JP5336576B2 - 互いにリンクされているワイヤからなるコンピュータ用ポインティング・デバイスのループ部材およびこのようなループ部材を含むポインティング・デバイス - Google Patents

Description

本発明はループ部材の縦軸に平行に配置された支持部材の周りを、ユーザにより、回転可能に配置される接線方向に屈曲可能な円筒状の、画面、ディスプレー等上のポインタ、画像等を、少なくとも一方向に、制御するためのループ部材に関連し、支持部材はループ部材の断面を細長い形状に引き延ばし、かつ端部位置間でループ部材をその軸方向に並進されるようにし、ループの動きは画面上でポインタを移動させる手段を使用して検出することができる。

本特許出願の著者による特許文献１には、画面上のポインタ等を制御するループ・デバイスの形のポインティング・デバイスが開示されている。ループ・デバイスは原則として屈曲可能な薄い材料からなるシリンダ（ループ）により構成され、それはユーザにより２本のロッド上で回転され、かつ、ロッドの縦軸に平行に並進されるように配置される。ループの動きはコンピュータに接続された電子機器を使用して検出され、ポインタ、画像等が対応する方法で画面上を移動させられる。

この技術に従った装置は、現在、製造されて非常に良く作動しているが、これまで応用分野はデスクトップ・コンピュータの既存のキーボードの前に配置されることに限定されていた。ループ・デバイスの高さは十分に小さくはできなかったため、ラップトップ・コンピュータに接続して使用することはこれまで最適ではなかった。しかしながら、ラップトップ・コンピュータに対する支配的なポインティング・デバイスであるタッチパッドは多くのユーザにより積極的には経験されていないため、インストールしてあるいは既存のリスト・サポートのスペースバーの下に配置される付属デバイスとして、ラップトップ・コンピュータに接続して使用する需要は非常に大きい。前記した特許出願には、タッチパッドのいくつかの短所が説明されている。

ループ・デバイスの高さを十分に小さくできれば、ＴＶのリモート・コントロール、マルチメデイァ、ボリューム・コントロール、または他の装置に接続して使用することも適切なものとなる。

特許文献２は、軸方向補強ストリップがループの内側に設けられ摩擦材料がループ外側でストリップ上に設けられた、実際には薄い布の、非常に屈曲可能な支持材料により構成される最適化されたループが開示されている。摩擦材料によりユーザはループを指で容易に動かすことができる。補強ストリップはループのその軸方向の必要な動きをエンド・ストップにより制限しなければならないために必要とされるループの軸方向剛性を提供し、軸方向剛性が無ければループの端部がエンド・ストップに達しユーザがループを同じ方向に押し付ける時にループは機械的に変形されることがある。ストリップ間には支持材料が自由に屈曲されるゾーンがある。

こうして、前記した２つの文書に従った装置は２本の回転可能なロッド上を回転でき、かつ、ロッドの縦軸に平行に変位可能なループを有する。ロッドはループの包絡線移動に従う。ループの上側は固定面サポート上に静止するため、平らな上面を有する。この平らな表面の上に、ポインティング表面を規定する装置ボックス内の開口があり、ユーザは画面上でカーソルを２次元、垂直、水平またはそれらの組合せで移動させるためにループを移動させることができる。

残念ながら、とりわけ、使用する選出された非常に柔軟な支持材料の応力緩和に依存する大きすぎるメモリ効果のため、このようなループはおよそ１０ｍｍよりも小さい全高で実現されていない。支持材料の曲げ半径の減少と共に内部応力が増加するため、応力緩和も増加する。応力緩和は次のように機能を妨げ、ループ・デバイスは一時使用されないままとされていたものとする。すると、ロッド周りに恒久的曲げを得ているループの支持材料内に応力緩和が生じる。次に、ユーザがポインティング表面内でループを小距離移動させて、ロッドが小さい角度だけ回転し、その後ループのホールドを離れると、ロッドしたがってループのポインティング表面は元の位置、すなわち、最低内部応力を有する位置へ移動し戻される。画面上のカーソルは、小距離移動した後で元の位置へ戻るため、これは受け入れられない。

ループ・デバイスの高さを低減する可能性を制限するさらなる要因がある。ループがロッド上を回転する時、ユーザは「不規則な走行（ｒｕｎｎｉｎｇ）」を経験し、それは、まさにロッド上に入るまたはロッドから離れる時に、不均一なローリング・オン／オフを与える補強ストリップのために不便なものである。この効果はストリップ間の距離（ピッチ）が増加するにつれ増加する。実際には、ストリップ間ループの屈曲領域は結果的に短すぎて大きすぎるようになるため、ピッチを２．５ｍｍよりも著しく小さくすることはできなかった。ピッチを２．５ｍｍとすると、不規則な走行が広範囲に生じるため、ロッドの直径はおよそ５ｍｍよりも著しく小さい値に減少することはできない。

しかも、低ループ・デバイスを作り出す可能性を制限する要因はループの固有の厚さであり、補強ストリップ、布および摩擦材料の厚さが与えられると、実際上およそ０．８０ｍｍよりも小さくすることは殆どできない。デバイスの全高が計算される時にループの上下部の厚さが加算され、したがって、ロッドの直径に２×０．８＝１．６ｍｍの厚さが既に加算されている。ループの下部はロッドを離れる場所から数ｍｍ垂れ下がっており、ここでは２−３ｍｍの厚さが加算される。

前記のとおり、２．５ｍｍ程の小さな全高は決して達成できないことは明らかであり、２．５ｍｍは一般的なタッチパッドの厚さにほぼ対応する。

ＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＳＥ０１／０１６２０ ＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＳＥ０３／０１１６０

本発明の目的は、前記したピッチへの対応が１ｍｍのサイズであるのと同時に、メモリ効果の無い著しく薄い軸方向に剛性のループを明示することであり、それによりループは回転可能なロッド上を、それらがおよそ２ｍｍ程の小径を有する場合であっても、不便な不規則走行無しで回転することができる。

単純な実施例では、本発明に従って作られたループは外側の摩擦材料を欠いている。ユーザの指がループを移動させずにループに対してスライドする場合、それは否定的（ｎｅｇａｔｉｖｅ）と知覚されることがあり、総摩擦（ユーザの指の下のループの移動に対する抵抗）が高過ぎる時に生じることがある。また、移動される全質量が大き過ぎる場合、質量により高速移動はより困難となるため、ユーザの指はループに対してスライドすることがある。

したがって、１つの目的はループ自体と、ループを支持して引き伸ばしたままとするのに使用されループの動きに従う機構（周辺機構）の両方の摩擦および重量を最小限に抑えることである。

さらなる目的は単純な構造を有するループを明示することである。

さらにもう１つの目的はやはり単純で容易に製作できる周辺機構を明示することである。

前記した目的は、ループ部材がその軸に沿って配置された数本のワイヤからなり、少なくともいくつかの場所において隣接ワイヤに、結合されることなく、少なくとも半ターン撚り合わされるという事実により、本発明において達成される。

本発明の異なる実施例が独立項に関連して従属項に記述されている。

本発明の１実施例において、ワイヤはチェーン・リンク・フェンスのワイヤと同様に互いに撚り合わされる（引っ張り込まれる）。

本発明のもう１つの実施例において、少なくとも数本のワイヤはその端部または端部付近で対として一緒に結合される。

本発明のもう１つの実施例において、ワイヤ対の少なくとも数本のワイヤは少なくとも１つの追加ポイントにおいて一緒に結合される。

もう１つの実施例において、一緒の結合は絡み合い（ｉｎｔｅｒｔｗｉｎｉｎｇ）により行われる。

もう１つの実施例において、少なくともいくつかのワイヤ対は逆向きピッチで絡み合わされた部分を有する。

もう１つの実施例において、ループ部材は、その包絡線表面上に、ワイヤが一緒に結合される場所に配置された摩擦材料を有する。

もう１つの実施例において、ポインティング・デバイスは本発明に従ったループ部材を有し、前記支持部材は平行配置され、回転可能および並進可能に搭載され、支持部材間に配置されたプレートの縁に位置している。

さらに、もう１つの実施例において、前記支持部材の各々はその上にいくつかの丸いプレートが配置される剛性ワイヤにより構成される。

さらに、もう１つの実施例において、支持部材は磁性材料を含み各磁石デバイスにより各力でプレートの各縁から離れるように吸引され、磁石デバイスから生じる力により支持部材の１つがプレートの縁に当接するようにされる。

さらに、もう１つの実施例において、前記支持部材はループ部材に関して固定配置される。

本発明に従ったループ部材の説明スケッチを示す図である。 ベアリング・ポイントを示す図である。 端部で一緒に結合されたワイヤを示す図である。 いくつかの場所で一緒に結合されたワイヤを示す図である。 撚り合せにより一緒に結合されたワイヤを示す図である。 異なる方向への撚り合せを示す図である。 絡み合わせたワイヤの真直度を例示する図である。 本発明に従ったループ部材に対する適切な周辺機構を示す図である。 余分なワイヤを含むベアリング・ポイントを有する本発明の実施例を示す図である。 撚り合せの一緒に結合する領域を拡大して示す図である。

本発明を図面に例示されたものに限定することなく、本発明の実施例に従ったポインタを制御するためのループ部材を例示する、添付図を参照して以下に本発明をより詳細に説明する。図１は接線方向に柔軟であるが軸方向には機能的に剛性であるループ１を示す。それは装置ボックス４内側に取り付けられて、ループ１の断面を細長い形状に引き伸ばす、２つの丸みを帯びた側面６および７が設けられたプレート５上に自由に動くように取り付けられる。装置ボックス４は開放領域８を有し、その中でユーザはループ１に達して装置ボックス４に取り付けられたエンド・ストップ２および３間でループ１を軸方向（矢符９方向）に変位させることができ、また側面６および７上で矢符１０方向に回転させることもできる。軸方向の動きは検出されて電気信号を発生し、それは信号を画面上の第１方向、適切には横方向、におけるカーソル、画像等の動きに変換する、たとえば、コンピュータへ送り込まれる。プレート５の側面６および７上のループの回転も検出されて画面上の第２方向、適切には縦方向、の動きを生じる。Ａｖａｇｏ ＡＤＮＳ５０２０等の光マウス・センサ等を使用して問題とする検出を行うことができる。このタイプの検出は最近では陳腐なものと見なされている。

ループ１は鋼等の剛性材料で作られた数本の軸方向に走る細いワイヤ１１_ｎからなっている。各ワイヤ１１_ｎはジグザグ・パターンで曲げられ、各「ジグ（ｚｉｇ）」は一方側の最も近くにあるワイヤ１１_{（ｎ＋１）}に引っ張り込まれ、各「ザグ（ｚａｇ）」は他方側の最も近くにあるワイヤ１１_{（ｎ−１）}に引っ張り込まれるようにされる。ワイヤを互いに編組みまたは撚り合わせる同じ技術がいわゆるチェーン・リンク・フェンスで見られる。言い換えると、ワイヤは交わって互いに接触する各場所において、互いに１／２ターン撚り合される。このような各場所は今後ベアリング・ポイントと呼ばれ、図１Ａに示されている。

１００本のワイヤ１１_１−１１_１００を有するものと仮定する。いくつかのベアリング・ポイントにおいて、ワイヤ１１_１はその「近隣ワイヤ」、１１_１００および１１_２と１／２ターン撚り合される。いくつかのベアリング・ポイントにおいて、ワイヤ１１_２はその近隣ワイヤ、１１_１および１１_３と１／２ターン撚り合される。個別のワイヤは、たとえ、そこで互いに接触してもそのベアリング・ポイントにおいて互いに固定接続されないため、互いに小さい角度だけ回転できることに注意しなければならない。したがって、全てのワイヤが接線方向に屈曲可能なループ１を一緒に形成する。

ＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＳＥ０３／０１１６０に従って作られたループに比べて、下記の利点がある。
１． ワイヤは互いに結合されていないため、ループ内にメモリが無い。
２． ループの個別のワイヤが０．１０ｍｍの直径を有する場合、ループの固有厚さは非常に小さく、およそ０．２５ｍｍである。
３． 個別のワイヤ間のピッチは有利に１ｍｍまで小さくすることができ、ループを引き伸ばすサポートの半径が１ｍｍまで小さくても、サポート６および７上での均一な巻付けおよび巻戻しが許される。

ループの横方向移動は制限され、したがって、端部は時折エンド・ストップ２および３と接触する。この実施例の欠点は個別のワイヤ１１が端部において「解ける」ことがある点である。したがって、この問題が解消される実施例が図２に示される。ここでは、ワイヤが端部において対として一緒に結合されている。ワイヤ１２および１３からなる一対のワイヤ１４_１はいくつかのベアリング・ポイントにおいて、一対のワイヤ１４_３に撚り合される、一対のワイヤ１４_２に１／２ターン撚り合される。一対のワイヤ１４_１は、そのベアリング・ポイントを介して、一対のワイヤ１４_２に関してある角度に向けることができ、次に、それはそのベアリング・ポイントを介して、一対のワイヤ１４_３に関してある角度に向けることができる。各ワイヤ端部はもう１つのワイヤ端部に結合されるため、ワイヤ端部は決して解けることがない。

この実施例のバリエーションが図３に示されており、一対のワイヤは端部だけでなくより多くのポイントにおいて一緒に結合される。

図２および３に関連して示された実施例の欠点は各ワイヤ対のワイヤを十分強力に一緒に結合するのは困難なことがある点である。ワイヤは細く、サイズは０．１０ｍｍであり、ワイヤの強度が失われることがあるため溶接は信頼できないことがある。はんだ付けが考えられるが、ステンレス硬鋼で作られることが適切である、ワイヤに対して適切なはんだを見つけるのが困難となることがある。はんだ付け温度はワイヤがその硬度を失うほど高くしてはならない。

したがって、好ましい実施例が図４に関連して示され、そこでは前記した困難が解消される。ここには一対のワイヤ１７が示されており、ワイヤ１５および１６が２．５ターン絡められている。これはワイヤが非常に高い信頼度で一緒に結合されるのと同時にはんだ付けまたは溶接を排除する。ワイヤが絡められる巻数は２．５よりも著しく大きくなるように非常に良く選出することができる。４つのベアリング・ポイントにおいて、ワイヤ対１７はワイヤ対１８に１／２ターン撚り合され、それは４つのベアリング・ポイントにおいてワイヤ対１９に１／２ターン撚り合される。

ワイヤの直径はワーキング・プロトタイプでは０．１０ｍｍであり、メッシュ・サイズＭは１ｍｍであり、ワイヤ数は３０であった。

ある場所において絡み合せが右巻きとなり他の場所では左巻きとなれば、絡められた各ワイヤ対は一緒により堅固に保持され、それは図５に示され一対のワイヤだけが示されている。ワイヤはＲとマークされた場所で右巻きに絡み合わされ、Ｌのマーキングにおいて左巻きに絡み合わされる。

前記したように、ループ・デバイスは出来るだけ低重量として、ユーザの指の動きを容易に追従しなければならない。この実施例はワイヤ対がはんだ付けにより接合される場合よりも軽いループとすることができる。はんだ付けが行われると、はんだ付けポイントにおけるはんだの重量がループ・デバイスに加算される。ここでは、半田が無いのでこの問題が解消される。さらなる減量要因があり、図６に関連して例示される。図４の実施例から取り出したルーズ・ワイヤ１６の重量を図２に従った実施例から取り出したルーズ・ワイヤ１２の重量と比較すると、たとえループの全長Ｌ、ワイヤ直径およびワイヤ材料が同じでも、ワイヤ１６の重量はワイヤ１２のそれよりも低いことが判る。これはワイヤ１６が撚り合されると、ワイヤ１２と比べて、軸方向により真っ直ぐに伸びる部分２０および２１を有するという事実による。したがって、ワイヤ１６は結果として重量がより低くより短くなる。また、軸方向剛性が増し、それは利点である。

図７にループ２２に対する好ましい支持機構が示されている。ループ２２は２本のロッド２３および２４により引き伸ばされる。一方のロッド２３は鋼等の磁性材料で作られた真っ直ぐな金属ワイヤ２５から構成される。ワイヤ２５には、このケースでは４つの、小さなプラスチック・プレート２６、２７、２８および２９が設けられている。他方のロッド２４はロッド２３と同一であることが有利であるが、そうしなければならない訳ではない。ロッド２３および２４間には、装置フード（図示せず）に取り付けられその上にループ２２の上部３１が載るプレート３０がある。ロッド２３はプレート３０の縁３２に接触する。第１のロッド２３のワイヤ２５は第１の磁石３３により力Ｆで吸引され、他方のロッド２４のワイヤ３４は第２の磁石３５により幾分大きい力Ｆ２で吸引される。したがって、ロッド２３はＦ２−Ｆ１に等しくかつ小さく選出すべき力により縁３２へ押圧される。これにより、ループ２２がより大きな力、すなわちＦ２により引き伸ばされるのと同時に、縁３２に対するロッド２３の摩擦は最小限に抑えられる。これにより、総摩擦はユーザの指とループ２２の上部３１との間の摩擦が常にループを動かすのに十分であるような小さな力でループ２２が移動できるほど小さくなる。

ロッド２３および２４はループ２２に関して横方向に固定保持しなければならず、それはサイド・ストップ３６および３７により管理される。サイド・ストップ３６は薄い鋼箔からなり、それはループの上側３１の縁上に延びている。支持プレート３０の側面において、サイド・ストップ３６は２つの折り返しタング（ｔｕｒｎｅｄ−ｄｏｗｎ ｔｏｎｇｕｅｓ）を有し、それは軸方向から見てループ２２の端部の外側でロッド２３および２４の最外部プレート２６および４２の内側を延びている。

サイド・ストップ３６は矢符３８で示される方向におけるループ２２に関する動きに対してロッド２３および２４をロックする。他方のサイド・ストップ３７は同様に働いてロッド２３および２４を反対方向にロックする。

ユーザがループ２２の上側３１を２方向矢符４４の方向へ動かすと、ループ２２はロッド２３および２４周りに回転し、それらも回転する。ユーザがループの上側３１を２方向矢符４６の方向へ動かすと、ループ２２は、サイド・ストップ３６および３７だけでなくロッド２３および２４と共に、ユニットとして同方向に動かされる。それゆえ、ユーザはループ２２の上面３１を２次元方向に動かせることを経験する。

以下に、特許請求の範囲内でのいくつかの修正例が示される。
ロッドはキャリッジに回転可能に載せられ、次に、それは装置ベース・フレームに関して並進することができる。しかしながら、これは横方向に移動させなければならない重量を最小限に抑えることはなく複雑さが増す。

ループは非常に容易に動かすことができ、かつ移動可能な質量は非常に小さいため、本発明に従って、ループの外側で摩擦材料を殆ど必要としない。しかしながら、所望により摩擦材料を付加することができ、図５においてＬおよびＲのマークを付された場所により良好なグリップとするために適切に付加される。

図８に従って、２本の隣接ワイヤはそのベアリング・ポイントにおいてそれらの間を通るワイヤを有することができ、中間ワイヤは他方のワイヤが互いに撚り合されるという事実を変えることはない。その利点はそのベアリング・ポイントにおいてワイヤはお互いに関して幾分大きい角度を向けられることである。

ワイヤまたはワイヤ対はベアリング・ポイントにおいて交わる所で０．５ターンよりも多く絡めることができる。図９に、ワイヤが１．５ターン緩く撚り合されるベアリング・ポイントが示されている。その欠点はワイヤがお互いに関して十分な角度だけ曲がらないことである。

Claims (11)

1. ループ部材の縦軸に平行に配置された支持部材の周りを、ユーザにより、回転可能に配置される接線方向に屈曲可能な円筒状の、画面、ディスプレー等上のポインタ、画像等を制御するための前記ループ部材であって、前記支持部材はループ部材の断面を細長い形状に引き延ばし、かつ端部位置間で前記ループ部材をその軸方向に並進されるようにし、ループの動きは画面上でポインタを移動させる手段を使用して検出することができ、それは前記ループ部材（１０）の前記軸に沿って配置された数本のワイヤ（１１、１２、１３、１５、１６）からなり、少なくとも数本は少なくともいくつかの場所において隣接ワイヤに、結合されることなく、少なくとも半ターン撚り合されることを特徴とするループ部材。
2. 請求項１記載のループ部材であって、前記ワイヤ（１１、１２、１３）はチェーン・リンク・フェンスのワイヤと同様に互いに撚り合される／引っ張り込まれるループ部材。
3. 請求項１または２記載のループ部材であって、少なくとも数本のワイヤ（１２、１３、１５、１６）はその端部または端部付近で対として一緒に結合されるループ部材。
4. 請求項３記載のループ部材であって、前記ワイヤ対の少なくとも数本のワイヤは少なくとも１つの追加ポイントにおいて一緒に結合されるループ部材。
5. 請求項３−４のいずれか一項記載のループ部材であって、一緒に結合することは絡み合いによって行われるループ部材。
6. 請求項５記載のループ部材であって、前記ワイヤ対の少なくともいくつかは反対方向のピッチで絡み合った部分を有するループ部材。
7. 請求項４−６のいずれか一項記載のループ部材であって、前記ループ部材は、その包絡線表面上に、ワイヤが一緒に結合される場所に配置された摩擦材料の大部分を有するループ部材。
8. 請求項１−７のいずれか一項記載のループ部材を含むポインティング・デバイスであって、前記支持部材（２３；２４）は平行配置され、回転可能および並進可能に搭載され、前記支持部材間に配置されたプレート（３０）の縁に位置しているポインティング・デバイス。
9. 請求項８記載のポインティング・デバイスであって、前記支持部材（２３；２４）の各々がその上にいくつかの丸いプレート（２６−２９、４２）が配置される剛性ワイヤ（２５、３４）からなるポインティング・デバイス。
10. 請求項８−９のいずれか一項記載のポインティング・デバイスであって、前記支持部材（２３；２４）は磁性材料を含み、前記支持部材の１つ（２３）が磁石デバイス（３３、３５）から生じる力により前記プレート（３０）の縁（３２）に当接するように、各磁石デバイス（３３、３５）により各力で前記プレートの各縁から離れるように吸引されるポインティング・デバイス。
11. 請求項１−７のいずれか一項記載のループ部材を含むポインティング・デバイスであって、前記支持部材（６、７）は前記ループ部材に関して固定配置されるポインティング・デバイス。

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