JPH04172521A - ポインティング制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 コンピュータのディスプレイ上のポインターまたはカー
ソルをディスプレイ上の任意の位置へ移動させるだめの
ポインティング制御装置に関し、デスクトップコンピュ
ータのキーボード部及び携帯可能な小型コンピュータに
組み込み可能で且つ操作性を良好ならしめることを目的
とし、所定のスイッチ回路を形成したプリント基板をケ
ーシング内に組み込んだ、コンピュータのディスプレイ
上のポインターまたはカーソルをディスプレイ上の任意
の位置へ移動させるためのポインティング装置において
、上記ケーシングに指の屈折運動により操作する指の挿
入孔を形成するホール部材を可動に取り付けて構成する
。

〔産業上の利用分野〕

本発明はコンピュータのディスプレイ上のポインターま
たはカーソルをディスプレイ上の任意の位ｔへ移動させ
るためのポインティング制御装置に関する。

従来よりデータ処理におけるデータの入出力手段として
、コンピュータのＣＲＴ等のディスプレイの画面上に文
字や図形によるデータを表示しつつキーボードの他にデ
ジタイザ、マウス、ライトペン、トラックボール等の入
力手段を介して、対話的な操作を行ないながらデータを
作成する方法が用いられている。このような操作方法は
例えば、図形によるデータ処理を行なうＣＡＤや、シミ
ュレーション分野等に多（用いられている。

近年、データ処理、ＯＡ分野においても、データの入出
力装置として、キーボードの他にポインティングデバイ
スの使用を必須とした対話的な操作によって処理する。

Ｓ５アプリケージシンソフトが操作性の良さから増加し
つつある。

−４コンピユータ装置においては、コンピュータ本体、
キーボード及びディスプレイのそれぞれが独立したデス
クトップタイプのコンピュータから、コンピュータ本体
、キーボード、ディスプレイが一体となったラップトツ
ブタイプ、ノートタイプ、パームトップタイプへと携帯
に便利な軽量、小型化の傾向にある。

ポインティングデバイスにおいては、使用環境が拡大さ
れ、従来の机上設置による操作だけでなく、携帯用とし
て、コンピュータを膝の上、或いは掌にのせた状態で、
ポインティングデバイスが使用できることが要求されて
いる。このため、ポインティングデバイスは、従来のマ
ウス、デジタイザなどのように設置面積を必要とせず、
コンピュータ装置に組み込むことが望まれる。また従来
のデスクトップコンピュータにおいても、机上設置面積
を小さくする要求があるため、コンピュータ装置に組み
込むことが必要とされる。なお携帯用の場合は、電源は
電池を主とするため、各デバイスは低消費電力であるこ
とが必要である。

〔従来の技術〕

従来コンピュータ装置に組み込まれているポインティン
グデバイスとしては、第２０図に示すようなものがある
。同図に示すものは装置のキーボード１にセンサ（図示
せず）に接続されたバー２を設けておき、このバーを左
右に動かすことによりセンサを介してディスプレイ上の
ポインター又はカーソルを左右に移動させ、バー２を前
後に動かすことによりディスプレイ上のポインター又は
カーソルを上下に移動させるようになっている（例、特
開平１−５０３４１８号参照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかるに、第２０図に示す如き、上記従来のコンピュー
タ装置に組み込まれたポインティングデバイスにおいて
は、バー２がキーボード１の相当の面積を占有し大型と
なり、かつ斜め方向のカーソルまたはポインタの移動が
出来ない（即ち、Ｘ−Ｙ直交２平面において一度にＸ方
向あるいはＹ方向のみにしか動かせず斜め方向への移動
はＸ、　Ｙ方向移動の組合せで行うしかない）ので、使
い勝手が悪いという問題がある。

本発明はこのような問題点に鑑み、デスクトップコンピ
ュータのキーボード部及び携帯可能な小型コンピュータ
に組み込み可能で且つ操作性が良好なポインティング制
御装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明によれば、ケーシング
を有するコンピュータのディスプレイ上のポインターま
たはカーソルをディスプレイ上の任意の位置へ移動させ
るためのポインティング装置において、上記ケーシング
に指の屈折運動により操作する指の挿入孔を形成するホ
ール部材を可動に取り付けたことを特徴とするポインテ
ィング制御装置が提供される。

また上記ホール部材に永久磁石を設けると共にハウジン
グの下方に磁電変換素子を配設することにより、ホール
部材が任意の方向へ移動した位置を磁電変換素子の磁気
抵抗効果による電圧変化によって検出する。

〔作　用〕

ポインターまたはカーソルをディスプレイ上の任意の位
置へ移動させる際には大指し指をホール部材の孔内に挿
入して屈折させるだけでよい。ホール部材の移動量及び
方向は永久磁石と磁電変換素子とによる磁気抵抗効果に
より検知することができる。

またホール部材は指で操作することができるので小型化
が可能であり、コンピュータ装置のキーボードに組込む
ことができ、且つ操作は簡単である。

〔実施例〕

第１図及び第２図は本発明の第１の実施例を示す図であ
り、第１図は組立断面図、第２図は分解斜視図である。

図中、１１はホール部材、１２はホール部材１１の基部
形状を保持するカップリング、１３はホール部材１２を
保持するケーシング（ケース）である。ホール部材１１
の底部には永久磁石１４が埋設される。１５はスライダ
、１６　（１６ａ、１６ｂ）は磁気センサ、１８はスイ
ッチである。スイッチ１８は所定のスイッチ回路を形成
したプリント基板１７上に搭載され、ホール部材１１を
押下することにより作動される。これら磁気センサ１６
、ホール部材１１は、弾性材料例えばゴム材で成形され
、例えば人差し指を入れるのに適した形状の穴１１Ａを
形成する。永久磁石１４のかわりにホール部材１１を磁
性を有するゴムにより形成してもよい。

第２図に示す如く、磁気センサ（１６）及びスイッチ（
１８）はプリント基板１７に実装される。

カップリング（１２）はホール部材１１の基部にはめこ
み固定される。各部品は量産性のある加工部品であり、
部品点数も少なく、また積層型組立によって製造できる
ため、安価に提供することができる。

第３図は本発明に係るフィンガーホール装置を携帯可能
な小型コンピュータのキーボード部へ実装した外観を示
すもので、本発明のフィンガーボール装置は１０で示し
である。

第４図はホール部材１１の孔内に人差指を差込み、人指
し指の屈折動作によって操作する様子を示す。

第５図は人指し指を屈折させた時の状態を示し、人指し
指を屈折させることにより、ホール部材１１の底部に固
設される永久磁石１４の位置を移動させる。この磁石１
４の移動による検出方法を第６．７図を参照して説明す
る。

ホール部材１１に固定された永久磁石１４が指の移動に
伴ってＸ軸、Ｙ軸の任意座標へ移動すると、磁気抵抗素
子（センサ）１６ａ、１６ｂは永久磁石１４からの磁束
変化によりそれぞれ磁気抵抗効果により抵抗値が変化す
る。この場合磁気抵抗素子１６ａ、１６ｂを、それぞれ
の磁気検出方向をそれぞれ矢印の方向となるように配置
しておけばそれぞれの磁気抵抗変化がら磁石１４のＸ、
Ｙ方向の変位が検出できる。

この時の変位量を加速度制御することによりコンピュー
タのディスプレイ上のポインター又はカーソルを移動さ
せることができる。この制御の詳細は後述する。

実際の操作時では、指を用いて磁石１４を太き（移動さ
せるとコンピュータのディスプレイ上のポインター又は
カーソルは大きく移動し、微小移動させると微小にポイ
ンター又はカーソルを移動制御することができる。オペ
レータは指の動作によってディスプレイ上のポインター
又はカーソルを移動し、視覚によってディスプレイ上の
位置を確認して再び指を調整するといった一連の操作に
よりフィードバック制御されるため、操作性は十分良好
である。

第８図及び第９図は本発明の第２の実施例を示す図であ
り、第８図は組立断面図、第９図は分解斜視図である。

両図において第１図〜第７図に示す第１実施例と対応す
る部品は同一番号で示し、重複説明を省略する。尚、各
部品の形状は第１実施例と第２実施例とで多少相違して
いてもその機能は基本的に同一である。

尚、２６はホール部材工１を初期位置に復帰させるため
のばねを示し、ホール部材１１に設けた外周フランジ２
７とハウジング２２との間に介在せしめられる。

ホール部材１１は任意の方向へ移動可能なように、第２
実施例では、例えばケーシング１３の内側面に対称に形
成した２つの穴２１の中にカップリング１２の突起部２
３を挿入し、カップリング１２の突起部２３と９０°ず
れた位置に対称的に設けた穴部２５に、ホール部材１１
の上側面に設けた突起部２７を挿入する。これによりホ
ール部材１１が任意方向への移動可能である。

第１０図は実際に人指し指を挿入した時の状態を示す図
である。ホール部材１１は第５図の場合と同様に１、指
の関節を中心に指を屈折することによって指とともに移
動することが可能となる。

ホール部材１１の原点位置決め手段として、ホール部材
１１の低部に突起２８を設け、ホール部材１１が原点位
置（初期位置）にある時にこの突起２８はハウジング２
２に形成した対応凹所２４内に係止する。即ち、第８図
に示す初期位置に安定保持される。

ホール部材１工はその操作時に突起２８が凹所２４から
簡単に外れるが、上記コイル状のばね２６の反力により
原点へ復帰される。

第１１図は本発明の第３の実施例を示す断面図で、第１
図に示す構造に上記第２実施例の思想を適用したものに
相当する。

第１１図においてはホール部材が比較的弾性力の大きな
弾性材料で成形されているため、第８〜　′１０図に示
すスプリング２６は不要であり自身の弾性力によって原
点に復帰することができる。原点位置決め手段を構成す
るホール部材１１の底部突起２８を係入させるための凹
所２４はスライダ１５に形成されている。尚、３０はス
ライダ１５をホール部材１１に押し付ける方向に付勢す
るばねで、それにより突起２８は凹所２４内に安定保持
される。尚、第８図に示す実施例においてはばね２６が
このばね３０の機能も兼ねている。

第１２．１３図に示す位置検出方法の別の実施例を示す
。

第１２図においてホール部材１１に固設される永久磁石
１４’　はその着磁方向が垂直方向である（第６図の場
合は水平方向に着磁されている）。

１６’　は磁気抵抗素子（センサ）であり、永久磁石１
４′の直下に配置されている。磁気抵抗素子１６”は第
１３図に示すようにバーバーポール型磁気抵抗パターン
１６−１〜１６−４が基板３１上に形成され、それぞれ
対向する２個が直列に接続されている。そして端子Ａ、
Ｂ間及びＣＤ間に電圧を加えておけば、永久磁石１４°
の変位は直列に接続された磁気抵抗パターンに磁束が差
動的に作用し、永久磁石１４°の変位量に比例した電圧
が■。又はｖｃｎ端子から出力される。

このように磁気抵抗素子を用いて、磁気抵抗変化を利用
した検出機能であると低消費電力化が可能となる、構造
が簡単になる等の利点がある。

また、これとは別に、第１４．１５図に示す如く、永久
磁石１４”に対して４つの磁気抵抗素子１６−１．１６
−２．１６−３．１６−４を４方向へ配置してもよい。

この場合も着磁方向は垂直方向である。

第１６図及び第１７図によりスライダーの加速制御を説
明する。

第１６図は制御回路図であり、４３は磁石１４（１４’
）の移動量を検出する検出部（図は第１３図の実施例の
ものを示している）、４４はＡ／Ｄ変換器、４５はＭＰ
Ｕである。

磁気抵抗変化、エンコーダの回転量等を検出する検出部
４３から出力されるＸ軸移動信号及びＹ軸移動信号を増
幅してＡ／Ｄ変換器４４でデジタル変換した後、ＭＰＵ
４５にて加速度制御して出力する。この加速度制御を行
う際のフローチャートを第１７図（ａ）に示す。

第１７図（ａ）において、まず磁石のＸ軸側の移動量に
応して出力されるＸ軸側の出力電圧を測定して、これを
記憶する。次に同様にＹ軸側の移動量に伴う出力電圧を
測定して、これを記憶する。

ＭＰＵ４５内には第１７図（ｂ）に示すように、Ｘ軸、
Ｙ軸の電圧値に対応した加速度を示すカウント数を出力
するテーブルを備えている。例えば、Ｘ軸の電圧値が２
、Ｙ軸の電圧値が８の場合、それぞれカウント数１０と
４０とを出力することになり、単位時間あたりの移動信
号をＸ軸で１０回、Ｙ軸で４０回出力して、カーソルを
制御される。

このように、加速度制御を行うことでカーソル移動を実
現させると、磁石の移動量が少なくて済むことから、操
作が容易となる、装置を小型にすることができる等の利
点が生じる。

特に、横方向の寸法を小さくでき、例えばキーボード部
において、１キ一分のスペースに設置することができる
。

第１８Ａ、１８Ｂ図はホールの移動範囲を示したもので
ある。

第１８Ａ図においてホール部材１１（従って磁石１４）
が指により実線位置から一点鎖線位置まで傾斜せしめら
れた時の全移動量はｒ、＋ｒｚであり、そのうち−点鎖
線で示すｒｌを初期移動領域とすると、これを平面図で
見ると、第１８Ｂ図に示す如く初期移動領域は半径ｒ１
となる。指をホールに挿入する際の振れや、指をホール
に挿入した状態における指の微動作の領域がこの初期移
動領域に相当する。

第１９図はＭＰＵ４５内のテーブルの一実施例を示した
ものである。上記の初期移動領域ｒｔ内ではカーソル又
はポインターを停止させておくのが望ましく、そのため
、検出装置から出力された電圧が例えば電圧信号値８ま
でをカウント数０としてカウントしないことを示してい
る。これにより測定精度を向上させることができる。

〔発明の効果〕

以上説明した様に本発明によれば、ケーシングに指の挿
入孔を形成するホール部材を形成することにより、ポイ
ンティング装置の操作性が簡単、良好になるのみならず
、小型化、薄型化ができ、従って、消費電力の省力化が
図れ、ラップトツブタイプ、ノートタイプ、パームトッ
プタイプに搭載することが可能となる。またデスクトッ
プコンピュータのキーボードに組込んだ場合には、従来
のマウス、デジタイザーのような設置面積を必要とせず
省スペース化に寄与することができる。　　　　　′

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す組立断面図、 第２図は本発明の第１の実施例の分解斜視図、第３図は
本発明のポインティング制御装置を小型コンピュータの
キーボード部に実装した例を示す外観図、 第４図及び第５図は第１の実施例の操作例を示す図、 第６図及び第７図は磁石の変位検出方法を説明するため
の図、 第８図は本発明の第２の実施例を示す組立断面図、 第９図は本発明の第２の実施例の分解斜視図、第１０図
は第２実施例の使用状態を示す図、第１１図は本発明の
第３の実施例の要部を示す図、 第１２図および第１３図は磁石の変位検出方法の他の例
を説明するための図、 第１４図及び第１５図は磁石変位検出の更に別の実施例
を示す図、 第１６図は加速度制御を行なうための回路図、第１７図
は加速度制御のフローチャート、第１８Ａ、１８Ｂ図は
本発明におけるホール部材の作動領域及び初期作動領域
を示す図、第１９図はＭＰＵに記憶された検出電圧とカ
ウント数との関係を示す図、 第２０図は従来のコンピュータ装置に組み込まれている
ポインティングデバイスを示す図、である。 １１・・・ホール部材、１３・・・ケーシング、１４・
・・永久磁石、１６・・・磁気抵抗素子、１７・・・プ
リント基板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ケーシング（１３）を有するコンピュータのディス
   プレイ上のポインターまたはカーソルをディスプレイ上
   の任意の位置へ移動させるためのポインティング装置に
   おいて、上記ケーシングに指の屈折運動により操作する
   指の挿入孔（１１Ａ）を形成するホール部材（１１）を
   可動に取り付けたことを特徴とするポインティング制御
   装置。 ２、上記ホール部材（１１）は弾性部材により形成され
   ることを特徴とする請求項１記載のポインティング制御
   装置。 ３、上記該ホール部材（１１）の単位時間あたりの移動
   量を検出する検出手段（１５、１６ａ、１６ｂ）を設け
   、該検出手段の検出結果に基づいてポインターまたはカ
   ーソルを移動させることを特徴とする請求項２記載のポ
   インティング制御装置。 ４、上記検出手段（１５、１６ａ、１６ｂ）はホール部
   材（１１）の底部に固設される永久磁石（１４）と、そ
   の磁界内において上記プリント基板上に配設される磁電
   変換素子（１６ａ、１６ｂ）とにより形成されることを
   特徴とする請求項３記載のポインティング制御装置。 ５、上記ホール部材を原点位置に保持する保持手段（２
   ４、２８）を設けたことを特徴とする請求項４記載のポ
   インティング制御装置。 ６、上記保持手段（２４、２８）はホール部材（１１）
   に形成される突起（２８）と、プリント基板側に配設さ
   れるこの突起を係入する対応凹所（２４）とにより形成
   されることを特徴とする請求項５記載のポインティング
   制御装置。 ７、上記ホール部材を原点位置に復帰せしめる復帰手段
   （２６）を設けたことを特徴とする請求項６記載のポイ
   ンティング制御装置。 ８、プリント基板（１７）上にホール部材の押し下げに
   より作動せしめられるスイッチ素子を設けたことを特徴
   とする請求項７記載のポインティング制御装置。 ９、上記磁電変換素子（１６ａ、１６ｂ）の検出信号を
   ホール部材の加速度として制御する加速度制御手段を有
   することを特徴とする請求項４記載のポインティング制
   御装置。 １０、上記ホール部材の移動時に、その所定の初期移動
   領域においては加速度を０として処理する制御手段を設
   けたことを特徴とする請求項９記載のポインティング制
   御装置。