JP5208263B2 - ポインティングデバイス - Google Patents

Description

本発明は、表示装置のポインタ操作を容易にするポインティングデバイスに関し、特に、ポインティングデバイスの操作性及び機能の向上並びに構造の簡素化に関する。

近年コンピュータの操作性を向上するためにＧＵＩ（Graphical User Interface）が採用されているが、一層複雑化するコンピュータの操作を容易にするために、ディスプレイ画面上のアイコン等を指示する手段として、マウス、ジョイスティック、トラックボール、各種ポインティングデバイス等が用いられている。

例えば、現在一般的に使用されているマウスは、ユーザによるＸ軸及びＹ軸方向の操作量及び２つのクリックスイッチの操作を出力する形式のものが大半であり、マウスの移動方向及び移動量をＸ軸及びＹ軸方向に分解して検出し、この検出結果に応じて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して、アイコンに対応する動作を行わせる。

このようなマウスの移動方向及び移動量の検知は、ボールの回転方向及び回転量を機械的に検知する方法や、専用マウスパッドに用意された透明又は半透明のラインパターンを画像認識により光学的に検知する方法等がある。

上述のボール回転式又は光学式のマウスの使用にあたってはマウス本体を操作するための操作スペースが必要であり、小型、軽量化、複雑化が一層進むコンピュータ分野にあって、マウス操作性の向上が急務であるといえる。

このうち、ボール回転式マウスは、ボールを用いるため、空回りや埃の侵入などによる誤動作を発生する恐れがあり、さらには、ホール自身を設置するスペースが必要であるので省スペース化に対応できないという問題がある。

これに対して、光学式マウスは、被検出体に光を照射する光源、被検出体からの反射光を集束するレンズ、集束された反射光を受光する受光手段及び、受光した光から被写体の移動量を検出する移動量検出手段等を備えるのが一般的であるが、被検出体として専用マウスパッドが更に必要となり、省スペース化及び操作性の向上が望まれる。

光学式マウスの光源には例えば発光ダイオードが用いられるが、マウスの操作状態を検知するために発光ダイオードは常時点灯させておく必要があり、発光ダイオードの寿命の低下及び、消費電力の増大が問題となっている。

また、このような光学式マウスは、前述のような、光源、レンズ、受光手段及び、移動量検出手段等をマウスのロアカバーで保持する構造を有しているが、製造プロセスの簡素化及び、製造コストの低減が望まれている。

本発明の第１の目的は、上記課題に鑑み、占有面積を低減すると共に、従来のマウス操作に必要であった操作スペースの必要の無い、操作性の良いポインティングデバイスを提供することにある。

本発明の第２の目的は、上記課題に鑑み、消費電力を低減させると共に、長寿命の光学式のポインティングデバイスを提供することにある。

本発明の第３の目的は、上記課題に鑑み、製造プロセスの簡素化及び、製造コストの低減を図るべく、構造容易な光学式のポインティングデバイスを提供することにある。

上記目的を実現するために、第１の発明に係るポインティングデバイスにおいては、被検出体と、被検出体を水平移動させる水平移動機構と、被検出体の移動量を検出する移動量検出手段とを備える。

第２の発明においては、被検出体に光を照射する光源と、被検出体からの反射光を受光するための受光手段とを備えるポインティングデバイスは、異なる複数の駆動電力を出力して光源を駆動する駆動手段を備える。

第３の発明に係るポインティングデバイスにおいては、被検出体に光を照射する光源と、被検出体からの反射光を集束するレンズと、集束された反射光を受光する受光手段と、受光した光から被写体の移動量を検出する移動量検出手段と、移動量検出手段が実装された基板を保持し、かつ、レンズと一体に成形される筐体手段とを備える。

第１の発明によれば、占有面積を低減すると共に、従来のマウス操作に必要であった操作スペースの必要の無い、操作性の良いポインティングデバイスを提供することができる。また、ボール回転式マウスのようにボールを用いる必要が無いので、薄型のポインティングデバイスを実現可能である。

第２の発明によれば、光学式のポインティングデバイスにおいて、マウス消費電力を低減させると共に、光源の長寿命化を図ることができる。

第３の発明によれば、光学式のポインティングデバイスにおけるロアカバーとレンズとを一体に成形するので、構造が容易であり、製造プロセスの簡素化及び、製造コストの低減を図ることができる。また、外部からのゴミあるいは埃の侵入を防ぐことができる。

本発明の第１の実施例によるポインティングデバイスの構造図である。 本発明の第１の実施例による水平移動機構を説明する図である。 水平移動機構の他の実施例の断面図である。 水平移動機構の更に他の実施例の断面図である。 本発明の第１の実施例による移動量検出手段の説明図である。 移動検出手段の他の実施例の概略図である。 本発明の第２の実施例によるポインティングデバイスの操作指令ロック機構を説明する図である。 本発明の第３の実施例によるポインティングデバイスの構造図である。 本発明の第３の実施例によるポインティングデバイスの垂直移動機構及び垂直戻り機構の斜視図である。 離脱防止用の留め具の例を示す図である。 本発明の第４の実施例によるポインティングデバイスの構造図である。 本発明の第５の実施例によるパネルの断面図である。 本発明の第６及び第７の実施例による光学式ポインティングデバイスの動作を示すフローチャートである。 本発明の第６の実施例による受光時間比較手段及び駆動手段の概略図である。 本発明の第７の実施例による受光時間比較手段及び駆動手段の概略図である。 本発明による第６及び第７の実施例の他の実施例を説明する図である。 本発明の第８の実施例によるポインティングデバイスの断面図である。 従来例による光学式マウスの内部の素子の構成を示す展開斜視図である。 本発明の第８の実施例の構成図である。

図１は、本発明の第１の実施例によるポインティングデバイスの構造図である。図１（ａ）は本実施例によるポインティングデバイスの平面図であり、図１（ｂ）は本実施例によるポインティングデバイスの断面図である。本実施例は、従来のマウスの構造を上下逆にしたような構造であり、被検出体であるパネル２を同一水平面上の所望の方向に指で操作することで、その移動方向及び移動量をコンピュータに対するポインタ操作指令とするものである。

図１に示すように、本実施例によるポインティングデバイス１においては、被検出体としてのパネル２と、パネル２を水平移動させる水平移動機構及び水平戻り機構として、第１の支持台３、第１及び第２のＸ方向レール４及び４’、第１及び第２のＸ方向バネ支持棒９及び９’、第１及び第２のＸ方向レール把持機構１０及び１０’、第２の支持台５、第１及び第２のＹ方向レール６及び６’、第１及び第２のＹ方向バネ支持棒１２及び１２’、第１及び第２のＹ方向レール把持機構１１及び１１’、並びに、第１及び第２のＹ方向バネ支持棒１２及び１２’と、パネル２の移動量を検出する移動量検出手段として、光源２１、レンズ２２及び受光手段２３とを備える。第１の支持台３及び第２の支持台５には、それぞれ中央付近に第１の開口部１３及び第２の開口部１４が設けられる。

まず、本発明の第１の実施例による水平移動機構について説明する。

図２は、本発明の第１の実施例による水平移動機構を説明する図である。図２（ａ）は水平移動機構の断面図を示し、図２ (ｂ）は水平移動機構の斜視図を示す。

図２に示すように、パネル２の下面には第１及び第２のＸ方向レール把持機構１０及び１０’が設けられており、第１の支持台３上に配設させられた第１及び第２のＸ方向レール４及び４’をそれぞれ移動可能に把持する構造である。

また、第１の支持台３の下面についても、第１及び第２のＸ方向レール把持機構１０及び１０’と同様の構造を有する第１及び第２のＹ方向レール把持機構１１及び１１’（図示せず）が設けられており、第２の支持台５上に配設させられた第１及び第２のＹ方向レール６及び６’をそれぞれ移動可能に把持する。

図１に示すように、第１及び第２のＸ方向レール４及び４’は、第１及び第２のＸ方向バネ支持棒９及び９’によって第１の支持台３にそれぞれ固定される。また、第１及び第２のＹ方向レール６及び６’はそれぞれ、第１及び第２のＹ方向バネ支持棒１２及び１２’によって第２の支持台５に固定される。

なお、本実施例では、水平移動機構としてＸＹ２方向に対してそれぞれ２本のレールを設けたが、レールの本数はこれに限らない。また、各レール把持機構の形状も図２に限定されるものではない。すなわち、各レール上を移動可能に把持できる形状であれば良く、例えば第１の支持台の下面の１辺全体に渡ってレール把持機構を設けても良い。

また、上述のようなレール把持機構ではなく、各レールを把持する形で車輪を設けても良い。図３は水平移動機構の他の実施例の断面図である。パネル２又は第１の下面には少なくとも２つの車輪１２及び１２’が設けられ、各車輪１２及び１２’が第１及び第２のＸ方向レール４及び４’上を滑走する。第１の支持台３についても同様な構造を用いても良い。

図４は水平移動機構の更に他の実施例の断面図である。本実施例は、第１及び第２の支持台３及び５の上面に、互いに直交するような少なくとも２本のガイド溝を設け、パネル２及び第１の支持台３の下面には各ガイド溝に嵌合するような嵌合手段を設けることにより水平移動させる構造である。このような水平移動機構の形状としては、例えば図４（ａ）〜（ｃ）のような形状が考えられるが、パネル２及び第１の支持台３が、それぞれ第１の支持台３及び第２の支持台５に対して外れることなく、嵌合して移動可能であるような形状であれば良い。

以上説明したような水平移動機構によれば、パネル２をＸ方向に指で操作するとパネル２が第１の支持台３に対してＸ方向に水平移動し、パネル２をＹ方向に指で操作すると第１の支持台３が第２の支持台５に対してＹ方向に水平移動する。第２の支持台５は、ポインティングデバイスのケース枠（図示せず）に固定されるので、第２の支持台５から見れば水平面上全ての方向に対してパネル２を操作可能であるといえる。

なお、この水平面上におけるパネル２の操作可能範囲は、Ｘ方向に関しては、第１及び第２のＸ方向バネ支持棒９及び９’によってパネル２の移動が制限されるまでであり、Ｙ方向に関しては、第１及び第２のＹ方向バネ支持棒１２及び１２’によって第１の支持台３の移動が制限されるまでである。

次に、本発明の第１の実施例による水平戻り機構について、図１を参照して説明する。

指によるパネル２の水平移動操作終了後は、パネル２を所定の待機位置に戻す必要がある。本実施例では、パネル２の水平移動操作終了後に、パネル２を所定の位置に戻す水平戻り機構として、第１及び第２のＸ方向バネ７及び７’並びに第１及び第２のＹ方向バネ８及び８’を備える。

第１のＸ方向バネ７は、パネル２と第１のＸ方向バネ支持棒９との間に設けられ、第２のＸ方向バネ７’は、パネル２と第２のＸ方向バネ支持棒９’との間に設けられ、パネル２のＸ方向の水平移動操作終了後、パネル２を所定の位置に戻す。

第１のＹ方向バネ８は、第１の支持台３と第１のＹ方向バネ支持棒１０との間に設けられ、第２のＹ方向バネ８’は、第１の支持台３と第２のＹ方向バネ支持棒１０’との間に設けられ、パネル２のＹ方向の水平移動操作終了後、パネル２を所定の位置に戻す。

なお、本実施例では水平戻り機構にバネを用いたが、ゴムのような弾性部材を用いても良い。

続いて、本発明の第１の実施例による移動量検出手段について説明する。

図５は、本発明の第１の実施例による移動量検出手段の説明図である。

図１及び５に示すように、本実施例によれば、被検出体であるパネル２の移動量を検出する移動量検出手段２０は、光源２１と、レンズ２２と、受光手段２３とを備え、従来の光学式マウスの構造を上下逆にしたような構造である。この移動検出手段２０は、第２の支持台（すなわちポインティングデバイスのケース枠）に固定される。光源２１は例えば発光ダイオードであり、受光手段２３は例えばＣＣＤセンサである。

また、パネル２をどの方向に操作しても、光源２１からパネル２に対して照射される光が受光手段２３において確実に受光できるようするため、第１の支持台３及び第２の支持台５には、それぞれ中央部分に第１の開口部１３及び第２の開口部１４が設けられている。

光源２１から発せられる光は、レンズ２２内の反射部２４を介してパネル２に照射される。パネル２からの反射光は、レンズ２２内の集光部２５で集光され、受光手段２３において受光される。すなわち、図５に示されるように、光源２１で発せられた光は、レンズ２２を介して受光手段２３まで、１点鎖線で示されるように像を結ぶ。受光手段２３で受光された光を基づき、画像認識用ＩＣ（図示せず）の画像認識によってパネル２の移動量及び移動方向を検出することになる。画像認識用ＩＣは、従来の光学式マウス同様、単位時間毎の画像変化を検出し、その変化量及び方向を、コンピュータに対する操作指令として送信する。

本実施例では、被検出体であるパネル２の移動量を検出する移動量検出手段として光学式マウスの原理を利用しているが、パネル２の移動量及び方向を検出できるものであればその他の形式であっても良い。

図６は、移動検出手段の他の実施例の概略図である。ここでは説明を容易にするために、パネル２のＸ方向への移動の検出についてのみ説明するが、第１の支持台３のＹ方向への移動についても適用できる。図６（ａ）は平面図であり、図６（ｂ）はｂ−ｂ断面図であり、図６（ｃ）はｃ−ｃ断面図であり、図６（ｄ）は側面図である。

本実施例では、第１及び第２のＸ方向レール４及び４’を導電材料で構成し、パネル２は絶縁材料で構成する。パネル２の下面には、導電材料から成る部材３１が固定される。また、水平移動機構として、それぞれが少なくとも２つの車輪を備える、第１及び第２の前輪ユニット３２及び３２’並びに第１及び第２の後輪ユニット３３及び３３’が、それぞれ第１及び第２のＸ方向レール４及び４’を把持する形で設けられる。第１及び第２の前輪ユニット３２及び３２’は導電材料から成り、部材３１に設けられるが、第１及び第２の後輪ユニット３３及び３３’は絶縁材料から成り、パネル２の下面に設けられる。第１及び第２のＸ方向レール４及び４’には抵抗値検出回路３４が接続されており、従って、第１のＸ方向レール４、第１の前輪ユニット３２、部材３１、第２の前輪ユニット３２’及び第２のＸ方向レール４’と共に閉回路を構成することになる。

パネル２がＸ方向に移動すると、上述の閉回路の抵抗値が変化するので、抵抗値検出回路３４でその抵抗値を検出し、Ｘ方向の移動量として制御ＩＣへ送出する。ここでは詳しく説明しないが、第１の支持台３のＹ方向の移動についても同様の方法抵抗値を検出し、Ｙ方向の移動量として制御ＩＣへ送出する。抵抗値検出回路３４としては、周知の抵抗値検出技術が利用可能である。

ところで、本発明の第１の実施例によるポインティングデバイスにおいては、パネル２を指で操作して所望の方向及び大きさだけ移動させたときのみコンピュータに対して操作指令を送出し、所望の操作が終了してパネル２から指を離した後、水平戻り機構によりパネル２が所定の位置に戻るときは、コンピュータに対する操作指令をロックする必要がある。

このような操作指令ロック機構を、本実施例では被検出体であるパネル２上の操作面への指の接触を検知する接触検知手段を備えることで実現する。すなわち、パネル２への指の接触が検知されたときにのみ、パネル２及び第１の支持台３の移動量をコンピュータに対する操作指令として送出する。

図１には図示しないが、指のパネル２への接触を検出する方法としては、メカニカルスイッチを用いる方法、抵抗膜を用いる方法、静電容量の変化を用いる方法等、周知の技術が利用可能であり、それぞれパネル２上の操作面に設ければよい。指のパネル２への接触の有無の判定及び操作指令の生成は、ポインティングデバイス内の制御ＩＣで制御される。

図７は、本発明の第２の実施例によるポインティングデバイスの操作指令ロック機構を説明する図である。図７（ａ）は本実施例におけるポインティングデバイス１の平面図であり、図７（ｂ）は本実施例におけるポインティングデバイス１のｂ−ｂ断面図であり、図７（ｃ）は本実施例におけるポインティングデバイス１のｃ−ｃ断面図である。なお、説明を簡単にするため、図７（ａ）〜（ｃ）では、第１及び第２のＸ方向バネ７及び７’並びに第１及び第２のＹ方向バネ８及び８’については省略する。また、図７（ｂ）及び（ｃ）では、移動量検出手段２０についても省略する。

本実施例によるポインティングデバイス１は、図１の第１の実施例において、同一水平面上の、直交する２方向のそれぞれに対して、被検出体を挟むように対向して備えられる複数のスイッチを更に有するものである。本実施例では、図７に示すように、パネル２の第１の支持台３に対する移動方向であるＸ方向に対しては第１及び第２のＸ方向スイッチ４１及び４１’が、第１の支持台３の第２の支持台５に対する移動方向であるＹ方向に対しては第１及び第２のＹ方向スイッチ４２及び４２’が備えられるが、更に複数個スイッチを設けても良い。

図７に示すように、第１のＸ方向スイッチ４１は第１のＸ方向バネ支持棒９に、第２のＸ方向スイッチ４１’は第２のＸ方向バネ支持棒９’にそれぞれ固定されており、パネル２をＸ方向に操作することで、パネル２の側面が第１のＸ方向スイッチ４１又は第２のＸ方向スイッチ４１’を押圧できる構造である。

同様に、第１のＹ方向スイッチ４２は第１のＹ方向バネ支持棒１２に、第２のＹ方向スイッチ４２’は第２のＹ方向バネ支持棒１２’にそれぞれ固定されており、パネル２をＹ方向に操作して第１の支持台３を第２の支持台５に対して移動させることで、パネル２の側面が第１のＹ方向スイッチ４２又は第２のＹ方向スイッチ４２’を押圧できる構造である。なお、パネル２の側面ではなく、第１の支持台３の側面が押圧できるように第１のＹ方向スイッチ４２及び第２のＹ方向スイッチ４２’をそれぞれ第１のＹ方向バネ支持棒１２及び第２のＹ方向バネ支持棒１２’に設置してもよい。

上記スイッチのそれぞれの大きさは、光源２１、パネル２、レンズ２２及び受光手段２３を結ぶ光経路の形成に支障のないようなものとする。すなわち、ポインティングデバイス１を上面から見た場合、第１及び第２のＸ方向スイッチ４１及び４１’は第１の開口部１３に対して、第１及び第２のＹ方向スイッチ４２及び４２’は第２の開口部１４に対して、それぞれ覆い被らないような大きさであればよい。

本実施例によれば、上記スイッチのいずれか１つがパネル２によって押圧されたときに、押圧されるまでのパネル２の移動量をコンピュータに対する操作指令として送信し、パネル２の操作終了後、水平戻り機構によりパネル２が所定の位置に戻るときは、コンピュータに対する操作指令はロックする。上記スイッチの押圧の有無の判定及び操作指令の生成は、ポインティングデバイス内の制御ＩＣで制御される。

図８は、本発明の第３の実施例によるポインティングデバイスの構造図である。図８（ａ）は本実施例によるポインティングデバイスの平面図であり、図８（ｂ）は本実施例によるポインティングデバイスの断面図である。

本実施例は、図１の第１の実施例において、被検出体であるパネル２を垂直移動させる垂直移動機構と、パネル２の垂直移動操作終了後にパネル２を所定の位置に戻す垂直戻り機構とを更に備えるものである。本実施例では、パネル２を垂直方向に押下しながら水平移動操作しているときのみ、パネル２及び第１の支持台３の移動量をコンピュータに対する操作指令として送出する。

図９は本発明の第３の実施例によるポインティングデバイスの垂直移動機構及び垂直戻り機構の斜視図である。

図１の第１の実施例によるポインティングデバイスの第２の支持台５は、ケース枠に固定されていたが、本実施例では、第２の支持台５は、ケース枠に対して垂直な方向に移動可能である。

図８に示すように、ケース枠５０には第１〜第４の垂直方向ガイド棒４１〜４４が固定され、各ガイド棒は第２の支持台５に設けられた開口部をそれぞれ貫通している。また、第２の支持台５とケース枠５０との間には第１〜第４の垂直方向バネ４５〜４８が設けられる。

図９は、第１の垂直方向ガイド棒４１及び第１の垂直方向バネ４５について示しており、本実施例では、第１〜第４の垂直方向バネ４５〜４８は、それぞれ２つのコイルバネを備えているが、その数はこれに限らない。また、コイルバネの代わりにゴムのような弾性部材を用いてもよい。

第１〜第４の垂直方向バネ４５〜４８は、第２の支持台５がケース枠５０から離脱してしまうのを防止するための機能についても更に有しているということができるが、更に、第２の支持台５の離脱防止用のための留め具を、第１〜第４の垂直方向ガイド棒４１〜４４の少なくとも１つに、第２の支持台５に対して第１〜第４の垂直方向バネ４５〜４８がある面とは反対側にそれぞれ設けてもよい。図１０は、離脱防止用の留め具の例を示す図である。留め具４９の形状は、第２の支持台５がケース枠から離脱不可能であればどのような形状であってもよく、例えば図９（ａ）及あるいは（ｂ）に示すような形状の留め具４９が、第１〜第４の垂直方向ガイド棒４１〜４４の少なくとも１つ（図１０では第１の垂直方向ガイド棒４１）に設けられる。

本実施例によれば、パネル２を指で垂直方向に押下すると、第２の支持台５は第１〜第４の垂直方向ガイド棒４１〜４４に沿って下方向に移動する。押下を止めると第１〜第４の垂直方向バネ４５〜４８の弾性力により第２の支持台５は所定の位置に戻る。なお、パネル２を垂直方向に押下しながら水平方向に操作しても、第２の支持台は、ケース枠５０に対して、第１〜第４の垂直方向ガイド棒４１〜４４に沿って垂直方向に移動するのみであり水平方向に移動することはない。

前述の第１及び第２の実施例同様、本実施例によるポインティングデバイスにおいては、パネル２の操作時のみそのときの操作指令をコンピュータに出力し、所望の操作が終了してパネル２から指を離した後、水平戻り機構によりパネル２が所定の位置に戻るときは、コンピュータに対する操作指令をロックする必要がある。

パネル２の移動量を検出する移動量検出手段２０は、図８（ｂ）に示すような光学式マウスの原理を利用しているが、本実施例では、特に、パネル２の押下時のみ、所定の解像度を有する受光手段２３が反射光を受光するように反射光を集光させる集光部２５を備えるレンズ２２が設置される。

レンズ２２を含む移動検出手段２０はケース枠５０に固定設置されているが、垂直方向に移動可能なパネル２が押下されると、集光部２５の反射光に対する焦点距離がずれることになる。つまり、予め決められた解像度を有する受光手段２３は、パネル２を押下していないときは、集光部２５が反射光を受光手段２３に集光できないので反射光を受光することができず、パネル２の押下時のみ反射光を受光できる。

従って、受光手段２３が反射光を受光できないときは、画像認識用ＩＣ（図示せず）はパネル２の移動量及び移動方向を検出することができないので、制御ＩＣはコンピュータに対して操作指令を送信しない。これに対し、受光手段が反射光を受光したときは、制御ＩＣはコンピュータに対して操作指令を送信する。

このように、本実施例によれば、パネル２を指で押下して所望の方向及び大きさだけ移動させたときのみコンピュータに対して操作指令を送出し、パネル２の操作が終了して指がパネル２から離れると、水平戻り機構によりパネル２が所定の位置に戻ろうとするが、この間、第１〜第４の垂直方向バネ４５〜４８の弾性力により第２の支持台５は垂直方向に対しても上向きに移動し、パネル２と集光部２５との垂直方向の距離が変化することになり、受光手段２３は反射光を受光できないので、コンピュータに対する操作指令をロックすることができる。

図１１は、本発明の第４の実施例によるポインティングデバイスの構造図である。図１１（ａ）は本実施例によるポインティングデバイスの平面図であり、図１１（ｂ）は本実施例によるポインティングデバイスの断面図である。

本実施例は、図８〜１０の第３の実施例において、パネル２の押下を検知する押下検知手段を更に備え、パネル２の押下を押下検知手段が検知したときのみ、移動量をコンピュータに対する操作指令として送信するものである。

図１１に示すように、本実施例では、押下検出手段として押下検出スイッチ５１が、パネル２が押下されたときに第２の支持台５が押下検出スイッチ５１を押下するよう、ケース枠５０に設置される移動量検出手段２０を支持する土台上に更に設置される。押下検出スイッチ５１は本実施例ではメカニカルスイッチであるが、その他に、周知のセンサ技術が利用可能である。またその数も少なくとも１つ設置されればよい。押下検出スイッチによるパネル２の押下の有無の判定及び操作指令の生成は、ポインティングデバイス内の制御ＩＣで制御される。

図１２は、本発明の第５の実施例によるパネルの断面図である。

上記の各実施例におけるパネル２の操作面は平面であるが、本実施例によるパネル２では、その操作面を、図１２（ａ）に示すような凹型の形状、あるいは図１２（ｂ）に示すような凸型の形状にして、指への引っかかりを持たせて操作性を向上させる。また更に、パネル２上の操作面は、凹型及び凸型を組合わせた形状（図示せず）であってもよい。

第１の実施例で説明したように、指のパネル２への接触を検出する手段をパネル２上の操作面に設ける場合、抵抗膜を用いる方法、あるいは静電容量の変化を用いる方法等では操作面の形状に合わせてそれぞれ実現すればよいが、メカニカルスイッチを用いる場合は、図１２（Ｃ）に示すように、パネル２上の操作面の一部分にスイッチ５２が設置される。

本発明の第１から第５の実施例によれば、占有面積を低減すると共に、従来のマウス操作に必要であった操作スペースの必要の無い、操作性の良い光学式のポインティングデバイスを提供することができる。また、ボール回転式マウスのようにボールを用いる必要が無いので、薄型のポインティングデバイスを実現可能である。

上述のように、光学式のポインティングデバイスの光源には例えば発光ダイオードが用いられるが、この場合、パネル２の操作状態を検知するためには発光ダイオードは常時点灯させておく必要がある。

図８〜１０を参照して説明したように本発明による第３の実施例では、受光手段２３は、パネル２を押下していないときは集光部２５が反射光を受光手段２３に集光できないので反射光を受光することができず、パネル２の押下時のみ反射光を受光できる。従って、パネル２の押下時のみ光源を通常の駆動電力で点灯させ、パネル２を押下しないときは光源の駆動電力を低減させれば、ポインティングデバイスの消費電力の低減を図ることができ、また、光源の寿命を伸ばすことも可能である。

本発明の第６及び第７の実施例によるポインティングデバイスは、第３の実施例を発展させたものであり、第３の実施例におけるポインティングデバイスにおいて、パネル２が押下されていないときは、光源２１の駆動電力を、通常の使用における駆動電力よりも低電力にする。

光源２１を通常又は低電力のいずれの駆動電力で駆動するかの判定は、受光手段２３が反射光を受光しない未受光時間と所定の時間との長短を比較することでなされる。未受光時間が所定の時間よりも長いと判定された場合は、パネル２が押下されていない状態、すなわちポインティングデバイス１を操作していない状態にあるということになるので、低電力の駆動電力で光源２１を駆動し、消費電力を低減させる。

本発明の第６及び第７の実施例は、第３の実施例において、受光手段２３が反射光を受光しない未受光時間と所定の時間とを比較する受光時間比較手段と、光源２１を駆動するために、第１の駆動電力又は第２の駆動電力を出力する駆動手段とを更に備えたものである。駆動手段はポインティングデバイス内に容易に構成可能である。

図１３は、本発明の第６及び第７の実施例による光学式ポインティングデバイスの動作を示すフローチャートである。

ステップ１０１では、受光手段２３が反射光を受光しない未受光時間と所定の時間とを比較し、未受光時間が所定の時間よりも短いときはステップ１０２へ進み、未受光時間が所定の時間よりも長いときはステップ１０３へ進む。このステップ１０１の未受光時間の長短の判定は、制御ＩＣによって実現可能である。

ステップ１０２では、第１の駆動電力で光源２１を駆動する。第１の駆動電力は、パネル２が押下されてポインティングデバイス１が操作されている状態にあるときの直流の駆動電力である。

ステップ１０３では、第２の駆動電力で光源２１を駆動する。第２の駆動電力は、パネル２が押下されていない状態、すなわちポインティングデバイス１が操作されていない状態にあるときの駆動電力であり、後述するように、第６の実施例によれば、第２の駆動電力の大きさは、第１の駆動電力の大きさよりも低く、第７の実施例によれば、第２の駆動電力は、パルス状電力である。

図１４は、本発明の第６の実施例による受光時間比較手段及び駆動手段の概略図である。

図８に示されるようなポインティングデバイス１においては、光源２１を駆動電力生成回路６１によって点灯させ、パネル２によって反射された反射光を受光手段２３が受光する。この図においてはレンズ２２は省略してある。

駆動電圧生成回路６１は、図１４に示すように、電源電圧Ｖｃｃと、第１及び第２の制限抵抗Ｒｓ及びＲｂと、第１及び第２のスイッチＳＷ１及びＳＷ２と、抵抗Ｒ１及びＲ２とを備える。なお、Ｒｓ＜Ｒｂ、Ｒ１＝Ｒ２である。

制御ＩＣ５３は、受光手段２３がパネル２に対する反射光を受光しない状態にある時間、すなわち、光源２１、パネル２及び受光手段２３にわたって像が結ばれていない未受光時間を常時計測しており、制御ＩＣ５３内のメモリに予め記憶された所定の時間とその大小を比較し、駆動電圧発生信号を生成する。また、パネル２が押下されてポインティングデバイス１が操作されている状態にあるときは、更に、画像認識によって単位時間毎の画像変化を検出し、その変化をポインティングデバイス１１の操作量及び操作方向としてコンピュータに送信する。

制御ＩＣ５３が、未受光時間と所定の時間とを比較し、未受光時間が所定の時間よりも短いと判定したときは第１の駆動電圧生成信号２０１を、未受光時間が所定の時間よりも長いときと判定したときは第２の駆動電圧生成信号２０２を駆動電圧生成回路６１へ出力する。

駆動電圧生成回路６１が第１の駆動電圧生成信号２０１を受信すると、第１のスイッチＳＷ１がオンになり、第１の制限抵抗Ｒｓを介して光源６１に直流の第１の駆動電圧が印加される。駆動電圧生成回路６１が第２の駆動電圧生成信号２０２を受信すると、第２のスイッチＳＷ２がオンになり、第２の制限抵抗Ｒｂを介して光源６３に直流の第２の駆動電圧が印加される。Ｒｓ＜Ｒｂであるので、第１の駆動電圧の大きさは第２の駆動電圧も大きい。従って、パネル２が押下されていない状態、すなわちポインティングデバイス１が操作されていない状態にあるときは、光源２１を小さい駆動電力で駆動するので消費電力を低減させることができる。パネル２が押下されると、第１の駆動電圧が光源２１に印加される。

図１５は、本発明の第７の実施例による受光時間比較手段及び駆動手段の概略図である。

光源２１を駆動電力生成回路６１によって点灯させ、パネル２によって反射された反射光を受光手段２３が受光する。駆動電圧生成回路６１は、図１５に示すように、電源電圧Ｖｃｃと、スイッチＳＷ３と、抵抗Ｒ１とを備える。

本実施例によれば、第６の実施例同様、制御ＩＣ５３は、光源２１、パネル２及び受光手段２３にわたって像が結ばれていない未受光時間を常時計測しており、制御ＩＣ５３内のメモリに予め記憶された所定の時間とその大小を比較し、駆動電圧発生信号２０３を生成する。また、パネル２が押下されてポインティングデバイス１が操作されている状態にあるときは、更に、画像認識によって単位時間毎の画像変化を検出し、その変化をポインティングデバイス１の操作量及び操作方向としてコンピュータに送信する。

制御ＩＣ５３が、未受光時間と所定の時間とを比較し、未受光時間が所定の時間よりも短いと判定したときは光源２１を通常通り点灯させる所定の一定出力の信号を、未受光時間が所定の時間よりも長いときと判定したときは光源２１を間欠駆動させるためのパルス信号を、駆動電圧発生信号２０３として駆動電圧生成回路６１へ出力する。

駆動電圧生成回路６１が駆動電圧生成信号２０３を受信すると、スイッチＳＷ３がオンになり、駆動電圧生成信号２０３に対応する駆動電圧が光源２１に印加される。従って、パネル２が押下されていない状態、すなわちポインティングデバイス１が操作されていない状態にあるときは、光源２１を間欠駆動させるパルス電力で駆動するので消費電力を低減させることができる。パネル２が押下されると、通常の駆動電圧が光源２１に印加される。

本発明の第６及び第７の実施例によれば、パネル２を垂直方向に押下していないときは、コンピュータに対して操作指令を送信する必要はないので受光手段２３を駆動させるための電力を低減し、パネル２を押下してコンピュータに対して操作指令を送信するときは通常の電力で受光手段２３を駆動させるので、消費電力を低減させると共に、光源の長寿命化を図ることができる。

本発明による第６及び第７の実施例は、従来の光学式マウスにおいても適用することができる。

光学式のマウスの光源には例えば発光ダイオードが用いられるが、マウスの操作状態を検知するためには発光ダイオードは常時点灯させておく必要があり、発光ダイオードの寿命の低下及び、消費電力の増大が問題となっている。

図１６は、本発明による第６及び第７の実施例の他の実施例を説明する図である。

図１６（ａ）に示すように、光学式マウス６２は、一般的に、被検出体６３に光を照射する光源２１と、被検出体６３からの反射光を受光するための受光手段２３とを備えており、光学式マウス６２の操作状態を検知するために、光源２１を点灯させ、被検出体６３によって反射された反射光を受光手段２３が受光する。光源２１、被検出体６３及び受光手段２３にわたって像が結ばれており、受光手段２３は被検出体６２上の模様あるいは傷を感知し、画像認識用ＩＣ（図示せず）が画像認識によって単位時間毎の画像変化を検出し、その変化を光学式マウス６２の移動量及び移動方向としてコンピュータに送信する。被検出体６３は例えば床面又は専用マウスパッドであり、光源２１は例えば発光ダイオードであり、受光手段２３は例えばＣＣＤセンサである。

図１３（ｂ）に示すように、光学式マウス６２を手で持ち上げて別の場所に移動させるようなときは、本発明の第６及び第７の実施例で説明したような手法で、光源２１の駆動電力を、通常の使用における駆動電力よりも低電力にすることが可能である。

図１７は、本発明の第８の実施例によるポインティングデバイスの断面図である。

本発明の第８の実施例は、上述の第１〜第７の実施例において、製造プロセスの簡素化及び、製造コストの低減を図るべく、さらに構造容易にしたものである。

本実施例によれば、第１〜第７の実施例で説明したようなポインティングデバイスでは光源２１、レンズ２２、受光手段２３及び、移動量検出手段等を保持するロアカバーを、レンズ２２とを一体に成形することで得られたレンズ部材６６を用いる。本実施例ではレンズ部材６６のロアカバー部分はレンズ部分と類似の透明樹脂から成るが、レンズ部分とその他の部分のダブルモールドにしてもよい。

本実施例によれば、ポインティングデバイスにおけるロアカバーとレンズとを一体に成形するので、構造が容易であり、製造プロセスの簡素化及び、製造コストの低減を図ることができる。また、外部からのゴミあるいは埃の侵入を防ぐことができる。

本実施例は、通常の光学式マウスにも適用できる。

図１８は、従来例による光学式マウスの内部の素子の構成を示す展開斜視図である。一般に光学式マウスは、光源、レンズ、受光手段及び、移動量検出手段等をマウスのロアカバーで保持する構造を有している。

図１８ (ａ）に示すように、ロアカバー７１とホルダー７３との間にレンズ７２が挟まれ、ホルダー７３上には更に画像認識用ＩＣ７４及び発光ダイオード７５が配設され、図１８（ｂ）に示すように構成される。一般的に、このような一連の構成については、その製造プロセスは複雑であり、製造コストも高価である。

図１９は、本発明の第８の実施例を光学式マウスに適用した場合の説明図である。

本実施例では、図１８で示したようなロアカバー７１とレンズ７２とを、一体に成形することで得られたレンズ部材７６を用いる。本実施例ではレンズ部材７６のロアカバー部分はレンズ部分と類似の透明樹脂から成るが、レンズ部分とその他の部分のダブルモールドにしてもよい。

本実施例では、図１９（ａ）に示すように、レンズ部材７６の上にホルダー７３が設置され、ホルダー７３上には画像認識用ＩＣ７４及び発光ダイオード７５が配設される。図１９ (ｂ）は、本実施例によるレンズ部材７６を用いた光学式マウス６７の断面図を例示している。本実施例によれば、光学式マウスにおけるロアカバーとレンズとを一体に成形するので、構造が容易であり、製造プロセスの簡素化及び、製造コストの低減を図ることができる。また、外部からのゴミあるいは埃の侵入を防ぐことができる。

１ ポインティングデバイス
２ パネル
３ 第１の支持台
４ 第１のＸ方向レール
４’ 第２のＸ方向レール
５ 第２の支持台
６ 第１のＹ方向レール
６’ 第２のＹ方向レール
７ 第１Ｘ方向バネ
７’ 第２のＸ方向バネ
８ 第１のＹ方向バネ
８’ 第２のＹ方向バネ
９ 第１のＸ方向バネ支持棒、
９’ 第２のＸ方向バネ支持棒
１０ 第１のＸ方向レール把持機構
１０’ 第２のＸ方向レール把持機構
１１ 第１のＹ方向レール把持機構
１１’ 第２のＹ方向レール把持機構
１２ 第１のＹ方向バネ支持棒
１２’ 第２のＹ方向バネ支持棒
１３ 第１の開口部
１４ 第２の開口部
２０ 移動量検出手段
２１ 光源
２２ レンズ
２３ 受光手段
２４ 反射部
２５ 集光部
３１ 部材
３２ 第１の前輪ユニット
３２’ 第２の前輪ユニット
３３ 第１の後輪ユニット
３３’ 第２の後輪ユニット
３４ 抵抗値検出回路
４１ 第１のＸ方向スイッチ
４１’ 第２のＸ方向スイッチ
４２ 第１のＹ方向スイッチ
４２’ 第２のＹ方向スイッチ
５０ ケース枠
５１ 押下検出スイッチ
５２ スイッチ
５３ 駆動電力生成回路
６１ 制御ＩＣ
７１ ロアカバー
７２ レンズ
７３ ホルダー
７４ 画像認識用ＩＣ
７５ 発光ダイオード
７６ レンズ部材

Claims (3)

1. 被検出体に光を照射する光源と、前記被検出体からの反射光を集束するレンズと、集束された反射光を受光する受光手段と、受光した光から前記被検出体の移動量を検出する移動量検出手段と、該移動量検出手段が実装された基板を保持し、かつ、前記レンズと一体に成形されるレンズ部材とを備えることを特徴とするポインティングデバイス。
2. 光源と、
   前記光源から照射された光を被検出体に向けて反射する反射部と、
   前記被検出体からの反射光を集束するレンズと、
   集束された反射光を受光する受光手段と、を備え、
   前記レンズと前記反射部とは一体成形されていることを特徴とするポインティングデバイス。
3. 前記ポインティングデバイスはさらに、
   その底面にロアカバーを有し、
   前記ロアカバーは、前記レンズ及び前記反射部と一体成形されている請求項２に記載のポインティングデバイス。

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