JP5616649B2

JP5616649B2 - マウス装置

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Publication number: JP5616649B2
Application number: JP2010028097A
Authority: JP
Inventors: 宇都宮　文靖; 文靖宇都宮; 道関　隆国; 隆国道関
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 2010-02-10
Filing date: 2010-02-10
Publication date: 2014-10-29
Anticipated expiration: 2030-02-10
Also published as: US20110193781A1; CN102147670B; CN102147670A; KR20110093543A; TWI479371B; JP2011165002A; KR101459808B1; US8334844B2; TW201128469A

Description

本発明はパソコン用のマウス装置に係わり、特に従来よりも消費電力が少なく、非常に使いやすいマウス装置に関する。

近年の電子機器の低消費電力化の要求により、パソコン用のマウス装置も低消費電力化の要求が高まっている。特に、ワイヤレスマウス装置に関しては、内蔵電池交換のわずらわしさを軽減するため、低消費電力化の要求がさらに高まっている。

図５に従来のマウス装置を示す。接続としては、電源２０６はタッチセンサ５０１と制御手段２０５に接続される。タッチセンサ５０１の出力は制御手段２０５に接続される。制御手段２０５の出力は、移動量検出手段２０１と変換手段２０２と送信手段２０３に接続される。移動量検出手段２０１の出力は変換手段２０２に接続される。変換手段２０２の出力は送信手段２０３に接続される。

移動量検出手段２０１は、マウス装置の移動量を検出する。変換手段２０２は、移動量検出手段２０１からの移動量を電気的信号に変換する。送信手段２０３は、変換手段２０２で変換された電気的信号をパソコンに送信する。タッチセンサ５０１は、マウス装置に手が触れているか否かをモニターし、結果を検出信号として出力する。制御手段２０５は、タッチセンサ５０１からの検出信号を用いてマウス装置の動作を制御する。電源２０６は、マウス装置を動作させる電力を供給する。

上記構成とすることで、手が触れている際はタッチセンサ５０１から手が触れている事を知らせる検出信号が出力される。そしてこの検出信号により、制御手段２０５はマウス装置を通常動作させるよう制御する。一方マウス装置に手が触れていない場合は、タッチセンサ５０１から手が触れていない事を知らせる検出信号が出力される。そしてこの検出信号により、制御手段２０５はマウス装置に手が触れていないことを認識し、マウス装置を消費電力の少ないスタンバイモードで動作させる。もしくは、マウス装置内の各手段への電力の供給をストップするよう制御する。

このように従来のマウス装置は、マウス装置に手が触れている時のみ通常動作させる。また、マウス装置に手が触れていないときは、マウス装置を停止する、もしくはスタンバイモード等の低消費電力モードで動作させる、もしくはマウス装置内の各手段への電力供給のストップ等を行うことで低消費電力となる構成としている。（例えば、特許文献１参照）。

図５で示したタッチセンサ５０１の代わりに振動センサや加速度センサを設けた構成もある。この振動センサや加速度センサはマウス装置の移動を検出し、所定時間検出がないと、マウス装置の停止する、もしくはスタンバイモード等の低消費電力モードでの動作させる、もしくはマウス装置内の各手段への電力供給のストップ等を行うことで低消費電力化する。（例えば、特許文献２参照）

特開平１０−１２４２５０（図１）特開平１１−２２４１５８（図１）

従来のマウス装置はタッチセンサを用いている。マウス装置に手が触れていない時は、マウス装置の停止する、もしくはスタンバイモード等の低消費電力モードでの動作させる、もしくはマウス装置内の各手段への電力供給のストップ等を行うことで低消費電力化する（以下低消費電力動作と呼ぶ）。最近のマウス装置は小型化されているため、マウス装置の上に手を置いてマウス装置を移動あるいは操作しても、マウス装置の一部分しか手を触れない場合が多くある。この場合、タッチセンサではマウス装置に手が触れている事を検出できず、低消費電力動作のままとなる。このため、きちんと手を触れて操作しないとマウス装置が動作せず使い辛いという課題がある。また、タッチセンサは電力を消費するため、消費電力が増加するという課題もある。さらに、ワイヤレスマウス装置ではかばん等に入れた場合、タッチセンサに手が触れている事とかばん等の内側に触れている事を区別できず誤動作することがある。このため、誤動作によって消費電力が増加し、電池交換の期間が短くなり、電池交換の手間が増加するという課題もある。

振動センサや加速度センサを用いた場合は、マウス装置の移動により通常動作へ移行し、停止により低消費電力動作へ移行する。そして、一度通常動作で動作した後マウス装置の停止によって低消費電力動作へ移行が可能となる。このため、一度マウス装置を移動した後に停止しないと低消費電力動作へ移行できず、使い辛いという課題がある。また、タイマー回路を内蔵しており、マウス装置に所定レベル以上の振動が加わらない場合は、一定時間後に低消費電力動作へ移行する構成となっている。このため、マウス装置の移動がない場合、すぐには低消費電力動作へ移行せず、無駄な電力を消費してしまうという課題もある。さらに、振動センサや加速度センサは電力を消費するため、消費電力が増加するという課題もある。さらに、ワイヤレスマウス装置ではかばん等に入れた場合、振動や加速度が加わることが頻繁にあり誤動作することがある。このため、誤動作によって消費電力が増加し、電池交換の期間が短くなり、電池交換の手間が増加するという課題もある。

本発明は上記課題に鑑みてなされ、従来のマウス装置よりも使い勝手が良く、消費電力が少ないマウス装置を提供する。また、ワイヤレスマウス装置ではかばんに入れたときの誤動作を防止し、消費電力増加を防ぎ、電池交換の手間を減らしたワイヤレスマウス装置を提供する。

本発明のマウス装置は、上記従来のマウス装置の課題を解決するために、移動量を電気的信号に変換して出力する通常動作と通常動作より消費電力の少ない低消費動作の動作モードを備えると共に、マウス装置を手で操作する際に、操作する手で遮光される部分に遮光検出用光センサを備え、この遮光検出用光センサが遮光される場合は、マウス装置を通常動作させ、この遮光検出用光センサが遮光されない場合は、マウス装置を低消費動作で動作させる構成とした。

本発明のマウス装置は低消費電力な光検出手段を用いる事で、従来のマウス装置より消費電力を少なく使い勝手を良くすることが出来る。

本発明のマウス装置における第１の実施形態を示す概略構成図である。本発明のマウス装置の回路構成を示す概略回路ブロック図である。本発明のマウス装置における光検出手段の概略回路図である。本発明のマウス装置における第２の実施形態の光検出手段の概略回路図である。従来のマウス装置の回路構成を示す概略回路ブロック図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。

＜第１の実施形態＞
図１は、本発明のマウス装置における第１の実施形態を示す概略構成図である。図１の（Ａ）図は、マウス装置を上面から見た構成図で、図１の（Ｂ）図は裏面から見た構成図である。

図１の（Ａ）図に示す様に、マウス装置１０１は、第１のボタン１０２と、第２のボタン１０３と、ホイール１０４と、第１の光センサ１０５と、第２の光センサ１０６とで構成される。

第１の光センサ１０５は、マウス装置１０１を手で操作する際に隠れる部分に設置され、手が触れている事を検出する。第２の光センサ１０６は、マウス装置を手で操作する際に隠れない部分に設置され、周囲の明るさを検出する。

周囲が明るくマウス装置１０１に手が触れている時は、第１の光センサ１０５に入射される光量が少なくなり、第２の光センサ１０６に入射される光量が多くなる。この場合は、マウス装置１０１を通常動作させる。

周囲が明るくマウス装置１０１に手が触れていない時は、第１の光センサ１０５に入射される光量が多くなり、第２の光センサ１０６に入射される光量も多くなる。この場合は、マウス装置を停止する、もしくはスタンバイモード等の低消費電力モードで動作させる、もしくはマウス装置内の各手段への電力供給のストップ等を行うことで低消費電力化する（以下、低消費電力動作と呼ぶ）。

周囲が暗い時は、第２の光センサ１０６に入射される光量が少なくなる。この場合は、マウス装置１０１に手が触れていても低消費電力動作を行う。第１の光センサ１０５は、周囲が暗い事とマウス装置に手が触れている事を区別出来ないため、第２の光センサ１０６で周囲の明るさを検出することで区別している。

よって、周囲が明るい場合は、マウス装置１０１を手で操作する時のみ通常動作する。そして、マウス装置１０１から手が離れた時は、マウス装置１０１を低消費電力動作させる。周囲が暗い場合は、マウス装置１０１を低消費電力動作させる。

図１の（Ｂ）図で示す様に、マウス装置１０１の裏面は、スイッチ１０７と移動量検出手段１０８で構成される。スイッチ１０７はオンすることで常にマウス装置を通常動作させる機能を持つ。このため、周囲が暗い場合でもスイッチ１０７をオンすると常に通常動作させることができる。

図２は本発明のマウス装置の回路構成を示す概略回路ブロック図である。マウス装置は、移動量検出手段２０１と、変換手段２０２と、送信手段２０３と、光検出手段２０４と、制御手段２０５と、電源２０６とで構成されている。

接続としては、電源２０６は光検出手段２０４と制御手段２０５に接続される。光検出手段２０４の出力は制御手段２０５に接続される。制御手段２０５の出力は、移動量検出手段２０１と変換手段２０２と送信手段２０３に接続される。移動量検出手段２０１の出力は変換手段２０２に接続される。変換手段２０２の出力は送信手段２０３に接続される。

次に動作について説明する。
電源２０６は、各手段の駆動電力を供給する。移動量検出手段２０１は、マウス装置の移動量を検出する。変換手段２０２は、移動量検出手段２０１で検出したマウス装置の移動量を電気的信号に変換する。送信手段２０３は、変換手段２０２で変換されたマウス装置の移動量に相当する電気信号をパソコン等へ出力する。光検出手段２０４は、図１で示した第１の光センサ１０５と第２の光センサ１０６を有し、これら光センサの検出結果を出力する。制御手段２０５は、光検出手段２０４の出力を基に移動量検出手段２０１や変換手段２０２や送信手段２０３の動作を切り替える。

本発明のマウス装置は、このようにして第１の光センサ１０５と第２の光センサ１０６の検出結果を制御手段２０５に出力し、動作モードを切り替えることができる。

以上述べてきたように、本発明のマウス装置は、マウス装置を操作する際に手で隠れる部分に光センサを配置し、この光センサに入射する光が手で遮光された場合にマウス装置を通常動作させる構成である。よって、この光センサに入射させる光をある程度遮光すれば、この光センサが暗くなったと判断する設定とすれば、手をマウス装置にきちんと触れなくても、マウス装置を動作させることができる。従って、従来のタッチセンサを用いたマウス装置で課題であった、手をマウス装置にきちんと触れないとマウス装置が通常動作できないといった課題を、本発明のマウス装置では解決できる。

また、本発明のマウス装置は、上記したようにマウス装置を手で操作しようとした瞬間に通常動作し、マウス装置から手を離した瞬間に、停止したり、スタンバイモード等の低消費電力モードで動作させたり、マウス装置１０１内の各手段への電力の供給をストップしたりする。従って、従来の振動センサや加速センサを用いたマウス装置で課題であった、マウス装置を移動したりといった無駄な動作をさせることで、振動や加速度を発生させないと、マウス装置が通常動作しないといった課題を、本発明のマウス装置は解決できる。そして、さらには、従来の振動センサや加速センサを用いたマウス装置で課題であった、直ぐに停止したり、スタンバイモード等の低消費電力モードで動作させたり、マウス装置１０１内の各手段への電力の供給をストップしたりすることが出来ず、そのロス時間分消費電流が増大する課題も、本発明のマウス装置は解決することができる。

さらに、本発明のマウス装置は、周囲の明るさを検出する光センサを有し、この光センサにより周囲が暗いと判断した場合、マウス装置を停止したり、スタンバイモード等の低消費電力モードで動作させたり、マウス装置１０１内の各手段への電力の供給をストップしたりする構成である。従って、本発明のマウス装置をワイヤレスマウス装置とした場合で、このワイヤレスマウス装置をかばん等で持ち運ぶ際、かばん等の中が暗ければ、このワイヤレスマウス装置は誤動作することは全く無い。つまり、従来のタッチセンサや振動センサや加速センサを用いたマウス装置で課題であった、かばん等で持ち運ぶ際の誤動作期間により消費電力が増大するため、電池交換の手間が増えると言った課題も、本発明のマウス装置をワイヤレスマウス装置とした場合には、解決することができる。

図３は、本発明のマウス装置１０１における光検出手段２０４の概略回路図である。図３に示すように、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ３０１は、ソースがプラス電源端子ＶＤＤに接続され、ゲートがノードＮ１に接続され、ドレインが定電流回路３１１の電流流入端子に接続される。ＮチャネルＭＯＳトランジスタ３０６は、ソースが基準電源端子ＧＮＤに接続され、ゲートがノードＮ２に接続され、ドレインが出力端子３３０に接続される。ＰチャネルＭＯＳトランジスタ３０２は、ソースがプラス電源端子ＶＤＤに接続され、ゲートが出力端子３３０に接続され、ドレインが定電流回路３１２の電流流入端子に接続される。ディプレッション型ＮチャネルＭＯＳトランジスタ１０５は、ソースがノードＮ２に接続され、ゲートが基準電源端子ＧＮＤに接続され、ドレインがノードＮ１に接続される。定電流回路３１０は、電流流入端子がノードＮ２に接続され、電流流出端子が基準電源端子ＧＮＤに接続される。定電流回路３１１は、電流流出端子が出力端子３３０に接続される。定電流回路３１２は、電流流出端子がノードＮ１に接続される。光センサ３２０は、プラス端子がノードＮ２に接続され、マイナス端子が基準電源端子ＧＮＤに接続さる。図示はしないが、プラス電源端子ＶＤＤに電源からプラスの電圧が供給され、基準電源端子ＧＮＤに電源からゼロボルトの電圧が供給される構成である。なお、定電流回路３１０と定電流回路３１２の定電流値は、定電流回路３１０の方が多くなるように設定される。

次に動作について説明する。周囲が明るく検出する光量以上の光が光センサ３２０に入射されると、光センサ３２０の発電電力によりノードＮ２の電圧が上昇する。そして、ディプレッション型ＮチャネルＭＯＳトランジスタ３０５をオフさせ、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ３０６をオンさせる。出力端子３３０の電圧はＮチャネルＭＯＳトランジスタ３０６のオン電流により、基準電源端子ＧＮＤの電圧付近まで放電される。そして、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ３０２をオンさせ、ノードＮ１の電圧をプラス電源端子ＶＤＤの電圧付近まで上昇させる。ノードＮ１の電圧をプラス電源端子ＶＤＤの電圧付近まで上昇させるので、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ３０１はオフしていく。こうして、周囲が明るい時は出力端子３３０にロウレベルを出力する。そして、電流が流れる経路をＭＯＳトランジスタで遮断するため、消費電流をほとんど消費しない。

周囲が暗く検出する光量未満の光が光センサ３２０に入射されると、光センサ３２０の発電電力が少ないので、ノードＮ２の電圧は定電流回路２１０の定電流放電により低下する。そして、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ３０６をオフさせ、ディプレッション型ＮチャネルＭＯＳトランジスタ３０５をオンさせる。ノードＮ１の電圧はディプレッション型ＮチャネルＭＯＳトランジスタ３０５のオン電流により、基準電源端子ＧＮＤの電圧付近まで放電される。そして、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ３０１をオンさせ、出力端子３３０の電圧をプラス電源端子ＶＤＤ付近の電圧まで上昇させる。出力端子３３０をプラス電源端子ＶＤＤの電圧付近まで上昇させるので、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ３０２はオフしていく。こうして、周囲が暗い時は出力端子３３０にハイレベルを出力する。そして、電流が流れる経路をＭＯＳトランジスタで遮断するため、消費電流をほとんど消費しない。

こうして、本発明のマウス装置１０１における光検出手段２０４は、周囲が明るい場合は出力端子３３０にロウレベルを、周囲が暗い場合は出力端子３３０にハイレベルを出力する。また、周囲の明暗に係わらず電流が流れる経路が常に遮断されてため消費電流をほとんど消費しない。従って従来のマウス装置より消費電力をはるかに小さくする事ができる。

以上により、従来のタッチセンサや振動センサや加速度センサを用いたマウス装置にでは、これらセンサが検出するためだけに消費電力を消費していたが、本発明の光検出手段を用いたマウス装置は、光をセンスする消費電力がほとんど無い。従って、本発明の光検出手段を用いたマウス装置では、この消費電力が無い分、低消費電力となる。特に、マウス装置が停止したり、マウス装置内の各手段への電力の供給をストップしたりしている場合、本発明の光検出手段は、ほとんど消費電力が無いので、本発明の光検出手段を用いたマウス装置では、ほとんど消費電流は無い。従って、マウス装置が使われない期間が長い場合においては、従来のマウス装置よりもはるかに消費電力が小さくなるし、ワイヤレスマウス装置の場合では、従来は、電池を頻繁に交換する必要があったが、本発明の光検出手段を用いたワイヤレスマウスでは、電池交換までの期間が非常に長くなる。

なお、図示はしないが一般的な光検出手段を用いても、消費電流以外の本発明のマウス装置の機能や特徴を実現でき、従来のマウス装置よりも消費電力を少なくする事ができる。また、図３のトランジスタの極性を全て逆にしても同じ効果を得る事ができる。

また、図示はしないが図１の第１の光センサ１０５の発電電力を１倍以上に増幅させ、第２の光センサ１０６の発電電力からマイナスした結果を、図３のノードＮ２に入力させてもよい。

また、図示はしないが第１の光センサ１０５だけで構成し、マウス装置に手が触れている事のみを検出し低消費電力動作で動作させてもよい。また、第２の光センサ１０６だけで構成し、周囲の明るさのみを検出し低消費電力動作で動作させてもよい。

＜第２の実施形態＞
図４は、本発明のマウス装置１０１における第２の実施形態の光検出手段２０４の概略回路図である。図２に示す光検出手段２０４に図４の第２の実施形態の光検出手段を用いている。図４に示すように、ディプレッション型ＮチャネルＭＯＳトランジスタ４０２は、ソースがノードＮ１に接続され、ゲートが出力端子４３０に接続され、ドレインがプラス電源端子ＶＤＤに接続される。ＰチャネルＭＯＳトランジスタ４０３は、ソースがノードＮ１に接続され、ゲートがノードＮ２に接続され、ドレインが出力端子４３０に接続される。ＮチャネルＭＯＳトランジスタ４０４は、ソースが基準電源端子ＧＮＤに接続され、ゲートがノードＮ２に接続され、ドレインが出力端子４３０に接続される。光センサ３２０は、プラス端子がノードＮ２に接続され、マイナス端子が基準電源端子ＧＮＤに接続さる。定電流回路４０１は、電流流入端子がノードＮ２に接続され、電流流出端子が基準電源端子ＧＮＤに接続される。図示はしないが、プラス電源端子ＶＤＤに電源からプラスの電圧が供給され、基準電源端子ＧＮＤに電源からゼロボルトの電圧が供給される構成である。

次に動作について説明する。周囲が明るく検出する光量以上の光が光センサ３２０に入射されると、光センサ３２０の発電電力によりノードＮ２の電圧が上昇する。そして、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ４０３をオフさせ、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ４０４をオンさせる。出力端子４３０の電圧はＮチャネルＭＯＳトランジスタ４０４のオン電流により、基準電源端子ＧＮＤの電圧付近まで放電される。こうして、周囲が明るい時は出力端子４３０にロウレベルを出力する。また、電流が流れる経路をＭＯＳトランジスタで遮断するため、消費電流をほとんど消費しない。

周囲が暗く検出する光量未満の光が光センサ３２０に入射されると、光センサ３２０の発電電力が少ないので、ノードＮ２の電圧は定電流回路４０１の定電流放電により低下する。そして、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ４０４をオフさせ、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ４０３をオンさせる。ＰチャネルＭＯＳトランジスタ４０３はソースフォロアとして動作し、ノードＮ１の電圧を低下させ、ディプレッション型ＮチャネルＭＯＳトランジスタ４０２をオンさせる。出力端子４３０の電圧は、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ４０３を介して供給されるディプレッション型ＮチャネルＭＯＳトランジスタ４０２のオン電流により、プラス電源端子ＶＤＤの電圧付近まで上昇する。こうして、周囲が暗い時は出力端子４３０にハイレベルを出力する。また、電流が流れる経路をＭＯＳトランジスタで遮断するため、消費電流をほとんど消費しない。

以上により、本発明のマウス装置１０１における第２の実施形態の光検出手段２０４は、周囲が明るい場合は出力端子４３０にロウレベルを、周囲が暗い場合は出力端子４３０にハイレベルを出力する。また、周囲の明暗に係わらず電流が流れる経路が常に遮断されてため消費電流をほとんど消費しない。従って従来のマウス装置より消費電力をはるかに小さくする事ができる。

なお、図示はしないが一般的な光検出手段を用いても、消費電流以外の本発明のマウス装置の機能や特徴を実現でき、従来のマウス装置よりも消費電力を少なくする事ができる。また、図４のトランジスタの極性を全て逆にしても同じ効果を得る事ができる。

また、図示はしないが図１の第１の光センサ１０５の発電電力を１倍以上に増幅させ、第２の光センサ１０６の発電電力からマイナスした結果を、図４のノードＮ２に入力させてもよい。

１０１マウス装置
１０２第１のボタン
１０３第２のボタン
１０４ホイール
１０５第１の光センサ
１０６第２の光センサ
１０７スイッチ
１０８移動量検出手段

Claims

移動量を電気的信号に変換して出力する通常動作と、前記通常動作より消費電力の少ない低消費動作と、を含む複数の動作モードを備えたマウス装置であって、
手で操作する際に遮光される場所に設置され、入射する光によってＰＮ接合素子が発電した電力を検出し、前記マウス装置が操作されている事を検出する第一の光検出手段と、
手で操作する際に遮光されない場所に設置され、入射する光によってＰＮ接合素子が発電した電力を検出し、周囲の明暗を検出する第二の光検出手段と、を備え、
第一及び第二の光検出手段は、電源端子と基準電源端子の間に前記ＰＮ接合素子による光電流を流さないように構成され、
前記第一及び第二の光検出手段の出力によって前記複数の動作モードを切替えることを特徴とするマウス装置。
前記第一及び第二の光検出手段は、
入射する光で発電した電力によって第２のノードを充電する前記ＰＮ接合素子と、
前記第２のノードを放電する第２の定電流回路と、
ゲートに前記基準電源端子の電圧が入力され、ソースに前記第２のノードの電圧が入力され、オン電流により第１のノードを放電するディプレッション型ＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
ゲートに前記第１のノードの電圧が入力され、オン電流により第３の定電流回路を介して、出力端子を充電する第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと、
ゲートに前記第２のノードの電圧が入力され、オン電流により前記出力端子を放電するＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
ゲートに前記出力端子の電圧が入力され、オン電流により第１の定電流回路を介して、前記第１のノードを充電する第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載のマウス装置。
前記第一及び第二の光検出手段は、
入射する光で発電した電力によって第１のノードを充電する前記ＰＮ接合素子と、
前記第１のノードを放電する定電流回路と、
ゲートに前記第１のノードの電圧が入力され、オン電流により出力端子を放電するＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
ゲートに前記第１のノードの電圧が入力されるＰチャネルＭＯＳトランジスタと、
ゲートに前記出力端子の電圧が入力され、オン電流により前記ＰチャネルＭＯＳトランジスタを介して、前記出力端子を充電するディプレッション型ＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載のマウス装置。
前記マウス装置を常に前記通常動作させるスイッチと、
を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のマウス装置。