JP3828676B2 - ポインティング装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポインティング装置に関する発明であり、例えば電子手帳、ポケットコンピューター、テレビゲーム機などの電子機器の入力装置として用いられるポインティング装置に適したものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばテレビゲーム機のポインティング装置としては、ケース本体に傾動操作可能に操作体を装着せしめて、この操作体を傾動することに画面上のキャラクターなどを移動せしめるものが公知である（従来例１）。
しかしながら、このようなポインティング装置にあっては、操作時に操作体を傾動せしめる必要性から操作体を長くする必要があり、このため小型化、薄型化が求められる電子機器には採用することが困難である。
【０００３】
また、図７に示す如く、ケース本体１０に水平方向に操作移動可能に操作体３０を装着してポインティング装置自体の薄型化を図ったものも公知である（従来例２）。
かかるポインティング装置において、ケース本体１０内部には操作体３０を原点位置に復帰させるための平板状バネ５０が介在されており、操作体３０が原点位置から水平方向に移動した際に操作体３０には平板状バネ５０からの押圧力が作用するように構成されている。これにより、操作体３０から指を離すと操作体３０が自動的に原点位置に復帰するものであった。
【０００４】
さらに、操作体の移動を検出するために、操作体に磁石を埋め込み、ケース本体の内部に収納された基板に電磁変換素子を取り付け、この電磁変換素子によって操作体の移動を検出するポインティング装置も公知である(従来例3)。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例２の如きポインティング装置は、小型化、薄型化が図られるものの、操作が終了し操作体から手を離した後、操作体３０が原点で停止するまでの間に反対方向にも移動する。つまり、操作体３０を例えば右方向に移動操作していた場合には、手を離してから原点位置に至るまでの間、操作体３０には左方向への力が作用しているので、原点位置に至った際に操作体３０は左方向の速度を有しており、このため、操作体３０は原点位置を通過して左方向に移動する。かかる反対方向への移動は、微妙な操作を必要とする場合においては、誤動作の原因になってしまうという問題を有していた。
【０００６】
また、従来例３の如きポインティング装置にあっては、磁石を操作体の一部に埋め込むものであるので、製造コストの増大という問題を有し、しかも操作体自体の小型化に一定の限界を有するため、小型化、薄型化が望まれる電子機器に不適であるという問題を有していた。このような問題を解決するためには、磁石を操作体の裏面（ケース本体の内部側）に露出して固着する方法も考えられるが、かかる構造の装置にあっては、操作体が下方押圧され、磁石が基板などに接触することで磁石が破損するおそれもある。
【０００７】
そこで、本発明は上記問題点を解決すべくなされたものであり、小型化、薄型化が望まれる電子機器にも用いることができ、しかも操作体の原点復帰に際して誤作動が生じることのないポインティング装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明に係るポインティング装置は、天板部に略円形の穿孔が設けられたケース本体と、このケース本体に略水平方向に操作移動可能に装着された部材であり且つ上部がケース本体の穿孔から突出する一方、下部がケース本体内に配置された操作体と、該操作体の移動を検出するための位置検出手段と、前記操作体の下部に垂直方向に移動自在に取り付けられたスぺーサーと、移動操作された前記操作体をスペーサーと共に前記穿孔の略中心位置である原点位置に復帰させるための復帰手段とを備えており、前記復帰手段は、原点位置の真下位置であり且つ前記スペーサの下側外縁部と前記ケース本体の底面部との間に配置された円錐状のバネ部材であり、前記操作体の下部は前記ケース本体の穿孔よりも外径のみが大きい円盤状になっており、その上面には垂直方向に貫通する複数の孔部が軸心回りに所定間隔を空けて設けられており、前記スペーサは、前記ケース本体の穿孔よりも外径のみが大きい略円形の部材であって、その上面に設けられた複数の凸部が前記操作体の孔部に垂直方向に摺動可能に挿入され、当該凸部の上側外縁部がケース本体の穿孔の下側縁部に当接可能になっており、前記操作体及びスペーサが原点位置に位置したときに、前記スペーサを前記穿孔に嵌合させるために、前記スペーサの凸部の上側外縁部及び／又はケース本体の穿孔の下側縁部が外側に向けて下り傾斜になったテーパ面となっている。
【００１０】
前記位置検出手段は、ケース本体に内装された基板に取り付けられた電磁変換素子と、前記操作体の下部に取り付けられた金属製部材と、該金属製部材の移動範囲に磁場を与えるべく前記基板に取り付けられた磁石とからなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態に係るポインティング装置の平面図で、図2は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は図１のＢ−Ｂ線断面図、図４は操作体を操作移動した状態における図１のＡ−Ａ線断面図である。また、図５は同ポインティング装置における抜け止め部材の部品説明図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図であり、図６はスペーサーの部品説明図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。
【００１３】
本発明の実施の形態に係るポインティング装置は、内部に基板２００が内装されたケース本体１００と、該ケース本体１００に中心軸Ｏから略水平方向に操作移動可能に装着された操作体３００と、前記操作体３００の操作移動に伴って操作体３００に対して垂直方向に摺動するように操作体３００に取り付けられた略筒型状のスペーサー４００と、操作体３００及びスペーサー４００を原点位置に復帰させるための復帰手段としてのバネ部材５００とを備えている。
【００１４】
ケース本体１００は、図１、図２、図３及び図４に示すように、中央部の上面側に磁石６００（後述）を収容するための平面視円形状の磁石収納部１１１が形成された下ケース１１０と、この下ケース１１０の上部で基板２００を挟むように固着された台座１２０と、この台座１２０の上部に固着された上ケース１３０とからなり、これらは図１及び図３に示す如く各部に穿設孔１１９，１２９，１３９が穿設されてなり、この穿設孔１１９，１２９，１３９に螺子などの固定手段を嵌入着することによってそれぞれ固着されている。
【００１５】
上ケース１３０は、平面視円形の凹部１３１( 天板部 ) が形成されており、具体的には上部に向けて突出した平面視円形の突出壁１３２に比して、その中央側の底面１３３が低く形成されて、前記凹部１３１が構成されている。ここで、凹部１３１の底面１３３は、所定の曲率半径で中央部につれて高くなったドーム状に形成されている。また、この凹部１３１の中央部は、中心軸Ｏを中心として平面視円形状に穿設されて、後述する操作体３００の軸部３２１が挿着される穿孔１３５が形成されている。また、突出壁１３２の中央側の壁面１３２ａは上部が丸みをもって形成され、図４に示す如く、操作体３００が突出壁１３２の中央側の壁面１３２ａと当接した際に、上部側に操作体３００と壁面１３２ａとの間に隙間ができるように形成されている。
【００１６】
さらに、上ケース１３０の内部（下面側）は、台座１２０の上面( 底面部 ) とにより操作体３００の下部及びバネ部材５００を収容するための収容部１４０が形成されるようにくりぬかれた形状をなしており、この上ケース１３０の内面１３４は所定の曲率半径で中央部につれて高くなったドーム状に形成されている。また、該収容部１４０が形成されるように、台座１２０には凹み部１２１が形成されており、この凹み部１２１の底面１２３は所定の曲率半径で中央部につれて高くなったドーム状に形成されている。
【００１７】
また、台座１２０には、図２及び図４に示す如くバネ固定部１２７が設けられており、具体的には、台座１２０の凹み部１２１の側壁１２２がその上部から中央部に向けて突設され、この突設された部位の下部に形成された隙間によってバネ部材５００の外周を保持するバネ保持部１２７が構成されており、このバネ保持部１２７は図1に示す如く４箇所に設けられている。
【００１８】
さらに、台座１２０には、図４に示すように、下面側がくりぬかれた形状になっており、基板２００に取り付けられた電磁変換素子２１０を収納するための素子収納部１２４が形成されている。なお、本実施形態において電磁変換素子２１０は、図１に示すように、中心軸Ｏに対して均等に４個配置されている。
【００１９】
また、下ケース１１０には、図２、図３及び図４に示すように、上面側が中央部において凹んでおり、磁石６００を収納するための磁石収納部１１１が形成されており、この磁石収納部１１１に磁石６００を収納することにより、磁石６００は基板２００の下面（操作体３００の反対側）に位置することとなる。
【００２０】
操作体３００は、軸部３２１の下部がケース本体１００の収容部１４０に収納され、軸部３２１の上部がケース本体１００の穿孔１３５から突出するように、ケース本体１００に装着されている。この操作体３００は、上部側の操作部材３１０と、その下部で穿孔１３５からの操作体３００の離脱を防止する抜け止め部材３２０と、該抜け止め部材３２０の下面に固着された金属製部材としての磁性を有する金属板３３０とから構成されている。
【００２１】
抜け止め部材３２０は、図２、図３、図４及び図５に示すように、中央部が上方に向けて突出しており、この部位により操作体３００の軸部３２１が形成されている。また、この軸部３２１を嵌着するための嵌着用凹部３１１が操作部材３１０の下面には穿設されている。該嵌着用凹部３１１に抜け止め部材３２０の軸部３２１を嵌着することで、両者は固定されている。
【００２２】
操作部材３１０は、下面３１３が所定の曲率半径で中央部につれて高くなったドーム状に形成されており、この下面３１３は操作時に上ケース１３０の底面１３３と摺動するように設けられている。また、抜け止め部材３２０の上面３２２も所定の曲率半径で中央部につれて高くなったドーム状に形成されており、この上面３２２は操作時に上ケース１３０の内面１３４（下面）と摺動するように設けられている。さらに、金属板３３０の下面３３３も所定の曲率半径で中央部につれて高くなったドーム状に形成されており、この下面３３３は操作時に台座１２０の底面１２３と摺動するように設けられている。
なお、これらのドーム形状の曲率半径は、中心軸Ｏの下方側の一点（仮想点）からのそれぞれの距離によって定めている。なお、この金属板３３０の下面３３３をドーム状であるとしたが、平面であってもよい。
【００２３】
また、操作体３００（抜け止め部材３２０）には、図２、図４、図５及び図６のように、スペーサー４００を垂直方向に摺動自在に保持するための摺動用孔部３２５が垂直方向に穿設されており、スペーサー４００には、この摺動用孔部３２５に貫入可能な凸部４１０が上方に向けて突設されている。この凸部４１０が摺動用孔部３２５に摺動するように操作体３００にスペーサー４００が取り付けられて、スペーサー４００は操作体３００に対して垂直方向に摺動し水平方向には一体となって移動するよう構成されている。
【００２４】
さらに、この摺動用孔部３２５及び凸部４１０は、図１に示すように、中心軸Ｏを中心として均等に４箇所設けられており、凸部４１０が他の凸部４１０と中心軸Ｏを介して対向するように設けられている。なお、この凸部４１０は、スペーサー４００が操作部材３１０に対して最も上方に位置した際に、その上面４１２が抜け止め部材３２０の上面３２２よりも上方に突出するように設けられている。
【００２５】
また、スペーサー４００の中央部には、下方に向けて突出した筒部４２０が設けられており、この筒部４２０により形成された段部によってバネ部材５００の内側を保持するバネ保持部４２１が構成されている。
【００２６】
バネ部材５００としては円錐バネが用いられており、この円錐バネがケース本体１００のバネ保持部１２７とスペーサー４００のバネ保持部４２１とにより保持されることで、スペーサー４００には常時中心軸Ｏ方向への力と上方への力が作用するように構成されている。
【００２７】
さらに、前記スペーサー４００の凸部４１０は上面４１２から外側面にかけて、スペーサー４００が原点位置にある際に上ケース１３０の穿孔１３５の縁部１３５ａと当接するテーパー面４１１が形成されており、操作部材３１０の操作移動に伴いスペーサー４００が操作部材３１０に対して下方に移動するように構成されている。
【００２８】
また、凸部４１０の上面は上ケース１３０の内面の曲率半径と同じ丸みを有し、スペーサー４００が操作部材３１０に対して最も下方に位置した際に、図４に示すように上ケース１３０の内面（下面）と摺動するように設けられている。
【００２９】
上述の構成からなるポインティング装置にあっては、操作体３００を原点位置より略水平方向に操作移動することで、磁石６００、金属板３３０及び複数の電磁変換素子２１０からなる位置検出手段により操作体３００の移動を検出し、画面上のキャラクターなどを移動することができる。この位置検出手段は、磁石６００が形成する磁場内を金属板３３０が通過することで磁場の変化が生じ、この磁場の変化を電磁変換素子２１０により電気信号に変換して、この信号をもとに操作体３００の移動を検出するものである。
【００３０】
また、操作体３００に金属製部材３３０を取り付けてなるものゆえ、操作体３００に磁石６００を埋め込む従来のものに比して操作体３００を小型化できるとともに、製造コストの低減が図られる。しかも、磁石６００が基板２００の下面側に位置するので、操作体３００が下方に押圧などされても、磁石６００の破損が生じない。しかも、下ケース１１０の上面に形成された磁石収納部１１１に収納することにより、磁石６００が取り付けられるので、組立工程の簡素化が図られる。
【００３１】
さらに、原点位置からの操作体３００の操作移動に伴って、スペーサー４００はその外周面に形成されたテーパー面４１１がケース本体１００の穿孔１３５の縁部１３５ａと摺動しつつ操作体３００に対して下方に移動するので、スムーズに操作移動を開始することができる。
【００３２】
また、操作体３００の上部（操作部材３１０）及び下部（抜け止め部材３２０）がそれぞれケース本体１００の上面（上ケース１３０の凹部１３１の底面１３３）と内面（上ケース１３０の内面１３４）とを摺動するよう構成されているため、操作移動時における操作体３００の垂直方向のがたつきを防止することができる。
【００３３】
さらに、画面上のキャラクターなどの移動を終了した際に操作体３００から手を離すと、操作体３００及びスペーサー４００は復帰手段により自動的に原点位置に復帰する。この復帰に際しては、バネ部材５００によってスペーサー４００には上方及び中心軸Ｏ方向に力が作用するよう構成されているので、スペーサー４００に伴って操作体３００を中心軸Ｏ側へ移動させるとともに、スペーサー４００が上方に移動させることができる。特に、本実施形態にあっては１つのバネ部材５００によりスペーサー４００に上方及び中心軸Ｏ方向に力が作用するよう構成されているので、装置自体のコンパクト化を図ることができる。
【００３４】
また、操作体３００及びスペーサー４００が原点位置に至った時に、スペーサー４００のテーパー面４１１がケース本体１００の穿孔１３５の縁部１３５ａと当接し、スペーサー４００及び操作体３００の反対方向への移動が阻止され、このため誤作動を防止できる。
【００３５】
特に、停止手段としてのテーパー面４１１が水平方向複数箇所に設けられているので、操作体３００をどの方向に操作移動した場合であっても、復帰時の反対方向への移動をに防止できる。しかも、テーパー面４１１を中心軸Ｏに対して対向するように設けているので、原点位置からの操作移動時に一方のテーパー面４１１が的確にスペーサー４００を垂直方向に摺動させ、この操作終了後の原点位置の復帰に際し他方のテーパー面４１１が確実に反対方向の移動を阻止できる。
【００３６】
上記実施の形態に係るポインティング装置は上述の構成からなり上記利点を有するものであったが、本発明は上記実施の形態の構成に限定されるものではなく、本発明の意図する範囲内で設計変更可能である。
【００３７】
すなわち、上記実施の形態においては、スペーサー４００の外周面にテーパー面４１１を形成するものについて説明したが、請求項１に係る発明はこれに限定されるものではなく、例えばケース本体にスペーサーを垂直方向に摺動自在に取り付けて、操作体を操作移動した際にスペーサーが垂直方向に移動するように操作体とスペーサーとの摺動個所にテーパー面を形成することも可能である。但し、上記実施の形態および請求項２の如く、操作体３００に略垂直方向に摺動可能にスペーサー４００を取り付け、互いに摺動するスペーサー４００の外周面またはケース本体１００の縁部の何れかにテーパー面４１１を形成するものが好ましく、これにより装置全体をより小型化できる利点を有する。なお、スペーサー及びケース本体の双方にテーパー面を形成することも、請求項２に係る発明の意図する範囲内である。
【００３８】
また、上記実施の形態においては、操作体３００がケース本体１００のドーム状に沿って中心軸Ｏの下方の仮想点を中心として操作移動するものについて説明したが、操作体が中心軸Ｏに対して垂直方向に操作移動するものであっても、請求項1に係る発明の意図する範囲内である。
【００３９】
さらに、上記実施の形態のように１つのバネ部材５００より復帰手段を構成するものに本発明は限定されず、複数のバネ部材によって復帰手段を構成することも可能である。但し、スペーサー４００を押圧する１つのバネ部材５００より復帰手段を構成することにより、装置全体をより小型化できる利点を有する。
【００４０】
【発明の効果】
請求項１に係るポインティング装置は、天板部に略円形の穿孔が設けられたケース本体と、このケース本体に略水平方向に操作移動可能に装着された部材であり且つ上部がケース本体の穿孔から突出する一方、下部がケース本体内に配置された操作体と、該操作体の移動を検出するための位置検出手段と、前記操作体の下部に垂直方向に移動自在に取り付けられたスぺーサーと、移動操作された前記操作体をスペーサーと共に前記穿孔の略中心位置である原点位置に復帰させるための復帰手段とを備えており、前記復帰手段は、原点位置の真下位置であり且つ前記スペーサの下側外縁部と前記ケース本体の底面部との間に配置された円錐状のバネ部材であり、前記操作体の下部は前記ケース本体の穿孔よりも外径のみが大きい円盤状になっており、その上面には垂直方向に貫通する複数の孔部が軸心回りに所定間隔を空けて設けられており、前記スペーサは、前記ケース本体の穿孔よりも外径のみが大きい略円形の部材であって、その上面に設けられた複数の凸部が前記操作体の孔部に垂直方向に摺動可能に挿入され、当該凸部の上側外縁部がケース本体の穿孔の下側縁部に当接可能になっており、前記操作体及びスペーサが原点位置に位置したときに、前記スペーサを前記穿孔に嵌合させるために、前記スペーサの凸部の上側外縁部及び／又はケース本体の穿孔の下側縁部が外側に向けて下り傾斜になったテーパ面となっている。このため、ユーザにより操作体がバネ部材の付勢力に抗して操作された後、当該操作体からユーザの手が離されると、前記バネ部材の付勢力によりスペーサー及び操作体が原点位置に復帰し、当該スペーサーがケース本体の穿孔に嵌まり込む。よって、操作体を確実に原点で停止させることができ、誤作動の発生を防止することができる。しかも、同装置は、操作体が略水平方向に移動するものであり且つ操作体をスペーサーを介して円錐状のバネ部材により原点に復帰させるようになっているので、従来の操作体を傾動するものに比して、装置全体をコンパクトにすることができる。
【００４１】
請求項３に係るポインティング装置は、磁石を操作体に埋め込む必要がないので、操作体の小型化により装置全体をコンパクトにすることができ、小型化、薄型化が望まれる電子機器にも用いることができるとともに、製造コストの低減をも図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態におけるポインティング装置の平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】操作体を操作移動した状態における図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】同実施形態のポインティング装置の抜け止め部材の説明図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図６】同実施形態のポインティング装置のスペーサーの説明図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。
【図７】従来のポインティング装置の要部断面図である。
【符号の説明】
１００ ケース本体
１１０ 下ケース
１２０ 台座
１３０ 上ケース
１３１ 凹部
１３５ 穿孔
１３５ａ 縁部
１４０ 収容部
２００ 基板
２１０ 電磁変換素子
３００ 操作体
３１０ 操作部材
３２０ 抜け止め部材
３２１ 軸部
３３０ 金属板（金属製部材）
４００ スペーサー
４１０ 凸部
４１１ テーパー面
４２０ 筒部
５００ バネ部材（復帰手段）
６００ 磁石
Ｏ 中心軸

Claims (2)

1. 天板部に略円形の穿孔が設けられたケース本体と、このケース本体に略水平方向に操作移動可能に装着された部材であり且つ上部がケース本体の穿孔から突出する一方、下部がケース本体内に配置された操作体と、該操作体の移動を検出するための位置検出手段と、前記操作体の下部に垂直方向に移動自在に取り付けられたスぺーサーと、移動操作された前記操作体をスペーサーと共に前記穿孔の略中心位置である原点位置に復帰させるための復帰手段とを備えており、
   前記復帰手段は、原点位置の真下位置であり且つ前記スペーサの下側外縁部と前記ケース本体の底面部との間に配置された円錐状のバネ部材であり、
   前記操作体の下部は前記ケース本体の穿孔よりも外径のみが大きい円盤状になっており、その上面には垂直方向に貫通する複数の孔部が軸心回りに所定間隔を空けて設けられており、
   前記スペーサは、前記ケース本体の穿孔よりも外径のみが大きい略円形の部材であって、その上面に設けられた複数の凸部が前記操作体の孔部に垂直方向に摺動可能に挿入され、当該凸部の上側外縁部がケース本体の穿孔の下側縁部に当接可能になっており、
   前記操作体及びスペーサが原点位置に位置したときに、前記スペーサを前記穿孔に嵌合させるために、前記スペーサの凸部の上側外縁部及び／又はケース本体の穿孔の下側縁部が外側に向けて下り傾斜になったテーパ面となっていることを特徴とするポインティング装置。
2. 請求項１記載のポインティング装置において、前記位置検出手段は、ケース本体に内装された基板に取り付けられた電磁変換素子と、前記操作体の下部に取り付けられた金属製部材と、該金属製部材の移動範囲に磁場を与えるべく前記基板に取り付けられた磁石とからなることを特徴とするポインティング装置。

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