JP5197310B2

JP5197310B2 - 座標入力装置

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Publication number: JP5197310B2
Application number: JP2008285600A
Authority: JP
Inventors: 一博渡辺; 英治湯本; 誠之加藤
Original assignee: Fujitsu Component Ltd
Current assignee: Fujitsu Component Ltd
Priority date: 2008-11-06
Filing date: 2008-11-06
Publication date: 2013-05-15
Anticipated expiration: 2028-11-06
Also published as: JP2010113517A

Description

本発明は、床面に対する相対移動量を示す移動量データを、床面に対して光を照射したときに受光する光の陰影の変化に基づいて計算しホストコンピュータへ出力する光学式の座標入力装置に関する。

ホストコンピュータのディスプレイ画面上のアイコン等を指示するための座標入力装置（マウス）では、座標入力装置の床面に対する相対移動量を検出し、この検出結果に応じてディスプレイ画面画面上に表示されているカーソルを移動させ、カーソルがアイコン上に重なったときにクリックスイッチを操作することで、ホストコンピュータに対してアイコンに対応する処理動作を行わせる。

このような座標入力装置の床面に対する相対移動量を検出する方法の１つとして、発光手段（例えばＬＥＤ）によって光を床面に照射し、床面の微妙な凹凸の陰影をレンズで拡大して受光手段（フォトセンサ）により受光し、受光結果を画像処理して床面の画像変化すなわち光の陰影の変化に関する情報を取得することで座標入力装置の床面に対する相対移動量を光学的に検知する方法がある。このような光学式の座標入力装置では、ＬＥＤを点灯させておかなければならないため、かつて主流であってボール式の座標入力装置に比べ、電力消費量が大きい。

近年はさらに、操作性の向上および机上の作業面の確保を目的として、座標入力装置で生成されたデータを無線によりホストコンピュータへ出力する光学式のコードレス（ワイヤレス）座標入力装置が多く市場に出回っている。このような光学式のコードレス座標入力装置は、ＬＥＤに電力を供給するために電池を用いている。

しかしながら、上述のように光学式に検知する方法は電力消費量が大きいので、電池の交換が頻繁になりがちである。このため、少しでも電力消費を抑えるために、通常の動作モードとは別に低消費電力モードを設けることが一般的である。具体的には、通常の動作モードではＬＥＤを一定の光量で発光させるが、ある時間期間、受光手段が受光した光の陰影の変化がない場合には座標入力手段の移動操作がないものとして判断できるので、ＬＥＤを通常モードよりは少ない光量で発光させる低消費電力モードへ移行する。低消費電力モードにある座標入力装置が移動操作されると、座標入力装置は受光手段が受光する光の陰影の変化を認識し、低消費電力モードから通常モードへ移行する。低消費電力モードから通常モードへの移行は、一般に「ウェイクアップ」とも称される。座標入力装置の低消費電力を低減するための技術がいくつか提案されている（例えば、特許文献１〜４参照）。

特開２００６−１７２１０４号公報特開平１１−２７４４０号公報特開２００１−１７７８８５号公報特開２００７−１０２３７０号公報

光学式の座標入力装置は、床面からの光を受光するための受光手段（フォトセンサ）の個体差や光が照射される床面の状況によって、移動操作されていないにもかかわらず、外乱光の影響により受光手段が受光する光の陰影の変化が生じることがある。このため、本来であれば低消費電力モードにとどまるべき座標入力装置が不必要に通常モードに移行してしまう、いわゆる「意図しないウェイクアップ」が発生してしまう。

例えば、座標入力装置が低消費電力モードにある場合において、座標入力装置を移動操作していなくても、座標入力装置は、外乱光を起因とする光の陰影の変化を検知すると、座標入力装置が操作されたものと誤認識し、ユーザの操作がないにもかかわらず座標入力装置が低消費電力モードから通常モードに移行してしまう。このとき、座標入力装置は、外乱光を起因とする光の陰影の変化による移動量データの誤出力の度に、座標入力装置を操作していない時間（累積時間）を計測するためのカウンタがクリアされてしまうので、通常モードに移行後、座標入力装置を操作していないのにいくら時間が経過しても低消費電力モードに戻らないことになる。光学式のワイヤレス（コードレス）の座標入力装置の場合においては、このことが電池寿命を短くする一因である。

例えば、ホストコンピュータの電源をオフして長時間経過し座標入力装置が低消費電力モードにある場合において、座標入力装置を誤って触って動かしてしまったり、あるいは上述のように外乱光により座標入力装置が操作されたものと誤認識されたときは、実際にはホストコンピュータを使用していないにもかかわらず座標入力装置が低消費電力モードから通常モードに移行してしまうことがある。光学式のワイヤレス（コードレス）の座標入力装置の場合においては、このことが電池寿命を短くする一因である。

また例えば、座標入力装置においては、「ディスプレイ画面上のカーソルを移動させるために座標入力装置を移動操作し、次いで、クリックするためにクリックボタンを押下操作する」といった２つの操作の組合せが一般的であり、移動操作しないでボタン操作のみを単発的に行うといったようなことはごく稀である。しなしながら、座標入力装置が低消費電力モードにある場合において、座標入力装置のクリックボタンを誤って触って押下してしまった場合にも、座標入力装置はボタン操作されたものと認識し、座標入力装置が低消費電力モードから通常モードに移行してしまう。光学式のワイヤレス（コードレス）の座標入力装置の場合においては、このことが電池寿命を短くする一因である。

また、光学式のワイヤレス（コードレス）の座標入力装置の場合、一般に電池を装着した時点で座標入力装置内の回路に電力が供給され、発光手段であるＬＥＤが点灯する。次いで、座標入力装置とホストコンピュータとの接続状態（コネクト状態）が確認される。すなわち、座標入力装置とホストコンピュータとが通信可能な状態になくても、電源が投入される限りは発光手段は発光するので、電力を無駄に消費し、電池寿命を短くする結果となる。

従って本発明の目的は、上記問題に鑑み、低消費電力の光学式座標入力装置を提供することにある。

上記目的を実現するために、本発明の第１の態様においては、床面に対する相対移動量を示す移動量データを算出し、接続されたホストコンピュータへ該移動量データを出力する座標入力装置は、床面に対して光を照射する発光手段と、略床面方向からの光を受光する受光手段と、受光手段が受光した光の陰影の変化を検出し、この検出結果に基づいて移動量データを算出する演算手段と、演算手段が算出した移動量データをホストコンピュータへ出力する出力手段と、演算手段が算出する移動量データが床面に対する座標入力装置の相対移動がないことを所定の時間期間継続して示した後に演算手段が規定値より大きい移動量データを算出したとき、出力手段による当該移動量データの出力を無効にする制御手段と、を備える。

本発明の第２の態様においては、床面に対する相対移動量を示す移動量データを算出し、接続されたホストコンピュータへ該移動量データを出力する座標入力装置は、床面に対して光を照射する発光手段と、略床面方向からの光を受光する受光手段と、受光手段が受光した光の陰影の変化を検出し、この検出結果に基づいて移動量データを算出する演算手段と、演算手段が算出した移動量データをホストコンピュータへ出力する出力手段と、演算手段が算出する移動量データが床面に対する座標入力装置の相対移動がないことを所定の時間期間継続して示した後に演算手段が規定値より大きい移動量データを算出し出力手段が当該移動量データをホストコンピュータへ出力した場合において、ホストコンピュータからの確認応答を座標入力装置が受信しないときは、発光手段による発光量を通常動作時よりも低減するよう制御する制御手段と、を備える。

本発明の第３の態様においては、床面に対する相対移動量を示す移動量データを算出し、接続されたホストコンピュータへ該移動量データを出力するとともに、クリックボタンが操作されたことを示すクリックボタンデータをホストコンピュータへ出力する座標入力装置は、床面に対して光を照射する発光手段と、略床面方向からの光を受光する受光手段と、受光手段が受光した光の陰影の変化を検出し、この検出結果に基づいて移動量データを算出する演算手段と、演算手段が算出した移動量データをホストコンピュータへ出力する移動量データ出力手段と、クリックボタンが操作されたときにおけるクリックボタンデータをホストコンピュータへ出力するクリックボタンデータ出力手段と、演算手段が算出する移動量データが床面に対する座標入力装置の相対移動がないことを所定の時間期間継続して示した後に移動量データが所定の時間期間出力されない場合、クリックボタンデータ出力手段によるクリックボタンデータの出力を無効にする制御手段と、を備える。

本発明の第４の態様においては、床面に対する相対移動量を示す移動量データを算出し、接続されたホストコンピュータへ該移動量データを出力する座標入力装置は、床面に対して光を照射する発光手段と、略床面方向からの光を受光する受光手段と、受光手段が受光した光の陰影の変化を検出し、この検出結果に基づいて移動量データを算出する演算手段と、演算手段が算出した移動量データをホストコンピュータへ出力する出力手段と、座標入力装置の電源が投入されて座標入力装置とホストコンピュータとの接続が確立した後、発光手段による光の照射を開始させる制御をする制御手段と、を備える。

本発明によれば、低消費電力の光学式座標入力装置を提供することができる。特に、光学式のワイヤレス（コードレス）の座標入力装置の場合においては、従来例に比べて電池寿命を長くすることができる。

本発明の第１の態様によれば、低消費電力モードにある座標入力装置において、ユーザの操作がないにもかかわらず座標入力装置が通常モードに移行してしまうといったこと（意図しないウェイクアップ）は発生しない。

本発明の第２の態様によれば、ホストコンピュータの電源をオフして長時間経過し座標入力装置が低消費電力モードにある場合において、ユーザの操作がないにもかかわらず座標入力装置が通常モードに移行してしまうといったことはなく、また、ユーザが座標入力装置を誤って触って動かしてしまっても通常モードに移行するようなことはない。

本発明の第３の態様によれば、座標入力装置が低消費電力モードにある場合において、座標入力装置のクリックボタンを誤って触って押下してしまっても、座標入力装置が通常モードに移行してしまうといったことはない。

本発明の第４の態様によれば、光学式のワイヤレス（コードレス）の座標入力装置において、電源投入後、座標入力装置とホストコンピュータとの接続が確立するまでは、床面に対して光を照射しないので、電力を無駄に消費することはなく、従来例に比べて電池寿命を長くすることができる。

図１は、本発明の実施例による座標入力装置の概略的ブロック図である。本発明の実施例によれば、床面２０に対する相対移動量を示す移動量データを算出し、接続されたホストコンピュータへ該移動量データを出力する座標入力装置１は、光学式のワイヤレス（コードレス）マウスであって、発光手段１１と、受光手段１２と、演算手段１３と、出力手段１４と、制御手段１５と、を備える。発光手段１１はＬＥＤで構成され、床面に対して光を照射する。受光手段１２はフォトセンサであり、略床面方向からの光を受光する。演算手段１３は、受光手段１２が受光した光の陰影の変化を検出し、この検出結果に基づいて移動量データを算出する。出力手段１４は、例えば、無線、赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などのワイヤレス通信手段であり、演算手段１３が算出した移動量データをホストコンピュータへ出力する。制御手段１５は、座標入力装置における各種制御を統括制御する。演算手段１３および制御手段１５は、制御マイコンで構成される。上記各手段１１〜１５には、電池（図示せず）によって電力が供給される。座標入力装置１は、上記各手段１１〜１５の他に、クリックボタン（図示せず）を備える。またさらに、回転ホイール（図示せず）などをさらに備えてもよい。これらクリックボタンが押下や回転ホイールに対する操作量は演算手段１３および制御手段１５によって計算され、上記の移動量データと同様に、出力手段１４によってホストコンピュータへ送出される。

図２は、本発明の第１の実施例による座標入力装置の動作フローを示すフローチャートである。座標入力装置１が長時間操作されず（すなわち床面２０に対して相対移動していない）とき、受光手段１２が受光する光はほとんど変化しないので、演算手段１３が算出する移動量データの値は、カウント「０」である。床面２０に対する座標入力装置１の相対移動がない限り、カウント「０」の移動量データが算出し続ける。このような状態がある程度続くと、座標入力装置１は、通常モードから低消費電力モードに移行する。このような状況において、移動量データが、突発的に大きな値（例えば「５」）を示した場合、当該移動量データは誤動作によるものと考えられる。

したがって、本発明の第１の実施例では、制御手段１５は、演算手段１３が算出する移動量データを常に監視し、移動量データが床面２０に対する座標入力装置１の相対移動がないことを所定の時間期間継続して示した後に、演算手段１３が規定値より大きい移動量データを算出したとき、出力手段１４による当該移動量データの出力を無効にする。

まず、ステップＳ１０１において、制御手段１５は、演算手段１３が算出する移動量データを常に監視して移動量データがゼロ（０）であるか否かを判定する。

ステップＳ１０１において移動量データがゼロではないと判定された場合、ステップＳ１０９において、制御手段１５はタイマをクリアし、ステップＳ１１０において、出力手段１４は当該移動量データをホストコンピュータへ出力する。

ステップＳ１０１において移動量データがゼロであると判定された場合は、ステップＳ１０２において、制御手段１５は、所定の時間期間が経過したか否かを判定する。制御手段１５は、制御手段１５内に設けられたタイマ（図示せず）のカウントを用いて時間期間の経過を判定する。ステップＳ１０２において所定の時間期間が経過していないと判定された場合、ステップＳ１０３において制御手段１５はタイマをカウントアップし、ステップＳ１０１へ戻る。ここで、所定の時間期間は、例えば５秒とするが、本発明はこれに限定されるものではなく、その他の時間を設定してもよい。

ステップＳ１０２において所定の時間期間が経過したと判定された場合、ステップＳ１０４において、制御手段１５は、座標入力装置１を低消費電力モードへ移行させる。低消費電力モードでは、制御手段１５は、発光手段１１による発光量を通常動作時（すなわち通常モード）よりも低減するよう制御する。これにより、省電力化が図られる。

ステップＳ１０５において、制御手段１５は、演算手段１３が算出した移動量データが、規定値よりも大きいか否かを判定する。この規定値は、移動量データにおける値として例えばカウント「±３」とするが、所望の値を設定してもよい。

ステップＳ１０５において規定値よりも大きいと判定された場合、ステップＳ１０６において、制御手段１５は、移動量データが連続して算出されたものであるか否かを判定する。

ステップＳ１０６において移動量データが連続して算出されたものではない（すなわち１回のみの算出）と判定された場合は、当該移動量データは突発的に大きな値であって誤動作によるものと考えられるので、ステップＳ１０７において、制御手段１５は、出力手段１４による当該移動量データの出力を無効にする。

ステップＳ１０６において移動量データが連続して算出されたものである判定された場合は、座標入力装置１が通常通り移動操作されたものであると考えられるので、ステップＳ１０８において、制御手段１５は、座標入力装置１を通常モードへ移行させる。そして、ステップＳ１１０において、出力手段１４は、移動量データをホストコンピュータへ出力する。

以上説明した本発明の第１の実施例により、ユーザの操作がないにもかかわらず座標入力装置が勝手に通常モードに移行してしまうといったこと（意図しないウェイクアップ）は発生しなくなる。

図３は、本発明の第２の実施例による座標入力装置の動作フローを示すフローチャートである。本発明の第２の実施例は、ホストコンピュータの電源をオフして長時間経過し座標入力装置１が低消費電力モードにある場合において、実際にはホストコンピュータを使用していないにもかかわらず座標入力装置が低消費電力モードから通常モードに移行してしまうことを防ぐことを目的とするものである。

すなわち、本発明の第２の実施例では、制御手段１５は、演算手段１３が算出する移動量データが床面２０に対する座標入力装置１の相対移動がないことを所定の時間期間継続して示した後に演算手段１３が規定値より大きい移動量データを算出し出力手段１４が当該移動量データをホストコンピュータへ出力した場合において、ホストコンピュータからの確認応答を座標入力装置が受信しないときは、発光手段１１による発光量を通常動作時よりも低減するよう制御する。

ステップＳ１０１において移動量データがゼロではないと判定された場合、ステップＳ１０９においてタイマをクリアし、ステップＳ１１０において、出力手段１４は当該移動量データをホストコンピュータへ出力する。

ステップＳ１０５において、制御手段１５は、演算手段１３が算出した移動量データが、規定値よりも大きいか否かを判定する。この規定値は、移動量データにおける値として例えば±３とするが、所望の値を設定してもよい。

ステップＳ１０５において規定値よりも大きいと判定された場合、ステップＳ２０１において、出力手段１４は、当該移動量データをホストコンピュータへ出力する。ステップＳ２０１における移動量データの出力に対し、ホストコンピュータは、電源がオンされていれば座標入力装置１からの移動量データを受信してこれに対する確認応答を座標入力装置１へ送信し、電源がオフならば座標入力装置１からの移動量データに応答せず、確認応答を座標入力装置１へ送信することはない。

ステップＳ２０２において、制御手段１５は、座標入力装置１がホストコンピュータから確認応答を受信したか否かが判定される。

ステップＳ２０２において確認応答を受信しなかったと判定された場合、ホストコンピュータの電源はオフであると考えられるので、ステップＳ２０３において、制御手段１５は、出力手段１４による当該移動量データの出力を無効にする。

ステップＳ２０２において確認応答を受信したと判定された場合、ホストコンピュータの電源はオンであると考えられるので、ステップＳ２０４において、制御手段１５は、座標入力装置１を通常モードへ移行させる。そして、ステップＳ１１０において、出力手段１４は、移動量データをホストコンピュータへ出力する。

以上説明した本発明の第２の実施例により、ホストコンピュータの電源をオフして長時間経過し座標入力装置が低消費電力モードにある場合において、ユーザの操作がないにもかかわらず座標入力装置が通常モードに移行してしまうといったことはなく、また、ユーザが座標入力装置を誤って触って動かしてしまっても通常モードに移行するようなことはなくなる。

図４は、本発明の第３の実施例による座標入力装置の動作フローを示すフローチャートである。一般に、座標入力装置１は、「ディスプレイ画面上のカーソルを移動させるために座標入力装置を移動操作し、次いでクリックするためにクリックボタンを押下操作する」といった２つの操作の組合せが一般的であり、移動操作しないでボタン操作のみを突発的に行うといったようなことはごく稀である。

したがって、本発明の第３の実施例では、移動量データが床面２０に対する座標入力装置１の相対移動がないことを所定の時間期間継続して示した後に移動量データが所定の時間期間出力されない場合、移動量データ出力手段１４による移動量データの出力を無効にする。

ステップＳ１０１において移動量データがゼロではないと判定された場合は、ステップＳ１０９において、制御手段１５はタイマをクリアし、ステップＳ１１０において、出力手段１４は当該移動量データをホストコンピュータへ出力する。

ステップＳ３０１において、制御手段１５は、クリックボタンの押下操作により発生するクリックボタンデータが算出されたか否かを判定する。

ステップＳ３０１においてクリックボタンデータが算出されたと判定された場合、ステップＳ３０２において、制御手段１５は、所定の時間期間が経過したか否かを判定する。制御手段１５は、制御手段１５内に設けられたタイマ（図示せず）のカウントを用いて時間期間の経過を判定する。ステップＳ３０２において所定の時間期間が経過していないと判定された場合、ステップＳ３０３において制御手段１５はタイマをカウントアップし、ステップＳ３０５へ進む。ここで、所定の時間期間は、例えば０．５秒とするが、本発明はこれに限定されるものではなく、その他の時間を設定してもよい。

ステップＳ３０５において、制御手段１５は、移動量データを検出したか否かを判定する。ステップＳ３０５において移動量データが検出されない限りはステップＳ３０２へ戻る。ステップＳ３０５において移動量データが検出されるとステップＳ３０６へ進む。ステップＳ３０６では、制御手段１５は、座標入力装置１を通常モードへ移行させ、ステップＳ１１０へ進む。

ステップＳ３０２において所定の時間期間が経過したと判定された場合、ステップＳ３０４において、制御手段１５は、移動量データ出力手段１４による移動量データの出力を無効にする。この結果、座標入力装置１は、通常モードへは移行せず、低消費電力モードにとどまったままとなる。なお、座標入力装置１が回転ホイールつきのものである場合は、回転ホイールの操作量に関するデータの出力についても無効にしてもよい。

以上説明した本発明の第３の実施例により、座標入力装置１が低消費電力モードにある場合において、座標入力装置１のクリックボタンを誤って触って押下してしまっても、座標入力装置１が通常モードに移行してしまうといったことはない。

図５は、本発明の第４の実施例による座標入力装置の動作フローを示すフローチャートである。一般に座標入力装置１は、その初期設定としてホストコンピュータとの接続状態（コネクト状態）が確認され、通信可能状態であることが確認できてから、座標入力装置とホストコンピュータとは通信を開始する。低消費電力化を実現するために、本発明の第４の実施例では、座標入力装置の電源投入後、座標入力装置とホストコンピュータとの接続が確立するまでは、床面２０に対して光を照射しない。

すなわち、本発明の第４の実施例では、制御手段１５は、座標入力装置１の電源が投入されて座標入力装置１とホストコンピュータとの接続が確立した後、発光手段による光の照射を開始させる制御をする。

まず、ステップＳ４０１において、座標入力装置１の電源が投入される。具体的には、座標入力装置１に、各手段１１〜１５に電力を供給するための電池が装着される。

ステップＳ４０２において、制御手段１５は、座標入力装置１とホストコンピュータとの間で通信が確立されているか否かを判定する。座標入力装置１とホストコンピュータとの間の通信が確立された場合、ステップＳ４０３において、発光手段１１は、発光を開始し、床面に対して光を照射する。この制御ループにより、座標入力装置１とホストコンピュータとの接続が確立するまでは、床面２０に対して光を照射しない。

以上説明した本発明の第４の実施例により、光学式のワイヤレス（コードレス）の座標入力装置において、電源投入後、座標入力装置とホストコンピュータとの接続が確立するまでは、床面に対して光を照射しないので、電力を無駄に消費することはなく、従来例に比べて電池寿命を長くすることができる。

本発明は、床面に対する相対移動量を示す移動量データを、床面に対して光を照射したときに受光する光の陰影の変化に基づいて計算しホストコンピュータへ出力する光学式の座標入力装置に適用することができる。本発明によれば、低消費電力の光学式座標入力装置を提供することができる。特に、光学式のワイヤレス（コードレス）の座標入力装置の場合においては、従来例に比べて電池寿命を長くすることができる。

本発明の実施例による座標入力装置の概略的ブロック図である。本発明の第１の実施例による座標入力装置の動作フローを示すフローチャートである。本発明の第２の実施例による座標入力装置の動作フローを示すフローチャートである。本発明の第３の実施例による座標入力装置の動作フローを示すフローチャートである。本発明の第４の実施例による座標入力装置の動作フローを示すフローチャートである。

符号の説明

１座標入力装置
１１発光手段
１２受光手段
１３演算手段
１４出力手段
１５制御手段

Claims

床面に対する相対移動量を示す移動量データを算出し、接続されたホストコンピュータへ該移動量データを出力する座標入力装置であって、
前記床面に対して光を照射する発光手段と、
略床面方向からの光を受光する受光手段と、
前記受光手段が受光した光の陰影の変化を検出し、この検出結果に基づいて前記移動量データを算出する演算手段と、
前記演算手段が算出した前記移動量データを前記ホストコンピュータへ出力する出力手段と、
前記演算手段が算出する移動量データが前記床面に対する前記座標入力装置の相対移動がないことを所定の時間期間継続して示したとき前記座標入力装置を通常モードから低消費電力モードへ移行させる制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
低消費電力モードにおいて前記演算手段が規定値より大きい移動量データを算出したとき、当該移動量データが連続して算出されたものであるか否かを判定し、当該移動量データが連続して算出されたものではないと判定した場合には前記出力手段による当該移動量データの出力を無効にし、当該移動量データが連続して算出されたものであると判定した場合には前記座標入力装置を低消費電力モードから通常モードへ移行させて前記出力手段により当該移動量データを出力させるよう制御することを特徴とする座標入力装置。
前記制御手段は、前記演算手段が算出する移動量データが前記床面に対する前記座標入力装置の相対移動がないことを所定の時間期間継続して示す場合、前記発光手段による発光量を通常動作時よりも低減するよう制御する請求項１に記載の座標入力装置。