レットシート（６）の異なる位置を押圧するようにタブ
レットシート（６）上に配設した操作ボタン（３０）
と、操作ボタン（３０）の押圧によって一対のタブレットシ
ート（６）間が接触する位置を、押圧位置（ｘ_n、ｙ_n）
として検出する押圧位置検出手段と、押圧位置（ｘ_n、ｙ_n）での接触抵抗値ｒ_Pを検出する接
触抵抗検出手段と、タブレットシート（６）が最初に押圧された位置をすく
なくとも押圧が解除されるまで基準位置（ｘ₀、ｙ₀）と
する基準位置設定手段とを備え、押圧位置（ｘ_n、ｙ_n）と基準位置（ｘ₀、ｙ₀）との差か
ら求めた相対位置データと、接触抵抗値ｒ_Pとから出力
データを生成することによって、操作ボタン（３０）の傾斜方向と傾斜角度を表す出力デ
ータを、操作ボタンの押圧力に応じて出力することを特
徴とする相対操作量の入力装置。
【請求項２】相対位置データに、接触抵抗値ｒ_Pによ
って定めた補正定数Ｃを乗じて、出力データを生成する
ことを特徴とする請求項１記載の相対操作量の入力装
置。