JPH0462624A - 光学式マウス - 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】 ［産業上の利用分野〕 未発１１は、パッド」二の位置情報を読み取って位置信
号をデイスプレィに供給する光学式マウスに関する。

［従来の技術］ パーソナルコンピュータのデイスプレィ上のカーソルと
連動して、このカーソルをＸＹ力方向自由に動かす位置
入力装置としてマウスがある。

このうち、特表昭５８−５００７７７号公報に記載され
ているような光学式マウスは、たとえばパッド」二の光
学的に検知し得るパターンを光で読み取ることにより、
カーソルを自由に動かずことができる。

このような光学式マウスは１発光源と検出器を持ってお
り、さらにこれらの間の光路」−にレンズおよびミラー
を持っている。また、発光源としては、レーザー、発光
ダイオードなどが用いられ、検出器において受光される
光から光学式マウスの移動量、移動方向を感知するため
に、検出器には、マトリックス状の多素子フォトダイオ
ードのような光電感応性受光素子からなる受光器が用い
られている。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のような光学式マウスでは、上記光路上にレンズお
よびミラーを設けているため、光学式マウスの体積がか
さばり、その形状も制約される。

また、それらのレンズ、ミラー、上記発光源および検出
器のそれぞれについて、高い位置精度が要求され、衝撃
等に起因する僅かな位置ずれによって容易に故障する可
能性がある。さらに、上記検出器に用いられる受光器か
ら、光学式マウスの移動量、移動方向についての情報を
含む電気信号を得るために、この受光器は、複数に分割
されて２次元的に配列された多素子フォトダイオードな
どが用いられる。その結果、光電感応性受光素子からな
る受光器の構造が複雑になってしまう。

本発明の目的は、衝撃等による故障が少なく、小型軽量
でかつデザインの自由度が高く、簡単な構造の受光器を
用いることが可能な光学式マウスを提供することである
。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は、発光源と、この
発光源からの出射光がパッドにて反射された反射光を検
出する検出器とを有し、Ｌ記バッド上を移動することに
より、パッドが有する位置情報を上記反射光によって読
み取り、その読取り信号を信号処理回路に供給して、こ
の信号処理回路から位置信号を出力させる光学式マウス
において、上記バー７ドにより反射された反射光の光路
−Ｌに、この反射光を上記検出器まで導く光ファイバー
群を備えている。

また、光ファイバー群は、パッドに面する側においてマ
トリックス状に配列するのが好ましい。

さらに、上記反射光の光路上のみではなく、発光源から
パッドまでの光路トにも光ファイバー配置することがで
きる。

［作用］ 上記構成によれば、少なくとも反射光の光路上のレンズ
およびミラーが、小型軽量で柔軟性に富む光ファイバー
に置き変わるので、発光源、受光器などの位置精度が緩
和されるとともに、光学式マウス全体が小型軽量になり
、デザインの自由度も増大する。

また、信号処理回路において容易に位置信号を生成させ
るために、光ファイバー群をパッドに面する側において
マトリックス状に配列した場合、光ファイバーの柔軟性
を利用して、光ファイバー群の受光器に面する側を簡単
なアレイ状とすることにより、受光器を構成する光電感
応性受光素子の配列も簡単なアレイ状とすることが可能
になる。

さらに、上記反射光の光路上のみではなく、発光源から
パッドまでの光路上にも光ファイバーを配置しておけば
、上記位置精度の緩和、小型軽量化およびデザインの自
由度の増大が、−層効果的に達成される。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面にしたがって説明する。

第１図は光学式マウス２４の全体斜視図を示す、ホスト
コンピュータ２５が机２３上にある。

また、机２３上にはパッド４が置かれており、このパッ
ド４には、光学的に検知し得る位置情報を示すパターン
が形成されている。上記光学式マウス２４をパッド４上
で移動操作し、デイスプレィ２１−Ｌのカーソル２２を
目的の位置に移動させる。

第２図は本発明による光学式マウスの光学系の代表例を
概略的に示している。光学式マウス２４のケース２６内
には、発光源ｌと、この発光源ｌからの出射光Ｐがパッ
ド４にて反射された反射光Ｑを検出する検出器３と、」
−２反射光Ｑの光路−Ｌに配置された複数本の光ファイ
バーからなる光ファイバー群２とが配置されており、パ
ッド４からの反射光Ｑは、上記光ファイバー１￥２に入
射し、検出器３に導かれる。

光ファイバー群２の検出器３側の端面２ａは、光ファイ
バーの柔軟性により、任意の配置が可能なため、これに
応じて、検出器３における受光素子の配列設計も容易に
なる。ここで、発光源ｌには、レーザ、発光ダイオード
などを用い、検出器３には、多素７フオトダイオードや
、それ以外にも同様の機能が果たせるフォ））ランジス
タのような受光器を用いる。

第３図に検出器３として、アレイ状の多素子フォトダイ
オード１９を用いた例を示す、に述のどおり、光路」−
に柔軟性に富む光ファイバー群２を有するので、多素子
フォトダイオード１９の設計には自由度が大きい、した
がって、光ファイバー群２の検出器側端面２ａを単純な
１次元、つまりアレイ状の配置にしておけば、受光素子
２０ａ。

２０ｂ−・＊　２０ｚを、アレイ状に配列された安価な
多素子フォトダイオード１９で構成できる。

第２図において、検出器３には、ホストコンピュータ２
５内に設けられた信号処理回路５が接続されている。信
号処理回路５は、演算回路５１、信号の立Ｊ−リ・立下
り検出回路５２、移動方向検出回路５３および移動量計
測回路５４を備えている。検出器３は、上記パッド４−
」−を光学式マウス２４が移動することにより、パッド
４が有する位置情報（パターン）を」二記反射光Ｑによ
って読み取って、読取り信号Ｒを出力し、この読取り信
号Ｒを信号処理回路５が受けて信号処理し、光学式マウ
ス２４に対応したカーソル２２（第１図）の位置を示す
位を信号Ｓをデイスプレィ２１に出力する。

パッド４かもの反射光Ｑは、パッド４の縦横の周期的な
パターンに応じて、反射光量の多い部分と少ない部分が
存在し、光ファイバー群２を構成する各光ファイバーに
入射する光量に差ができる。これらを検出器３によって
、電気信号（読取り信号Ｒ）に変換し、この電気信号に
基づいて、信号処理回路５で光学式マウス２４の移動量
および移動方向を求める。このため、光ファイバー群２
のバー２ド４側の端面２ｂの各光ファイバー、およびパ
ッド４上の縦横の周期的なパターンは、光学式マウス２
４の移動量および移動方向を求めるために好適な種々の
配置となる。

第４図および第５図に、パッド４の一例を示す、第４図
において、シート状のパッド４は、縦横に延びて一定の
周期で直交する格子６を有しており、この格子６が位置
情報を表すパターンとなる。第５図は格子６の拡大斜視
図であり、格子６は発光源ｌからの光に対して反射率の
高い部分であり、他の部分７は格子６に比較して反射率
が低い、これは、従来の光学式マウス用のパッド基板と
して使用されているものと同様のものである。

第６図は光ファイバー群２のパッド４側の端面２ｂの一
例を示し、この端面２ｂは、マトリックス状の配列とな
っている。この光ファイバー群２では、１２本の光ファ
イバーの各端面８が、パッド４側に配置されており、各
６個ずつが、Ｘ方向には１対の第１分割パターン９．１
０を形成し、Ｙ方向には１対の第２分割パターン１１．
１２を形成している。

これら分割パターン９〜１２とパッド４に形成された格
子６との関係を第７図に示す、Ｙ方向の第２分割パター
ン１１．１２の間隔ｐｙに対して、Ｘ方向に延びる格子
６のＹ方向幅Ｗは、ｐｙの９０〜１００％になるように
設定されている。Ｙ方向に延びる格子６のＸ方向幅も上
記Ｗに等しく、やはり、Ｘ方向の第１分割パターン９．
１０の間隔Ｐ！の９０〜１００％に設定されている。

１２本の光ファイバーに入射する光量をＡ〜０としたと
き、これらに対応した検出器３の出力信号、つまり、パ
ッド４上の位置情報の読取り信号Ｒから、信号処理回路
５の演算回路５１（第２図）において、第８図に示す演
算式にしたがって２相の電気信号ＸＡ　、ＸＢ　、ＹＡ
　、ＹＢを作る。

電気信号ＸＡ、ＸＢの立上り、立下りを立上り・立下り
検出回路５２で検知し、その検知信号から、移動方向検
出回路５３および移動量計測回路５４において、Ｘ方向
に沿った移動方向（正負）および移動量を検出すること
により、光学式マウス２４のＸ座標を検知する。他方、
電気信号ＹＡ、ＹＢの立上り、立下りを検知することに
より、同様に、光学式マウス２４のＸ座標を検知する。

これらＸ座標およびＸ座標を示す信号を、位置信号Ｓと
して移動量計測回路５４からデイスプレィ２１（第１図
）へ出力し、デイスプレィ２１−Ｌのカーソル２２を、
位置信号Ｓに対応する位置に移動させる。

位置信号Ｓのこのような生成手順を、第９図〜第１２図
の模式図に示１７た例（光学式マウス２４をＸ方向に移
動させた例）に基づいて説明する。

第９図において、格子６のＸ方向およびＸ方向の輻Ｗを
例えば０．１７ｍｍと１７、格子６．６間に存在する部
分７のＸ方向およびＸ方向の幅■を、上記Ｗに等しい０
．１７ｍｍとする。各分割パターン９〜１２の間隔Ｐｉ
、Ｐｙは、上記Ｗよりも若干大きい０．１８ｍ鵬とする
（ＷはＰ！またはｐｙの９５％）。

光学式マウス２４を下方から上方へ、つまりＸ方向の正
方向に移動さ姓たとき、まず、第９図に示す状ＩＩでは
、Ｋ、Ｌ、０は反射率の低い部分７に対向しているから
、それらの光量は０レベルであり、他のＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄ
、Ｅ、Ｇ、、ＩＪ、Ｍは反射率の高い格子６に対向して
いるから、それらの光りはルベルである。したがって、
この状ＳＩでは、第８図に示すように、電気ｉ号ｙＡｉ
ｔｉレベルで、ＹＢもルベルでアル。

つづいて、光学式マウス２４を上方へ移動させて第１θ
図の状態ＩＮになると、Ｃ，Ｄ、０が０レベルで、他は
すべてルベルになる。したがって、この状ｇ　ＩＩでは
、第８図に示すように、電気信号ＹＡは０レベルに変化
し、ＹＢはルベルのままである。

同様に、光学式でウス２４をさらに−Ｌ方へ移動させて
第１１図の状態ｍかも状態■へと移行させると、状態■
では電気信号ＹＡはＯレベルのままで、ＹＢがＯレベル
に変化し、状態■では、電気信号ＹＡがルベルに変化し
、ＹＢはＯレベルのままである。さらに光学式マウス２
４を上方へ移動させると、第９図の状態■に戻り、電気
信号ＹＡはルベルのままで、ＹＢがルベルに変化する。

こうして、立上り・立下り検出回路５２（第２図）が、
状態ＩＩからｍへの移行、つまり電気信号ＹＡが立下っ
たのちＹＢが立下ったこと、または状８　ＩＶから工へ
の移行、つまり電気信号ＹＡが立上ったのち、ＹＢが立
りつだことを検出したとさ、移動方向検出回路５３（第
２図）が光学式マウス２４の移動方向をＹの正方向と判
断する。移動閂計測回路５４（第２図）は、この移動方
向の判断を受け、さらに立上り一立下り検出回路５２か
らの立上り、立下りの検出数を計数してその数が合計４
つになったとき、光学式マウス２４が格子６の１ピッチ
分、つまりＷ＋Ｖ（この例では０゜３４１）だけＹの正
方向へ移動したと判断して、Ｙ座標をＷ＋■だけ増加さ
せた新しいＹ座標と、変化していないＸ座標とを、位置
信号Ｓとして出力する。

光学式マウス２４をＸ方向に移動させたときも、上記と
同様にして、変化したＸ座標と、変化していないＹ座標
とが、位と信号Ｓとして出力される。

第１３図に、発光源ｌと検出器３とをマウス可動部１６
に含まず、かつ発光源１とバッド４の間の光路上にも光
ファイバー２Ａを設けた光学式マウスの一例を示す、こ
の光ファイバー２Ａは１本でも、複数本でもよい。

発光源１および検出器３は、たとえばパーソナルコンピ
ュータ２５内の配線基板１４に取り＋１ける。これと１
−記マウス可動部１６までの光路は、光ファイバー群２
，２Ａを含むケーブル１８で結ぶ、また、可動部１６に
は、手動操作によって作動して操作信号（ＯＮ、ＯＦＦ
信号、位釘入力信号など）を生成するためのスイッチ１
７が設けられており、上記ケーブル１８には、上記スイ
ッチ１７からの操作信号を、光学式マウス２４からパー
ソナルコンピュータ２５へ伝送してパーソナルコンピュ
ータを制御するための電気制御線１５が含まれている。

光ファイバー群２，２Ａのパッド側の端面の配列は、第
６図のような反射光側の光ファイ／ヘーに加え、出射光
側の光ファイバー・を含んだ第１４図のようになる。こ
こで、８Ａ〜８０はバー、ド４からの反射光を検出器３
まで導く反射側の光ファイバーのパッド４側の端面を示
し、８ａ〜８ｄは、発光源ｌからの出射光をバッド４」
二まで導く出射側の光ファイバーのパッド４側の端面を
示す０反射側とＩＢ射側の光ファイバー群２，２Ａのそ
れぞれに含まれる光ファイバーの本数は、必要に応じて
適宜決定される。

このようにすれば、マウス可動部１６が小型軽量なペン
シルタイプの光学式マウスが得られる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、少なくとも反射
光の光路上のレンズおよびミラーが、小型軽量で柔軟性
に富む光ファイバーに置き変わるので、発光源、受光器
などの位置精度が緩和される結果、衝撃などによる故障
が防止される。また、光学式マウス全体が小型軽量にな
り、デザインの自由度も増大する。

さらに、信号処理回路において容易に位置信号を生成さ
せるために、光ファイバー群をパッドに面する側におい
てマトリックス状に配列した場合、光ファイバーの柔軟
性を利用して、光ファイバー群の受光器に面する側を簡
単なアレイ状とすることにできる。したがって、従来は
マトリックス状に規則的に配列されていた光電感応性受
光素子も簡単化され、単純なアレイ状の配列とすること
ができるから、受光器の設計が容易で安価となる。

また、光ファイバーを、上記反射光の光路上のみではな
く、発光源からパッドまでの光路」二にも配置しておけ
ば、上記位置精度の緩和、小型軽箪化およびデザインの
自由度の増大が、−層効果的に達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は光学式マウスを備えたコンピュータを示す斜視
図、第２図は本発明の第１実施例を示すス光学式マウス
の光学回路図、第３図は同光学式マウスの受光器の一例
を示す正面図、第４図は同光学式マウスとともに使用さ
れるパッドの斜視図、第５図は同パッドの格子を示す拡
大斜視図、第６図は同第１実施例における光ファイバー
のパッド側の端面の配列を示す底面図、第７図は同光フ
ァイバーのパッド側の端面とパッドの格子との関係を示
す平面図、第８図は信号処理回路で生成される電気信号
の波形図、第９図〜第１２図は光学式マウスのパッド上
の移動と格子の位置との関係を示す平面図、第１３図は
本発明の第２実施例を示す概略構成図、第１４図は同第
２実施例における光ファイバーのパッド側の端面の配列
を示す底面図である。 １・・・発光源、２・・・反射側の光ファイバー群、２
Ａ・・・出射側の光ファイバー、２ｂ・・・光ファイバ
ー群のパッド側の端面、３・・・検出器、４・・・パッ
ド、５・・・信号処理回路、６・・・格子（位置情報）
、８・・・光ファイバーのパッド側の端面、２１・・・
デイスプレィ、ｚ２・・・カーソル、２４・・・光学式
マウス、Ｐ・・・出射光、Ｑ・・・反射光、Ｒ・・・読
取り信号、Ｓ・・・位置信号。 第　８　図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）発光源と、この発光源からの出射光がパッドにて
   反射された反射光を検出する検出器とを有し、上記パッ
   ド上を移動することにより、パッドが有する位置情報を
   上記反射光によって読み取り、その読取り信号を信号処
   理回路に供給して、この信号処理回路から位置信号を出
   力させる光学式マウスにおいて、 上記パッドにより反射された反射光の光路上に、この反
   射光を上記検出器まで導く光ファイバー群を備えたこと
   を特徴とする光学式マウス。
2. （２）請求項１において、光ファイバー群がパッドに面
   する側においてマトリックス状に配列されたことを特徴
   とする光学式マウス。
3. （３）請求項１または２において、発光源からパッドま
   での光路上に光ファイバーを備えたことを特徴とする光
   学式マウス。