JP5356165B2 - ポインティングデバイス - Google Patents

Description

本発明は、平面上の任意の方向を指示可能なポインティングデバイスに関する。

ポインティングデバイスは、パーソナルコンピュータ、携帯通信端末、ゲーム装置等の入力手段として広く利用されている。特に、スティック状の操作手段を少なくともＸ−Ｙ平面上において自在に駆動するタイプのポインティングデバイスは、ディスプレイ上に表示される対象物を自在に動かすのに非常に便利な操作手段として知られている。かかるポインティングデバイスには多種多様な構造のものがあり、導電性弾性体の略球面部を印刷回路基板上の電極面に接触させて、そのＸ軸方向およびＹ軸方向の接触位置に基づき指示位置の（Ｘ，Ｙ）座標を検出するタイプのポインティングデバイスが知られている（例えば、特許文献１参照）。以下、このタイプのポインティングデバイスの位置検出機構について、図面を用いて説明する。

図１６は、導電性弾性体を操作手段に利用したポインティングデバイスの簡易断面図である。図１７は、図１６に示すポインティングデバイスの最下層に配置される印刷回路基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ： ＰＣＢ）の平面図である。

このポインティングデバイス２００は、略円環形状のクランプリング２０１の中央に設けられた貫通穴２０２にラバーセンサー２１０を固定し、クランプリング２０１をＰＣＢ２２０上に固定した形態を有する。クランプリング２０１の底面には、２本の略円柱状の突出部２０３，２０４が設けられている。また、ＰＣＢ２２０には、突出部２０３，２０４をそれぞれ挿入可能な穴２２１，２２２が形成されている。突出部２０３，２０４を穴２２１，２２２に挿入することにより、クランプリング２０１とＰＣＢ２２０とが固定される。クランプリング２０１の貫通穴２０２の下方周縁には、ラバーセンサー２１０の外周部を固定して貫通穴２０２から上方に抜けないようにする固定部２０５が設けられている。ラバーセンサー２１０は、絶縁性樹脂で構成される操作部２１１と、その操作部２１１の下方に固定される導電性弾性体２１２とから構成される。導電性弾性体２１２は、操作部２１１より大きな径を有する柔軟性に富む成形体である。導電性弾性体２１２は、操作部２１１の直下に、ＰＣＢ２２０側にゆるやかに突出する球面部２１３を有し、その球面部２１３から径方向外側に上下方向にＳ字変形するドーム２１４を有する。そのドーム２１４の径方向外側の底部には、外周底面２１５が形成され、その外周底面２１５の外側先端には、固定部２０５に嵌合する嵌合部２１６が形成されている。

ＰＣＢ２２０の上面には、図１７に示すように、穴２２１，２２２を避ける位置に、複数の電極が形成されている。当該複数の電極は、円形電極２２４と、その外側に９０度間隔で１個ずつ配置される合計４個の矩形電極２２５，２２６，２２７，２２８とから構成される。これらの電極２２４，２２５，２２６，２２７，２２８は互いに非接触の状態で配置される。４個の矩形電極２２５，２２６，２２７，２２８は、ＶＣＣとＧＮＤ（アース）の切り換えができる電極であり、円形電極２２４を挟んで対向する２つの電極の内の一方がＶＣＣを印加した場合に他方はアースされている状態となっている。円形電極２２４は、そこに接触した球面部２１３の位置を検出できるように、電位を検出する装置（不図示）に接続されている。ラバーセンサー２１０は、４個の矩形電極２２５，２２６，２２７，２２８にラバーセンサー２１０の外周底面２１５が接触するように、ＰＣＢ２２０上に配置される。ラバーセンサー２１０を操作しないときには、導電性弾性体２１２の球面部２１３は円形電極２２４とは接触していない。操作部２１１を下方に押し込み、当該操作部２１１をＰＣＢ２２０上の面内を自在に動かすと、球面部２１３は、円形電極２２４に接触する。円形電極２２４への球面部２１３の接触領域は、操作部２１１の駆動方向とその押し込みの程度により変化する。

例えば、図１７に示すように、球面部２１３が円形電極２２４と領域Ａの部分で接触したとする。その場合、矩形電極２２７、円形電極２２４および矩形電極２２５を結ぶＸ軸上において、矩形電極２２７に印加されるＶＣＣと矩形電極２２５のアース間では領域Ａの左端Ｘ１の位置で短絡する。同様に、矩形電極２２５に印加されるＶＣＣと矩形電極２２７のアース間では領域Ａの右端Ｘ２の位置で短絡する。短絡した位置の電位は、矩形電極２２７または矩形電極２２５から当該短絡した位置までの距離に比例する。よって、これらＸ１，Ｘ２の位置は、それぞれの短絡した位置の電位を検出することによって決定できる。次に、Ｘ１およびＸ２の中間点である点Ｏを求め、点Ｏをポインティングデバイス２００のＸ軸上の指示位置（Ｘ座標）とする。同様に、矩形電極２２６、円形電極２２４および矩形電極２２８を結ぶＹ軸上でも同様の検出を行うことで、Ｙ軸上の指示位置（Ｙ座標）が決定され、先に求めたＸ座標とＹ座標からＸ−Ｙ平面上の指示位置である（Ｘ，Ｙ）座標が決定される。

国際公開公報ＷＯ９９／１７１８０

しかし、上記の従来技術には、次のような問題がある。図１８に示すように、ラバーセンサー２１０の操作部２１１を図中の左側に倒す場合、矢印Ａのように軽く左側に倒したとき（２１１ａ）よりも矢印Ｂのように大きく左側に倒したとき（２１１ｂ）の方が、本来、より左側の位置を指示する必要がある。しかし、実際には、これに反して、矢印Ｂのように大きく左側に倒したときの方が中央に近い位置を指示するという誤作動が生じる場合がある。この現象を図１９に基づいて詳述する。先に図１７に基づいて説明したように、ポインティングデバイス２００の指示位置は、導電性弾性体２１２の球面部２１３が円形電極２２４に接触する領域によって決定される。図１８の矢印Ａで示すように操作部２１１を左側に倒した際には、球面部２１３は円形電極２２４と図１９に示す領域Ａにて接触する。操作部２１１を左側に倒した際には、球面部２１３は下方にも力を受けて円形電極２２４上で縦長の楕円形状に変形しやすい。領域Ａの左端位置Ｐ（ｘ１，０）および右端位置Ｑ（ｘ２，０）は、それぞれ矩形電極２２７および矩形電極２２５にＶＣＣを印加したときの各電位から決定できる。したがって、矢印Ａで示すように軽く操作部２１１を左側に倒した際には、ＰとＱの中間位置Ｒ（（ｘ１＋ｘ２/２，０））がＸ軸上の指示位置になる。

一方、図１８の矢印Ｂで示すように、矢印Ａで示した場合よりも大きく操作部２１１を左側に倒した際には、球面部２１３は円形電極２２４と図１９に示す領域Ｂにて接触する。この場合、領域Ｂは、領域Ａと同様に縦長の楕円形状であって、領域Ａよりも大きな楕円形状になりやすい。球面部２１３が下方に向けて円形電極２２４上にて強く押しつぶされるためである。領域Ｂの左端位置Ｓ（ｘ３，０）および右端位置Ｔ（ｘ４，０）は、それぞれ矩形電極２２７および矩形電極２２５にＶＣＣを印加したときの各電位から決定できる。したがって、矢印Ｂで示すように大きく操作部２１１を左側に倒した際には、ＳとＴの中間位置Ｕ（（ｘ３＋ｘ４/２，０））がＸ軸上の指示位置になる。図１９のＲとＵの両位置を比較すると、Ｕの方が右側にある。Ｕの位置の方がＲの位置に比べて円形電極２２４上のより右側に存在するということは、操作部２１１を左側に大きく倒した方が中央に近い位置を指示したことを意味する。すなわち、本来は円形電極２２４上のより左側の位置を示すべきなのに、逆の現象になったことになる。以上は、Ｘ軸方向の問題であるが、Ｙ軸方向についても同様のことが言える。加えて、操作部２１１を大きく倒すような操作を行うと、球面部２１３が円形電極２２４上の検知可能な領域をはみ出す場合も生じ得るため、指示位置の検出に誤作動が生じやすい。

本発明は、上記のような問題に鑑みなされたもので、ポインティングデバイスの誤作動を低減することを目的とする。

本発明者は、上述の誤作動が生じる原因を調べてきた結果、ラバーセンサーをその水平面内で駆動した際に、強く駆動したときの方がより鉛直方向への押し込みが大きいことが原因であることを突き止めた。鉛直方向への押し込みが大きいと、円形電極への接触領域が極めて大きく、かつ楕円形状になりやすい。このため、ラバーセンサーの操作方向およびその強さによって、ラバーセンサーの下面にある球面部が円形電極に押しつけられる力が変化し、球面部と円形電極との接触領域の面積および形状が変わる。その結果、検出位置が操作者の意思よりもその駆動方向にならないという不具合が生じる可能性が高くなる。したがって、本発明者は、ラバーセンサーをその水平面内で駆動する場合、操作方向によらず、ほぼ一定の接触領域を保持できるようにする必要があると考えた。具体的には、次のような手段を解決手段として採用した。

本発明の一形態は、アース用の電極と、電圧印加用の電極と、アース用の電極と電圧印加用の電極との間の位置における電位を測定するための電位測定用の電極とを互いに非接触状態で配置する印刷回路基板上に配置され、その駆動の際に電位測定用の電極上への接触位置に基づいて指示位置を決定する位置指示駆動体を備えるポインティングデバイスであって、位置指示駆動体は、その下方に、アース用の電極および電圧印加用の電極に接触する導電材料から成る導電部と、導電材料から成り、その駆動時に電位測定用の電極に接触可能である下方突出形状の球面部と、を有する導電性弾性体を備え、その球面部が電位測定用の電極の上方になるように印刷回路基板上に配置され、位置指示駆動体の上方にその頭部を覆うように配置され、印刷回路基板の平面と平行な面内をスライドさせて操作すると、位置指示駆動体を駆動できるスライド部材と、位置指示駆動体の外側にあって、位置指示駆動体の球面部が電位測定用の電極に接触後、位置指示駆動体への押圧方向の力を受けて、球面部から印刷回路基板への押圧を制限する押圧制限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である。

本発明の別の一形態は、位置指示駆動体が、それを駆動していない状態では、球面部が電位測定用の電極と非接触になるように、印刷回路基板上に配置され、球面部が電位測定用の電極に接触するまでの間、スライド部材から位置指示駆動体に押圧を与えることができるように、押圧制限部材とスライド部材との間に隙間を有するポインティングデバイスである。

本発明の別の一形態は、電位測定用の電極がその中央に穴を有するリング形状の電極であるポインティングデバイスである。

本発明の別の一形態は、電位測定用の電極の中央の穴に、その電位測定用の電極と非接触にて、校正用の電極を形成しているポインティングデバイスである。

本発明の別の一形態は、校正用の電極がリング形状の電極であるポインティングデバイスである。

本発明の別の一形態は、スライド部材における位置指示駆動体の頭部を覆う凹部の上面は、その中央部より上方に窪む外周凹部を有し、その外周凹部は、スライド部材をスライドした際に、位置指示駆動体の頭部の移動を阻害しないように形成されているポインティングデバイスである。

本発明によれば、ポインティングデバイスの誤作動を低減することができる。

図１は、第一の実施の形態に係るポインティングデバイスの分解斜視図である。 図２は、図１に示すポインティングデバイスを組み立てた状態の斜視図である。 図３は、図１に示すポインティングデバイスを組み立てた状態の側面図である。 図４は、図２に示すポインティングデバイスのＡ−Ａ線断面図である。 図５は、図４に示すスライド部材を図４の左右にスライド動作した際の位置指示駆動体の操作部の動きを説明するための模式図である。 図６は、図５に示すスライド部材と位置指示駆動体の操作部の各好適な形状の例を示す図である。 図７は、図１のＰＣＢの上面を示す図である。 図８は、図１に示す位置指示駆動体の斜視図（８Ａ）、平面図（８Ｂ）および底面図（８Ｃ）である。 図９は、図７に示すＰＣＢ上の電極の領域に位置指示駆動体を配置した状態を示す平面図（９Ａ）、（９Ａ）に示す電極を拡大して示す平面図（９Ｂ）および（９Ｂ）に示す電極の変形例を示す平面図（９Ｃ）である。 図１０は、ＰＣＢ上の電位測定用の電極に位置指示駆動体の球面部が接触した際の指示位置を決定する方法を説明するための図である。 図１１は、第一の実施の形態に係るポインティングデバイスの構成上の変形例を示す断面図である。 図１２は、第二の実施の形態に係るポインティングデバイスの分解斜視図である。 図１３は、図１２に示すポインティングデバイスを、図２に示すポインティングデバイスのＡ−Ａ線と同様の線で切断したときの断面図である。 図１４は、第二の実施の形態に係るポインティングデバイスの構成上の変形例を示す断面図である。 図１５は、図９（９Ｂ）および（９Ｃ）に示す電極とは異なる変形例を示す平面図である。 図１６は、導電性弾性体を操作手段に利用した従来のポインティングデバイスの簡易断面図である。 図１７は、図１６に示す従来のポインティングデバイスの最下層に配置される印刷回路基板の平面図である。 図１８は、図１６に示す従来のポインティングデバイスにおいて、導電性弾性体を一方に倒す２種類の操作を行った状況を示す断面図である。 図１９は、図１８に示す２種類の操作時に、導電性弾性体の下面が印刷回路基板の電極に接触する各領域から指示位置の座標を求める方法を説明するための図である。

以下に、本発明のポインティングデバイスの各実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

１．第一の実施の形態
図１は、第一の実施の形態に係るポインティングデバイスの分解斜視図であり、左側の図は斜め上方から見た図であり、右側の図は斜め下方から見た図である。図２および図３は、それぞれ、図１に示すポインティングデバイスを組み立てた状態の斜視図および側面図である。図４は、図２に示すポインティングデバイスのＡ−Ａ線断面図である。以後、図４のそれぞれ上方向、下方向、右方向、左方向に合わせて、上、下、右、左の各方向を定義する。

第一の実施の形態に係るポインティングデバイス１は、図１に示すように、上から下に向かって順に、アクチュエータキャップ１０、ハウジング２０、スライド部材３０、リング状シート４０、クランプリング５０、位置指示駆動体６０、印刷回路基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ： ＰＣＢ）７０を組み合わせた構成を有する。

アクチュエータキャップ１０は、樹脂製であって、薄い円板形状の操作板１１の底面中央に、当該操作板１１より十分に小径の筒部材１２を接合した形態を有する。筒部材１２の内部には、下方に開口部を有する凹部１３が形成されている。図４に示すように、操作板１１の天面はその中央が少し窪んだ形状を有し、当該天面の径方向外側から中心に向かって複数の同心円状の溝１１ａ、１１ｂ、１１ｃおよび１１ｄが形成されている。指で操作する際に滑らずに指にフィットさせるためである。

ハウジング２０は、樹脂製であって、操作板１１より大径の上下方向に薄型の略円筒形状を有し、その開口部を下に向けてＰＣＢ７０と接合される部材である。ハウジング２０の天面中央には、アクチュエータキャップ１０の筒部材１２より大径で、かつ操作板１１より小径の貫通穴２１が形成されている。貫通穴２１は、ハウジング２０の筒内部の空間２２につながっている。当該空間２２は、貫通穴２１より大径の略円筒形状の空間であって、貫通穴２１から空間２２の開口部に至るまでの間に、途中で一段大径になるように形成されている。当該空間２２には、スライド部材３０、リング状シート４０、クランプリング５０および位置指示駆動体６０が配置される。ハウジング２０の開口側の周端面には、開口部の中心を円の中心とする円周上において９０度間隔に１個ずつ、合計４個のねじ穴２３が形成されている。そのねじ穴２３が形成されている周端面は、それ以外の周端面よりもハウジング２０の空間２２の開口面の中心に向かって若干突出するように厚く形成されており、空間２２の上方に向かって段差のある位置まで半割円柱形状の突出部２４が形成されている。

スライド部材３０は、樹脂製であって、下方に開口する略ハット型の部材である。スライド部材３０は、円筒部３１の開口部側を下方にして、その開口部に円筒部３１よりも大径の薄型のリング部３２を接続し、さらにその下方にリング部３２よりも十分に大径の薄型のリング部３３を接続した形態を有する。円筒部３１は、アクチュエータキャップ１０の筒部材１２の凹部１３に挿入して嵌め込み可能な外径を有する。円筒部３１と筒部材１２とは、接着剤等により固着するのが好ましい。リング部３２の外径は、その筒部材１２の外径と略同一である。リング部３３の外径はハウジング２０の貫通穴２１の径よりも大きく、リング部３２の外径は貫通穴２１の径よりも小さい。このため、ハウジング２０の空間２２内にスライド部材３０を組み込んだ状態では、スライド部材３０のリング部３３がハウジング２０の天面裏側に当接して、スライド部材３０が貫通穴２１の上方向に抜けない状態となる。また、スライド部材３０の内部には、その下方の開口部から筒部材３１の天面裏側にまで窪む凹部３４が形成されている。凹部３４の詳細な形状については後述する。スライド部材３０は、位置指示駆動体６０の上方にその頭部を覆うように配置され、ＰＣＢ７０の平面と平行な面内をスライドさせて操作することにより位置指示駆動体６０を駆動できる部材である。

リング状シート４０は、好適には、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂から成る薄いリング形状のシートである。リング状シート４０の中央には、円形の貫通穴４１が形成されている。リング状シート４０の外径は、ハウジング２０内部の空間２２の上部（すなわち、貫通穴２１の直下）よりも小径であって、かつスライド部材３０のリング部３３よりも大径である。また、貫通穴４１の径は、スライド部材３０のリング部３３よりも小径で、かつハウジング２０の貫通穴２１よりも小径である。リング状シート４０をハウジング２０の空間２２内に組み込んだ状態では、スライド部材３０がリング状シート４０の貫通穴４１から下方に抜けない状態となる。

クランプリング５０は、樹脂製であって、薄い略円環形状を有する。クランプリング５０の中央には上下方向に貫通する貫通穴５１が形成されている。その貫通穴５１は、クランプリング５０の下面に近い位置で一段大径になる段差を有する形状で形成されている。クランプリング５０の下面における貫通穴５１の外側には、下方に突出する２本の固定部材５２ａ，５２ｂが形成されている。クランプリング５０は、リング部５３と、そのリング部５３より大径のリング部５４を上下に貼り合わせた形態を有する。上方のリング部５３の外径は、リング状シート４０の外径より大きく、ハウジング２０の空間２２の上方の内径よりわずかに小さい。下方のリング部５４の外径は、ハウジング２０の空間２２の下方の内径よりわずかに小さく、かつハウジング２０の空間２２の上方の内径より大きい。また、リング部５４の外側面には、少し内側に窪んだ４個の半円形の凹部５５が貫通穴５１の中心を円の中心とする円周上において９０度間隔になるように配置されている。凹部５５は、ハウジング２０の突出部２４に嵌め込むことができる形状と位置に設けられている。このため、クランプリング５０は、凹部５５をハウジング２０の突出部２４に合わせてハウジング２０の空間２２内に入れると、リング部５４が空間２２内の段差に突き当たるまで挿入できる。クランプリング５０のリング部５３の天面には、リング状シート４０を接着等により固着するのが好ましい。クランプリング５０の貫通穴５１の径は、リング状シート４０の貫通穴４１の径よりも小さい。貫通穴５１の下方開口部から上述の段差の位置までには、その下方開口部の中心に向かって突出する半割円柱形状の突出部５６が２個形成されている。２個の突出部５６は、貫通穴５１の下方開口部の中心を円の中心とする円周上において１８０度間隔で配置されている。

位置指示駆動体６０は、樹脂製の略円柱形状の操作部６１と、操作部６１の下方に接続される薄型の略ドーム形状の導電性弾性体６２とを接続した略ハット形状を有する。導電性弾性体６２は、導電性のフィラーと絶縁性のゴム状弾性体の材料とを混練して成る。導電性フィラーとしては、粒子状、繊維状、板状等の導電性材料を好適に使用でき、その材料にはカーボン、金属等の導電性材料を使用できる。その中でも、粒子状のカーボン（カーボンブラック）を好適に使用できる。ゴム状弾性体には、熱可塑性エラストマー、熱硬化性エラストマー、天然ゴム等の材料を好適に使用でき、その中でもシリコーンゴムを好適に使用できる。導電性材料は、導電性弾性体６２中に５〜５０重量％の範囲で含有されるのが好ましく、さらには１５〜３５重量％が好ましい。

位置指示駆動体６０の操作部６１の外径はクランプリング５０の貫通穴５１の径より十分に小さく、操作部６１と貫通穴５１との間には、操作部６１が貫通穴５１の水平面内を自在に動くことができるような十分な隙間がある。導電性弾性体６２は、下層部の径方向内側に向かって上下方向に波打つ有段差形状を有する。当該下層部の上下方向の厚さは、クランプリング５０の貫通穴５１の下方開口面から段差のある位置までの長さにほぼ等しい。導電性弾性体６２の下方中心には、位置指示駆動体６０の下方開口面よりわずかに上方の位置を最下面として下方にゆるやかに弧を描く球面部６３を有する。導電性弾性体６２の外径は、ハウジング５０の貫通穴５１の下方開口部の内径よりわずかに小さく、その貫通穴５１の段差のある位置から上方の内径よりも大きい。導電性弾性体６２の外側面には、少し内側に窪んだ４個の半円形の凹部６４が球面部６３の中心を円の中心とする円周上において９０度間隔で配置されている。４個の凹部６４は、それらの内で１８０度間隔にて対向して設けられる２個の凹部６４がクランプリング５０の２個の突出部５６に嵌め込むことができるような形状と位置に設けられている。位置指示駆動体６０をクランプリング５０の下方から貫通穴５１に向かって挿入すると、対向する２個の凹部６４が対向する２個の突出部５６に嵌り、導電性弾性体６２がクランプリング５０の貫通穴５１内部の段差に突き当たる状態になる。この状態では、操作部６１は、クランプリング５０の貫通穴５１とリング状シート４０の貫通穴４１を抜けて、スライド部材３０の円筒部３１の裏面に接し、あるいは当該裏面とわずかに隙間のある状態になる。また、位置指示駆動体６０の下面は、クランプリング５０の下面とほぼ面一の状態になる。位置指示駆動体のより詳細な構成は後述する。

ＰＣＢ７０は、絶縁性の高い樹脂、あるいは当該樹脂とガラスの複合体等から構成される薄い略円板形状の回路基板である。ＰＣＢ７０の外径は、ハウジング２０の外径より大きい。ＰＣＢ７０の上面の略中央領域には、後述する複数の電極が形成されている（図１〜４では不図示）。ＰＣＢ７０の外周に近い部分には、ＰＣＢ７０の略中央部分を中心とする円の円周上において９０度間隔で１個ずつ配置される合計４個のねじ穴７１が設けられている。ねじ穴７１は、ＰＣＢ７０の厚さ方向に貫通する穴であり、ハウジング２０のねじ穴２３の位置に合うように形成されている。ＰＣＢ７０とハウジング２０とは、４本のねじ８０をＰＣＢ７０の裏側からねじ穴７１、ハウジング２０のねじ穴２３を経てねじ込むことにより結合することができる。また、ＰＣＢ７０には、電極のある領域より外側で、ねじ穴７１より内側に、２個の貫通穴７２ａ，７２ｂが設けられている。貫通穴７２ａ，７２ｂは、それぞれにクランプリング５０の固定部材５２ａ，５２ｂを嵌め込むことができる位置と形状で設けられている。ＰＣＢ７０の厚さは、固定部材５２ａ，５２ｂの長さに比べて薄い。このため、クランプリング５０の下面にＰＣＢ７０を固定した状態では、図３および図４に示すように、固定部材５２ａ，５２ｂは、ＰＣＢ７０の下にまで突出する。ＰＣＢ７０の外側面には、その内方に窪む合計６個の凹部７３が形成されており、ＰＣＢ７０をねじで固定して回転できないようにすることができる。

上記の構造のアクチュエータキャップ１０、ハウジング２０、スライド部材３０、リング状シート４０、クランプリング５０、位置指示駆動体６０およびＰＣＢ７０を順に組み合わせた場合、クランプリング５０の凹部５５はハウジング２０の突出部２４に嵌り、位置指示駆動体６０の凹部６４はクランプリング５０の突出部５６に嵌り、クランプリング５０の固定部材５２ａ，５２ｂはそれぞれＰＣＢ７０の貫通穴７２ａ，７２ｂに挿入される。このため、アクチュエータキャップ１０をＰＣＢ７０に平行な面内で自在に操作したときに、ハウジング２０、クランプリング５０、位置指示駆動体６０は、ＰＣＢ７０に対して回転せず、スライド部材３０がアクチュエータキャップ１０の動きに合わせて駆動される。スライド部材３０が駆動されると、その裏側の凹部３４に頭部を覆われる操作部６１が駆動される。操作部６１の下方に接続される導電性弾性体６２は屈曲自在に変形できるので、操作部６１の下方に位置する球面部６３は、その駆動時に、後述する電位測定用の電極７５（あるいは電位測定用の電極７４，７５）に接触しながら自在に動く。この状況については、後述する。

次に、図４に基づいて、ポインティングデバイス１の内部構造についてさらに詳述する。

図４に示すように、スライド部材３０のリング部３３の下面は、アクチュエータキャップ１０を操作していない状態では、リング状シート４０の上面との間に隙間ｔ１（例えば、ｔ１＝０．２ｍｍ）を有する。また、その状態において、位置指示駆動体６０の下方に位置する球面部６３とＰＣＢ７０（より正確には、ＰＣＢ７０の上面に形成される複数の電極面）との間には、隙間ｔ２（例えば、ｔ２＝０．２ｍｍ）を有する。ｔ１＝ｔ２が理想的であるが、ｔ１＝０．１８ｍｍ、ｔ２＝０．１５ｍｍのように、ｔ１＞ｔ２とすることもできる。逆に、ｔ１＜ｔ２の場合には、アクチュエータキャップ１０を下方に押し込んだ際に、球面部６３がＰＣＢ７０上の電極に接触するよりも前に、スライド部材３０のリング部３３の下面がリング状シート４０の上面に接触するので、あまり好ましくない。ただし、リング状シート４０あるいはクランプリング５０が柔軟な材料であって、ｔ１＝０以後もなお、位置指示駆動体６０をわずかに下方に押圧してｔ２＝０にでき、かつ球面部６３をＰＣＢ７０上の電極に押し当てることができるようであるならば、ｔ１＜ｔ２としても良い。

スライド部材３０のリング部３２の外径は、ハウジング２０の貫通穴２１の上方開口部の径よりも十分に小さい。また、スライド部材３０のリング部３３の外径は、ハウジング２０の空間２２の上方の径よりも十分に小さい。さらに、位置指示駆動体６０の操作部６１の外径は、クランプリング５０の貫通穴５１の径よりも十分に小さい。このため、スライド部材３０は、アクチュエータキャップ１０の操作により、リング部３２が貫通穴２１の開口内側面に当たるか、あるいはリング部３３が空間２２の上方の内側面に当たるまで、ＰＣＢ７０の面と平行な面内を自在にスライド動作可能である。

スライド部材３０の内部の凹部３４は、下方の開口面から上方に進むに従って狭くなるように形成されている。凹部３４の上面は、その上面の中心の所定領域を下方に突出させた凸部３５を有すると共に、その凸部３５の外周を上方に向かってわずかに窪ませた形状の外周凹部３６を有する。操作部６１の天面略中央部は、凸部３５に接触、もしくは極めて近接した状態にあるのが好ましい。また、操作部６１の頭部の角部６１ａは、凹部３４の側面に接触若しくは極めて近接した状態にあるのが好ましい。

球面部６３とＰＣＢ７０の電極面との間には隙間ｔ２が存在するため、操作者は、アクチュエータキャップ１０を下方に押し込み、球面部６３がＰＣＢ７０上の電極に接触させた後、ＰＣＢ７０の面と平行な面内を自在に駆動することにより、所望の位置を指示することができる。このように、隙間ｔ２を設けているのは、導電性弾性体６２の一部である球面部６３が常に電極に接触していることによる電力の消費を防止するためである。

図５は、図４に示すスライド部材を左右にスライド動作した際の位置指示駆動体の操作部の動きを説明するための模式図である。

スライド部材３０を右側（矢印Ａの方向）にスライドさせると、図５（５Ａ）に示すように、スライド部材３０の下方に開口する凹部３４の側面により位置指示駆動体６０の操作部６１の頭部が矢印Ｂに示すように右側に倒される。その倒された頭部の角部６１ａの左側は、元の位置（点線で示す位置）から回動して、より上方の位置（実線で示す位置）に移動する。スライド部材３０の凹部３４の上面外周にある外周凹部３６は、その角部６１ａの左側が上方に移動するのを阻害しないように形成されている。同様に、スライド部材３０を左側（矢印Ｃの方向）にスライドさせると、図５（５Ｂ）に示すように、スライド部材３０の凹部３４の側面により位置指示駆動体６０の操作部６１の頭部が矢印Ｄに示すように左側に倒される。その倒された頭部の角部６１ａの右側は、元の位置（点線で示す位置）から回動して、より上方の位置（実線で示す位置）に移動する。外周凹部３６は、その角部６１ａの右側が上方に移動するのを阻害しないように形成されている。上記の移動例は、スライド部材３０を左右に動かした場合の例であるが、実際には、スライド部材３０はＰＣＢ７０の面と平行の面内を自在に動かすことができる。この際、操作部６１の頭部の角部６１ａは、スライド部材３０の凹部３４の上面外周の任意の位置で上方に移動し得る。角部６１ａは、外周凹部３６の存在により、スライド部材３０の凹部３４の上面および側面によって制約されずに上方移動できる。

図６は、図５に示すスライド部材と位置指示駆動体の操作部の各好適な形状の例を示す図である。

スライド部材３０の凹部３４は、リング部３３の下面からＲ１．００ｍｍで下方に弧を描く面取り部分から、その凹部３４の径方向内側に向かって斜め上方に傾斜する。その面取り部分の上下方向の長さは約０．３３ｍｍである。リング部３３の水平な上面と凹部３４の斜め上方に向かう傾斜面とのなす角度は、約４８度である。凹部３４の上面の略中央にある凸部３５の最下面は、直径約０．４ｍｍの円形の水平面である。また、その最下面から凹部３４の開口面までの距離は、約０．８ｍｍである。凹部３４の上面の外周凹部３６の最も深い部分から凹部３４の開口面までの距離は、約１．０８ｍｍである。その外周凹部３６の最も深い部分は、Ｒ０．２５ｍｍで上方に弧を描くようにエッジフリーに形成されており、その最も深い部分から凸部３５に連接する弧状面は、Ｒ１．００ｍｍで下方にゆるやかに弧を描くように形成される。一方、位置指示駆動体６０の操作部６１の頭部は、外径約２．８０ｍｍ、頭部上面の角部６１ａは、Ｒ０．５０ｍｍで面取りされている。このような凹部３４と操作部６１の形状は、凹部３４内における操作部６１の動きをスムーズにするための好適な形状の一例であるが、凹部３４および操作部６１の各形状は、これに限定されるものではない。

図７は、図１のＰＣＢの上面を示す図である。

ＰＣＢ７０の略中央には、中央に穴７４ａを有する小さなリング形状の電極７４と、そのリング形状の電極７４の外側にあってリング形状の電極７４と同心円状に配置されるリング形状の電極（電位測定用の電極）７５と、リング形状の電極７５の外側にあって、リング形状の電極７４の中心を円の中心とする円周上において９０度間隔で１個ずつ配置される合計４個の矩形電極（アース用の電極と、電圧印加用の電極を兼ねる）７６，７７，７８，７９とが形成されている。これらの電極７４，７５，７６，７７，７８，７９は互いに非接触の状態で配置されている。矩形電極７６，７７，７８，７９は、位置指示駆動体６０の導電性弾性体６２の外周底面（後述）が接触できるような位置と大きさで形成されている。リング形状の電極７４は、キャリブレーション用の電極であり、位置指示駆動体６０の操作開始の際に指示位置を戻して、次の操作時の電位検出によって、あらためて指示位置を求めるためのものである。リング形状の電極７４の中央に穴７４ａを設けているのは、位置指示駆動体６０の組み付け時に球面部６３が若干下がり、リング形状の電極７４に常時接触するのを避け、電力消費を有効に防止する必要からである。また、リング形状の電極７５は、位置指示駆動体６０がＰＣＢ７０に向かって押圧され、その後にＰＣＢ７０の面内で動かされた際に、導電性弾性体６２の球面部６３が接触できるような位置と大きさで形成されている。

図８は、図１に示す位置指示駆動体の斜視図（８Ａ）、平面図（８Ｂ）および底面図（８Ｃ）である。

図８に基づいて位置指示駆動体６０の詳細な構造を説明する。位置指示駆動体６０は、略円柱形状の操作部６１の下部に、操作部６１より大径の導電性弾性体６２を接合した形態を有する。操作部６１と導電性弾性体６２との接合部の外周には、下方に窪む第一外周凹部６２ａが形成されている。第一外周凹部６２ａの径方向外側には、上方に弧を描くように突出する外周突出部６５が形成されている。外周突出部６５の径方向外側には、第一外周凹部６２ａよりも下方に窪む第二外周凹部６６が形成されている。第二外周凹部６６の径方向外側には、第二外周凹部６６から少し上方に立ち上がり、そこから平面になる外周平面部６７が形成されている。先に説明した４個の凹部６４は、外周平面部６７に形成されている。また、導電性弾性体６２の裏側には、第二外周凹部６６および外周平面部６７の下方に相当する位置に、外周底面６８が形成されている。外周底面６８は、凹部６４から導電性弾性体６２の径方向内側に向かって延びる９０度間隔で形成された凹路６９によって、４個に分断して形成されている。

図９は、図７に示すＰＣＢ上の電極の領域に位置指示駆動体を配置した状態を示す平面図（９Ａ）、（９Ａ）に示す電極を拡大して示す平面図（９Ｂ）および（９Ｂ）に示す電極の変形例を示す平面図（９Ｃ）である。

図９（９Ａ）では、位置指示駆動体６０の底部領域を一点鎖線で示している。図９（９Ａ）に示すように、位置指示駆動体６０の外周底面６８は４個の矩形電極７６，７７，７８，７９に接触するように配置される。すなわち、外周底面６８は、アース用の電極および電圧印加用の電極を兼ねる矩形電極７６，７７，７８，７９に接触する、導電材料から成る導電部に相当する。リング形状の電極７４，７５は、位置指示駆動体６０をＰＣＢ７０の方向に押し込んでいない状態では、位置指示駆動体６０の球面部６３と接触していない。このとき、球面部６３は、リング形状の電極７４の中央の穴７４ａ（ＰＣＢ７０の上面に相当する）にのみ接触していても良い。

図９（９Ｂ）に示すように、図９（９Ａ）に示すＰＣＢ７０の上面に配置される矩形電極７６，７７，７８，７９は、リング形状の電極７５を挟んで対向配置される２つの矩形電極７８，７６（または７７，７９）の一方にＶＣＣが印加されている状態の時に、他方がアースされている。リング形状の電極７４の中央には丸い小さな円形状の穴７４ａ（ＰＣＢ７０の上面が露出している部分）がある。しかし、図９（９Ｃ）に示すように、穴７４ａのない円形の電極７４ｂを用いることもできる。さらには、リング形状の電極７４、円形の電極７４ｂを形成せず、リング形状の電極７５のみを電位測定用の電極とすることもできる。

図１０は、ＰＣＢ上の電位測定用の電極に位置指示駆動体の球面部が接触した際の指示位置を決定する方法を説明するための図である。

リング形状の電極７５は、球面部６３の接触により短絡した際のその短絡位置の電位を検出できるように、電位検出手段（不図示）に接続されている。位置指示駆動体６０をＰＣＢ７０に向けて押し込んでいない状態では、矩形電極７６，７７，７８，７９のみが導電性弾性体６２に電気的に接続されている状態である。位置指示駆動体６０をＰＣＢ７０に向けて押し込むと、最初に、球面部６３がリング形状の電極７４と電気的に接続される。このときに、キャリブレーションが行われて初期状態に戻る。この状態から位置指示駆動体６０をさらにＰＣＢ７０に向けて押し込むと、球面部６３がリング形状の電極７５とも電気的に接続するようになる。ここで、例えば、矩形電極７８にＶＣＣが印加され、矩形電極７８と対向する矩形電極７６がアースされる。このとき、他の矩形電極７７，７９は、スイッチがオープン状態となる。次に、矩形電極７９にＶＣＣが印加され、矩形電極７９と対向する矩形電極７７がアースされる。このとき、他の矩形電極７６，７８は、スイッチがオープン状態となる。このように、ＶＣＣが印加される矩形電極、アースされる矩形電極、およびスイッチがオープン状態になる矩形電極が順番に切り換えられる。このような切り換えは、ある矩形電極から時計回り若しくは反時計回りに順に行うことができるが、一定の方向に順に切り換えず、例えば、矩形電極７８、矩形電極７６、矩形電極７７、矩形電極７９の順番のように切り換えることもできる。そして、各切り換え時の度に、ＶＣＣを印加した矩形電極から導電性弾性体６２の球面部６３を経て、リング形状の電極７５へと電流が流れる。アクチュエータキャップ１０をＰＣＢ７０の面と平行の面内で動かすと、球面部６３とリング形状の電極７５との接触領域は種々変化する。図１０では、アクチュエータキャップ１０を単純に左方向に動かした際に、球面部６３がリング形状の電極７５に接触する領域を例示的に示している。図１０中の領域Ａはアクチュエータキャップ１０を軽く左方向に動かした際の接触領域を、領域Ｂはアクチュエータキャップ１０を大きく左方向に動かした際の接触領域を、それぞれ示す。

矩形電極７８と矩形電極７６とを結ぶ方向をＸ軸方向とし、矩形電極７８と矩形電極７６との間の距離をＬ０、領域Ａの矩形電極７８に近い側のＸ軸上の点をＰ（ｘ１，０）とし、矩形電極７８と点Ｐとの間の距離をＬ１とする。同様に、領域Ａの矩形電極７６に近い側のＸ軸上の点をＱ（ｘ２，０）とし、矩形電極７６と点Ｑとの間の距離をＬ２とする。矩形電極７８からの電流は、点Ｐの位置でリング形状の電極７５に短絡する。矩形電極７６からの電流は、点Ｑの位置でリング形状の電極７５に短絡する。電気抵抗は、電流が導電性弾性体６２を通った距離に比例するため、Ｌ１の長さに比例して電気抵抗は大きくなり、リング形状の電極７５の矩形電極７８側端部で最小値をとり、リング形状の電極７５の矩形電極７６側端部で最大値をとる。したがって、点Ｐでの電位を検出することで点Ｐ（ｘ１，０）の座標を求めることができる。同様に、点Ｑでの電位を検出することで点Ｑ（ｘ２，０）の座標を求めることができる。点Ｐ（ｘ１，０）と点Ｑ（ｘ２，０）との間の中心点Ｒ（（ｘ１＋ｘ２）／２，０）を操作者が指示した位置のＸ座標と定義すると、領域Ａがどのように変化しても、点Ｐ（ｘ１，０）と点Ｑ（ｘ２，０）を求めることで指示位置を決定できる。これは、矩形電極７７と矩形電極７９とを結ぶ方向をＹ軸方向としたときにも同様の手法によりＹ軸上の座標を決定することができる。これによって、座標（Ｘ，Ｙ）を指示位置の座標として決定できる。

アクチュエータキャップ１０を大きく左方向に動かした際には、球面部６３は、領域Ａよりも左側に位置する領域Ｂにてリング形状の電極７５と接触する。領域Ｂは、領域Ａとほぼ同様の真円でかつほぼ同一面積を有する。このため、領域Ｂの矩形電極７８に近い側のＸ軸上の点をＳ（ｘ３，０）とし、領域Ｂの矩形電極７６に近い側のＸ軸上の点をＴ（ｘ４，０）としたときの点Ｓと点Ｔとの間の中心点Ｕ（（ｘ３＋ｘ４）／２，０）は、領域Ａの中心点Ｒ（（ｘ１＋ｘ２）／２，０）よりも左側になる。

これは、アクチュエータキャップ１０をどの方向に操作しても、位置指示駆動体６０への押圧がほとんど変わらないためである。この実施の形態では、球面部６３がリング形状の電極７４およびリング形状の電極７５に接触後、図４に示すスライド部材３０がリング状シート４０に当接し、それ以後の下方への押圧が制限される。すなわち、リング状シート４０およびその下方のクランプリング５０は、位置指示駆動体６０の外側にあって、位置指示駆動体６０の球面部６３がリング形状の電極７４およびリング形状の電極７５に接触後、位置指示駆動体６０への押圧方向の力を受けて、球面部６３からＰＣＢ７０への押圧を制限する押圧制限部材に相当する。この結果、位置指示駆動体６０の球面部６３がリング形状の電極７５に接触する領域は、球面部６３の可動範囲内においてどのような方向に動いても、ほぼ真円で、ほぼ同一面積となる。加えて、球面部６３は、どのように動いても過度につぶれないので、領域Ａ，Ｂは従来に比べて小さい。この結果、球面部６３がリング形状の電極７５の検知可能な領域からはみ出す危険性を低減することができ、指示位置の検知に誤作動が生じにくくなる。

図１１は、第一の実施の形態に係るポインティングデバイスの構成上の変形例を示す断面図である。

図１１に示すポインティングデバイス１ａが図４に示すポインティングデバイス１と異なる点は、アクチュエータキャップ１０を操作していない状態において、スライド部材３０がリング状シート４０に接しており、隙間ｔ１が存在せず、かつ位置指示駆動体６０の球面部６３がＰＣＢ７０の上面（正確には、リング形状の電極７４とリング形状の電極７５の両方）に接しており、隙間ｔ２が存在していない点である。それ以外の構成は、前述のポインティングデバイス１と同じ構成である。

ポインティングデバイス１ａでは、アクチュエータキャップ１０を操作していない状態で、すでに位置指示駆動体６０の下方への押し込みがなされている状態である。このため、アクチュエータキャップ１０の操作時にはさらなる押し込みが行われず、球面部６３とリング形状の電極７５への接触面積のより一層の同一性を確保しやすい。また、この場合、非操作時に、矩形電極７６，７７，７８，７９の内のＶＣＣを印加している矩形電極とリング形状の電極７４との間で電流が流れている。しかし、球面部６３がリング形状の電極７４の中央の穴７４ａに接触し、リング形状の電極７４には非接触となるようなわずかな押し込みしかされないように構成することもできる。待機状態での消費電力を低減する観点では、球面部６３がリング形状の電極７４に非接触の状態になるように構成する方が有利である。さらに、省電力化を考慮しない場合には、図９（９Ｃ）に示すように、リング形状の電極７４を穴７４ａのない円形の電極７４ｂとしても良い。

２．第二の実施の形態
図１２は、第二の実施の形態に係るポインティングデバイスの分解斜視図である。図１３は、図１２に示すポインティングデバイスを、図２に示すポインティングデバイスのＡ−Ａ線と同様の線で切断したときの断面図である。第一の実施の形態と同様、以後、図１３のそれぞれ上方向、下方向、右方向、左方向に合わせて、上、下、右、左の各方向を定義する。

第二の実施の形態に係るポインティングデバイス１００は、上から下に向かって順に、アクチュエータキャップ１１０、ケース板１２０、スライド部材１３０、リング状シート１４０、ハウジング１５０、クランプリング１６０、位置指示駆動体１７０、印刷回路基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ： ＰＣＢ）１８０を組み合わせた構成を有する。

アクチュエータキャップ１１０は、樹脂製であって、上方に緩やかに凸になる円板形状の操作板１１１の底面に、当該操作板１１１より十分に小径の円柱体１１２を接合した形態を有する。

ケース板１２０は、樹脂製の平板である。ケース板１２０には、円柱体１１２の外径より十分に大きい径の貫通穴１２１が形成されている。また、後述のハウジング１５０と固定するための４個のねじ穴１２２が、その貫通穴１２１の外側に、その貫通穴１２１の中心を円の中心とする円周上において９０度間隔で１個ずつ配置されている。

スライド部材１３０は、樹脂製であって、円柱体１１２の外径よりわずかに大きな内径を有すると共にその上方に開口部を有する円筒部１３１と、当該円筒部１３１より十分に大径の円板１３２と、当該円板１３２の外径より小さくかつ上記円筒部１３１の外径より大きな外径を有すると共にその下方に開口部を有する円筒部１３３とを、それら１３１，１３２，１３３の各中心が一直線になるように上から下に向かって順に接合した形態を有する。円筒部１３１の外径は、ケース板１２０の貫通穴１２１の径よりも十分に小さい。図１３に示すように、円筒部１３３の下方開口部から上方に向かって凹部１３４が形成されている。その凹部１３４は、第一の実施の形態に係るポインティングデバイス１の構成部材の一つであるスライド部材３０の凹部３４と類似の形状を有する。凹部１３４の上面には、その略中央において下方に突出する凸部１３５と、その凸部１３５を中心とする円の外周において上方に窪む外周凹部１３６とが形成されている。

リング状シート１４０は、好適には、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂から成る薄いリング形状のシートである。リング状シート１４０の中央には、円形の貫通穴１４１が形成されている。貫通穴１４１の径は、スライド部材１３０の円筒部１３３の外径より十分に大きく、かつ円板１３２の外径より小さい。

ハウジング１５０は、樹脂製であって、略円環形状を有する。ハウジング１５０の上面側の中央には、下方に窪む円形の凹部１５１が形成され、その凹部１５１に連接して、凹部１５１より小径で上下方向に貫通する貫通穴１５２が形成される。凹部１５１の径は、リング状シート１４０の外径より大きい。リング状シート１４０は、凹部１５１の下面に単に配置されるが、その下面に接着剤等を介在させて凹部１５１の下面に接着されていても良い。貫通穴１５２の径は、リング状シート１４０の貫通穴１４１より少し小さく、かつスライド部材１３０の円筒部１３３より十分に大きい。ハウジング１５０の凹部１５１の外周側にある端面には、その凹部１５１の中心を円の中心とする円周上において９０度間隔で１個ずつ配置される合計４個のねじ穴１５３が形成されている。４個のねじ穴１５３は、ハウジング１５０を上下方向に貫通して形成されている。また、図１３に示すように、ハウジング１５０の下面側の中央には、上方に窪む凹部１５４が形成されている。凹部１５４の径は、貫通穴１５２の径よりも大きい。したがって、ハウジング１５０の中央には、上から下に向かって、凹部１５１、その凹部１５１より小径の貫通穴１５２、その貫通穴１５２より大径の凹部１５４が順に連接して形成されている。

クランプリング１６０は、樹脂製であって、外径の比較的大きなリング部１６１の上に外径の比較的小さなリング部１６２を固定した形状を有する。リング部１６２の外径は、ハウジング１５０の貫通穴１５２の径よりもわずかに小さい。リング部１６１の外径は、ハウジング１５０の凹部１５４の径よりもわずかに小さい。クランプリング１６０は、上方のリング部１６２をハウジング１５０の貫通穴１５２に挿入し、下方のリング部１６１をハウジング１５０の凹部１５４に嵌め込んだ状態で、ハウジング１５０にセットすることができる。また、クランプリング１６０の中央には上下方向に貫通する貫通穴１６３が形成されている。図１３に示すように、貫通穴１６３は、クランプリング１６０の下面に近い位置で小径になるように段差を有する形状である。クランプリング１６０の下面における貫通穴１６３の外側には、下方に突出する２本の円柱状の固定部材１６４が形成されている。

位置指示駆動体１７０は、樹脂製の略円柱形状の操作部１７１と、操作部１７１の下方に接続される薄型の略ドーム形状の導電性弾性体１７２とを接続した略ハット形状を有する。また、導電性弾性体１７２の中心下方には、下方にゆるやかに弧を描く球面部１７３が形成されている。位置指示駆動体１７０は、第一の実施の形態に係るポインティングデバイス１の構成部材の一つである位置指示駆動体６０と類似しており、操作部１７１が操作部６１と比べて縦長である点を除いて共通の形態を有する。したがって、ここでは、位置指示駆動体１７０の詳細な構成は省略する。位置指示駆動体１７０の操作部１７１の外径は、クランプリング１６０の貫通穴１６３の上方側の径より十分に小さい。また、導電性弾性体１７２は、位置指示駆動体１７０をクランプリング１６０の下方から挿入してセットした状態では、導電性弾性体１７２の外周部がクランプリング１６０の下面に近い段差の部分で上方への移動および回転ができないように固定される。

ＰＣＢ１８０は、ハウジング１５０のねじ穴１５３およびケース板１２０のねじ穴１２２と合う位置に、４個のねじ穴１８１を有する。図１３に示すように、ねじ１９０は、ＰＣＢ１８０の下から、ねじ穴１８１、ねじ穴１５３、ねじ穴１２２の順にねじこまれている。また、ＰＣＢ１８０には、クランプリング１６０の下面から下方に突出する２本の固定部材１６４を挿入可能な２個の貫通穴１８２が形成されている。ただし、ＰＣＢ１８０の厚さが固定部材１６４の長さよりも厚くして、貫通穴１８２に代えて、ＰＣＢ１８０の下方まで貫通しない凹部を形成するようにしても良い。また、ＰＣＢ１８０には、第一の実施の形態に係るポインティングデバイス１の構成部材の一つであるＰＣＢ７０上面に形成される複数の電極７４，７５，７６，７７，７８，７９と同じ電極が形成されている。

上記の構造のアクチュエータキャップ１１０、ケース板１２０、スライド部材１３０、リング状シート１４０、ハウジング１５０、クランプリング１６０、位置指示駆動体１７０およびＰＣＢ１８０を順に組み合わせると、位置指示駆動体１７０の操作部１７１の頭部はスライド部材１３０の凹部１３４内に覆われ、スライド部材１３０の円板１３２の下面とリング状シート１４０の上面との間に隙間ｔ１（例えば、ｔ１＝０．１ｍｍ）が形成され、位置指示駆動体１７０の球面部１７３とＰＣＢ１８０の上面（正確には、電極面）との間に隙間ｔ２（例えば、ｔ２＝０．１ｍｍ）が形成される。アクチュエータキャップ１１０をＰＣＢ１８０の面に平行な面内で自在に操作したときに、ハウジング１５０、クランプリング１６０、位置指示駆動体１７０は、ＰＣＢ１８０に対して回転せず、スライド部材１３０がアクチュエータキャップ１１０の動きに合わせて駆動される。スライド部材１３０が駆動されると、その裏側の凹部１３４に頭部を覆われる操作部１７１が駆動される。隙間ｔ１および隙間ｔ２が存在するため、球面部１７３がＰＣＢ１８０上のリング形状の電極７４とリング形状の電極７５の両方に接触するまでアクチュエータキャップ１１０を下方に押し込む必要がある。当該接触後には、スライド部材１３０の円板１３２がリング状シート１４０に接触して隙間ｔ１が無くなるので、それ以降の下方への押圧ができなくなる。すなわち、リング状シート１４０およびその下方のハウジング１５０は、位置指示駆動体１７０の外側にあって、位置指示駆動体１７０の球面部１７３がリング形状の電極７５に接触後、位置指示駆動体１７０への押圧方向の力を受けて、球面部１７３からＰＣＢ１８０への押圧を制限する押圧制限部材に相当する。また、操作部１７１の下方に接続される導電性弾性体１７２は屈曲自在に変形できるので、操作部１７１の下方に位置する球面部１７３は、ＰＣＢ１８０の上面に形成される複数の電極の領域を自在に動く。第一の実施の形態と同様、ｔ１＝ｔ２が理想的であるが、ｔ１＞ｔ２であっても良く、ｔ１＜ｔ２とすることも可能である。

図１４は、第二の実施の形態に係るポインティングデバイスの構成上の変形例を示す断面図である。

図１４に示すポインティングデバイス１００ａが図１３に示すポインティングデバイス１００と異なる点は、アクチュエータキャップ１１０を操作していない状態において、スライド部材１３０がリング状シート１４０に接していて隙間ｔ１が存在せず、かつ位置指示駆動体１７０の球面部１７３がＰＣＢ１８０の上面（正確には、リング形状の電極７４とリング形状の電極７５の両方）に接していて隙間ｔ２が存在していない点である。それ以外の構成は、前述のポインティングデバイス１００と同じ構成である。

ポインティングデバイス１００ａでは、アクチュエータキャップ１１０を操作していない状態で、すでに位置指示駆動体１７０の下方への押し込みがなされているので、先に述べたポインティングデバイス１ａと同様、球面部１７３とリング形状の電極７５への接触面積がより同一になる。また、非操作時において、矩形電極７６，７７，７８，７９とリング形状の電極７４との間で電流が流れているが、球面部１７３がリング形状の電極７４の中央の穴７４ａに接触し、リング形状の電極７４には非接触となるようなわずかな押し込みしかされないように構成することもできる。このような構成にすれば、待機状態での消費電力を低減することができる。

以上、本発明のポインティングデバイスの好適な実施の形態について説明したが、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、種々変形実施可能である。

例えば、図１５に示すように、ＰＣＢ上に配置される複数の電極の内、電位測定用の電極を、リング形状の電極７５（さらにその穴内部にリング形状の電極７４がある場合も含む）とせずに、１つの円形電極７５ａとしても良い。かかる円形電極７５ａを採用した場合においても、球面部６３（または球面部１７３）は、領域Ａ、Ｂのようなほぼ円形の領域にて円形電極７５ａと接触可能である。また、図示しないが、アース用の電極、電圧印加用の電極を、矩形電極７６，７７，７８，７９とせずに、円形等の矩形以外の形状の電極とすることもできる。

また、上述の各実施の形態では、アクチュエータキャップ１０，１１０から下方への押圧は、球面部６３，１７３がＰＣＢ７０，１８０の上面に接触後、リング状シート４０，１４０と、その下方のクランプリング５０あるいはハウジング１５０に加わり、位置指示駆動体６０，１７０に加わらないように制限されている。しかし、アクチュエータキャップ１０とスライド部材３０との間にハウジング２０の天面をしっかりと挟み、あるいはアクチュエータキャップ１１０とスライド部材１３０の円板１３２との間にケース板１２０をしっかりと挟む構成を採用し、アクチュエータキャップ１０，１１０から下方への押圧をハウジング２０あるいはケース板１２０にて受けるようにすることもできる。このような構成にすると、リング状シート４０，１４０と、その下方のクランプリング５０あるいはハウジング１５０が上方からの力を受ける構成にしなくても、位置指示駆動体６０，１７０にその押圧がかからない。

リング形状の電極７５はリング形状の１個の電極に限定されない。例えば、複数の電極をリングの形状になるように配置して、リング形状の電極７５を形成しても良い。また、リング状シート４０，１４０は、必須の構成ではなく、スライド部材３０，１３０がＰＣＢ７０，１８０の面と平行の面内を自在にスライドできる限り、その有無は問わない。さらに、ＰＣＢ７０，１８０は、ポインティングデバイス１，１ａ，１００，１００ａにとって必須の構成ではなく、ＰＣＢ７０，１８０を取り付けていない状態でポインティングデバイス１，１ａ，１００，１００ａを製造およびその後に流通させるようにしても良い。また、スライド部材３０，１３０の凹部３４，１３４に形成される外周凹部３６，１３６は、必須の構成ではない。操作部６１，１７１の頭部の形状に応じて、当該操作部６１，１７１の動作を阻害しないような形状であれば、外周凹部３６，１３６の有無あるいはその形状は問わない。さらに、少なくともクランプリング５０あるいはハウジング１５０が押圧制限部材である場合には、アクチュエータキャップ１０，１１０は必須の構成ではない。したがって、スライド部材３０，１３０の上部をそのまま上方に延ばした形態とし、その先端を操作するようにしても良い。

本発明は、電子機器の操作手段として利用することができる。

１ ポインティングデバイス
１ａ ポインティングデバイス
２０ ハウジング（押圧制限部材の一部）
３０ スライド部材
３４ 凹部
３６ 外周凹部
４０ リング状シート（押圧制限部材の一部）
５０ クランプリング（押圧制限部材の一部）
６０ 位置指示駆動体
６２ 導電性弾性体
６３ 球面部
６８ 外周底面（導電部）
７０ 印刷回路基板
７４ リング形状の電極（校正用の電極）
７４ａ 穴
７４ｂ 円形の電極（校正用の電極）
７５ リング形状の電極（電位測定用の電極）
７５ａ 円形電極（電位測定用の電極）
７６，７７，７８，７９ 矩形電極（アース用の電極、電圧印加用の電極）
１００ ポインティングデバイス
１００ａ ポインティングデバイス
１２０ ケース板（押圧制限部材の一部）
１３０ スライド部材
１３４ 凹部
１３６ 外周凹部
１４０ リング状シート（押圧制限部材の一部）
１５０ ハウジング（押圧制限部材の一部）
１７０ 位置指示駆動体
１７２ 導電性弾性体
１７３ 球面部
１８０ 印刷回路基板
ｔ１ 隙間

Claims (5)

1. アース用の電極と、電圧印加用の電極と、上記アース用の電極と上記電圧印加用の電極との間の位置における電位を測定するための電位測定用の電極とを互いに非接触状態で配置する印刷回路基板上に配置され、その駆動の際に上記電位測定用の電極上への接触位置に基づいて指示位置を決定する位置指示駆動体を備えるポインティングデバイスであって、
   上記位置指示駆動体は、その下方に、上記アース用の電極および上記電圧印加用の電極に接触する導電材料から成る導電部と、導電材料から成り、その駆動時に上記電位測定用の電極に接触可能である下方突出形状の球面部と、を有する導電性弾性体を備え、その球面部が上記電位測定用の電極の上方になるように上記印刷回路基板上に配置され、
   上記位置指示駆動体の上方にその頭部を覆うように配置され、上記印刷回路基板の平面と平行な面内をスライドさせて操作すると、上記位置指示駆動体を駆動できるスライド部材と、
   上記位置指示駆動体の外側にあって、上記位置指示駆動体の上記球面部が上記電位測定用の電極に接触後、上記位置指示駆動体への押圧方向の力を受けて、上記球面部から上記印刷回路基板への押圧を制限する押圧制限部材と、を備え、
   上記スライド部材における上記位置指示駆動体の頭部を覆う凹部の上面は、その中央部より上方に窪む外周凹部を有し、
   その外周凹部は、前記スライド部材をスライドした際に、前記位置指示駆動体の頭部の移動を阻害せず、上方に移動する当該頭部の角部を入れるように形成されていることを特徴とするポインティングデバイス。
2. 前記位置指示駆動体は、それを駆動していない状態では、前記球面部が前記電位測定用の電極と非接触になるように、前記印刷回路基板上に配置され、
   前記球面部が前記電位測定用の電極に接触するまでの間、前記スライド部材から前記位置指示駆動体に押圧を与えることができるように、前記押圧制限部材と前記スライド部材との間に隙間を有することを特徴とする請求項１に記載のポインティングデバイス。
3. 前記電位測定用の電極は、その中央に穴を有するリング形状の電極であることを特徴とする請求項１または２に記載のポインティングデバイス。
4. 前記電位測定用の電極の中央の穴に、前記電位測定用の電極と非接触にて、校正用の電極を形成していることを特徴とする請求項３に記載のポインティングデバイス。
5. 前記校正用の電極は、リング形状の電極であることを特徴とする請求項４に記載のポインティングデバイス。