JPH07302163A - ポインティング・デバイス、装置、キーボード及びコンピュータ・システム - Google Patents

ポインティング・デバイス、装置、キーボード及びコンピュータ・システム

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JPH07302163A
JPH07302163A JP7023189A JP2318995A JPH07302163A JP H07302163 A JPH07302163 A JP H07302163A JP 7023189 A JP7023189 A JP 7023189A JP 2318995 A JP2318995 A JP 2318995A JP H07302163 A JPH07302163 A JP H07302163A
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resistor
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resistors
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    • G01L5/22—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers
    • G01L5/223—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers to joystick controls
    • G—PHYSICS
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    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G9/00—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously
    • G05G9/02—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only
    • G05G9/04—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously
    • G05G9/047—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 安価で容易に製作可能で、高感度で耐久性の
優れたポインティング・デバイスを提供する。 【構成】 コンピュータ画面カーソルを制御するカーソ
ル制御ポインティング・デバイスが、ポスト１２、ポス
ト１２のための硬質ベース１９、及びポスト１２の側面
上にあって、ポスト１２の横方向及び前後のたわみをセ
ンスする歪ゲージとして機能する厚膜抵抗器１４乃至１
７を含む。厚膜抵抗器はピエゾ抵抗性であり、歪により
抵抗を変化する。２つの抵抗器分割網が形成され、一方
は左右の側面の抵抗器によりＸ軸方向のたわみをセンス
し、他方は前後の側面の抵抗によりＹ軸方向のたわみを
センスする。網により分圧された電圧が処理されてカー
ソル制御信号が形成され、その結果、カーソルがコンピ
ュータ・ディスプレイ画面上のＸ座標及びＹ座標に沿っ
て移動される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はコンピュータ画面上にお
けるカーソルのロケーションを制御する装置に関する。
特に、本発明は片持梁（cantilevered beam）ポインテ
ィング・デバイス上に厚膜抵抗器歪センサを組込み、梁
上のユーザの方向性圧力をセンスするポインティング・
デバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、ＩＢＭトラックポイントＩＩトラ
ンスジューサは、プラスチック支柱の各面上に設けられ
る金属箔歪ゲージを使用する片持梁である。トランスジ
ューサは、ユーザがカーソルを移動したい方向に支柱を
押すことにより生成される小さな方向性圧力をセンスす
る。金属箔歪ゲージはプラスチック上に設けられる薄い
金属ワイヤの曲がりくねった巻線により、支柱の僅かな
屈曲をセンスする。ワイヤの断面領域が屈曲により変化
し、それにより抵抗の小さな変化が生じる。
【０００３】抵抗のこの変化が、２つの抵抗器分割網を
形成することにより検出され、電圧が一方の端部に供給
される。一方の網の抵抗器は左右の金属箔歪ゲージであ
り、他方の網の抵抗器は前後のゲージである。電圧は各
歪ゲージの上下の抵抗器間のポイントで測定され、各方
向の圧力を示す信号が生成される。この信号は増幅さ
れ、コンピュータが信号の大きさとの所定の関係におい
て、画面上のカーソルを移動する。ポインティング・デ
バイスは一般に、コンピュータ・キーボード上の例えば
ＧとＨとの間に配置される。しかしながら、このデバイ
スは他の"ポインティング"または方向センス・アプリケ
ーションにおいても使用される。
【０００４】現在のトラックポイント設計は良好に機能
しているが、幾つかの問題を有する。金属箔歪ゲージは
高価であり、各々は個々に支柱面にくっつけられなけれ
ばならない。従って、製作工程を完全に自動化すること
は現実的ではない。金属箔歪ゲージはアンテナのように
作用するワイヤの巻線を使用するので、これらは電磁ノ
イズに敏感である。これらはまた熱にも敏感である。こ
れらの有効ゲージ・ファクタまたは感度は十分に小さい
ため、プラスチックなどの早期疲労及び破壊に導く低弾
性率の可撓性の支柱が使用されなければならない。応答
もまた、ゲージをポストに接着する工程、ゲージのロケ
ーション、接着剤の厚さ、ゲージ下の気泡などに起因す
る可変性の影響を受ける。
【０００５】従って、安価で容易に製作可能で、且つ高
感度で耐久性の優れたポインティング・デバイスが求め
られる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、こう
した安価で容易に製作可能で、高感度で耐久性の優れた
ポインティング・デバイスを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的が、梁の少なく
とも２つの非平行な側面に厚膜サーメット歪ゲージが付
着または接着される片持梁またはポストを有するポイン
ティング・デバイスにより達成される。好適には、梁の
２次元屈曲に最も敏感なように、歪ゲージが梁の直交す
る表面上に配置される。厚膜歪ゲージは応力を加えられ
ると、その抵抗を変化することにより歪センサとして作
用し、梁上における負荷力の大きさ及び方向を示す。好
適な実施例では、４つの厚膜ゲージが梁の回りに製作さ
れて配置され、ポストとして垂直に向けられた梁の前後
左右のたわみをセンスする。小サイズの厚膜ゲージはポ
ストの底部に配置可能であるので、大きな箔ゲージに比
較して、最大感度を提供する。本発明の別の特徴として
は、ポインティング・ポストがコンピュータ・システム
の入力用キーボード上に配置される。
【０００８】こうして得られる設計は優れた感度を有
し、異なる機械的フットプリントにも容易に適応可能で
ある。更に、本ポインティング・デバイスの耐久性はす
ばらしく、本発明により構成されるデバイスは、３５０
ｇの負荷において故障無しに２０００万倍以上も屈曲す
る。また、本ポインティング・デバイスでは、サーメッ
ト（cermet）が梁上にスクリーン印刷され、梁上の各歪
ゲージの公称抵抗値を正確に調整するようにレーザ・ト
リミングされ、容易に製作される。他の利点としては、
高ゲージ・ファクタ及び変化に対する低温度係数の歪ゲ
ージが提供される。結果的に、本ポインティング・デバ
イスは、デバイス間のばらつきが非常に少ない特性を有
する。
【０００９】当業者においては、本発明の好適な実施例
に関する図面及び説明を参照することにより、本発明の
上述の目的、特徴、利点及び応用例が理解されよう。
【００１０】
【実施例】図１は本発明によるポインティング・デバイ
ス１０の斜視図を示す。好適な実施例のポインティング
・デバイスは、矩形支柱またはポスト１２であり、硬質
のベース（柱基）１９に挿入される。ポスト１２のサイ
ズはキーボード上のキーの間に容易に適合するように選
択され、指で操作するのに都合のよい高さである。支柱
またはポストは、円または楕円などの様々な断面形状を
有する円柱であってもよい。
【００１１】好適な実施例では、ポスト１２は幅１．７
７８ｍｍ（０．０７０インチ）、奥行き１．７７８ｍｍ
（０．０７０インチ）、高さ１０．１６ｍｍ（０．４０
インチ）である。このサイズのポストは製造工程の間に
扱うのが容易であり、こうした製造工程には、後述のよ
うに、ポストの側壁上への厚膜抵抗器のスクリーン印刷
が含まれる。ポストは、例えば重量比で酸化アルミニウ
ムが８５％乃至９７％、残りがガラス・バインダのセラ
ミックから形成される。ポストは押圧され、焼結される
（ほぼ１５００℃乃至２５００℃で加熱される）。焼結
の間、有機バインダが焼き尽き、ガラスが融解し、酸化
アルミニウムの粒子が成長するか、或いは一緒に焼結す
る。焼結のための実際の温度は使用される材料により変
化する。
【００１２】当業者には理解されるように、ポストは成
形、パンチング或いは鋳造され、他のセラミック、ガラ
ス−セラミック、またはスチール上磁器（porcelain-on
-steel）などの他の材料から形成されてもよい。もちろ
ん、梁材料の選択において重要な要因は、材料のたわみ
疲労に対する耐性である。梁材料は梁上に印刷される厚
膜抵抗器及び導体と互換でなければならない。好適な実
施例では、ポストは４００ｇの負荷がポストの最上部に
加えられた時に、屈曲により０．００１５より大きな抵
抗変化ＲD／Ｒ0を生成するように設計される。また、好
適な実施例では、ポストは約３．６２４Ｋｇ（８ポン
ド）より大きなたわみ破壊強度を有する。これらのパラ
メータは、ポインティング・デバイスの所与のアプリケ
ーションにおいて、より低いポインティング・デバイス
感度、或いはポスト破壊強度が許容される場合には、そ
れに応じて変化する。
【００１３】厚膜抵抗器１４乃至１７（図１では１６及
び１７は図示せず）は、ポストまたは支柱１２上にスク
リーン印刷されて、レーザ・トリミングされる。好適な
実施例の厚膜抵抗器は、０．０００３インチ乃至０．０
０１０インチ（７．６μｍ乃至２５．４μｍ）の範囲の
厚さを有する。ここでは用語"厚膜抵抗器"は、単に印刷
抵抗器を意味する。ポストの対向する側面の抵抗器は、
それらの抵抗が互いに±１％の範囲内で一致するよう
に、レーザ・トリミングされる。それに対して、ポスト
の非対向面の抵抗器は１５％程度異なってもよいが、好
適には５％以内の精度で一致することが好ましい。厚膜
抵抗器を印刷するために使用される"インク"は、ビスマ
ス・ルテニウム酸化物などのサーメット（セラミックと
金属の複合材料）である。こうした材料は既知である。
好適には、選択されるサーメット材料は、最小１２で最
高２２のゲージ・ファクタ（歪の関数としての抵抗変
化）を有する。好適な実施例では、サーメットのゲージ
・ファクタは１８である。
【００１４】サーメットが支柱１２にスクリーン印刷さ
れた後、サーメットは８００℃乃至１０００℃で加熱さ
れ、材料が焼結及び接着される。サーメットはピエゾ抵
抗器として作用し、これはすなわちその抵抗が歪により
変化することを意味する。サーメットが変形されると電
気的導電パスが変化する。なぜなら、導電段階の間の平
均距離が伸び（tension）により増加し、圧縮（compres
sion）により減少するからである。従って、ユーザが支
柱を例えば右に押すと、右側の歪ゲージ１４が圧縮さ
れ、その抵抗値が低くなり、左側の歪ゲージ１６（図１
では図示せず）は張力を受け、従ってその抵抗は増加す
る。更に支柱端部または電極２２乃至２９（図１では２
６乃至２９は図示せず）が、支柱１２上のゲージ１４乃
至１７の上部または下部にスクリーン印刷される。
【００１５】好適な実施例では、電極２２乃至２９が最
初にスクリーン印刷されて加熱され、次に抵抗器１４乃
至１７が電極の上部にスクリーン印刷される。抵抗器及
び電極の材料の選択に依存して、両者が同時に加熱され
ることも有りうる。電極は金合金及びパラジウム銀合金
などの標準の厚膜材料から形成される。平行な表面上に
存在しない限り、２個のゲージが使用可能であるが、こ
の好適な実施例で示されるように、４個のゲージの使用
により、感度が２倍になる。また４個のゲージの使用に
より、非軸方向（垂直方向）の力及びセンス回路の電気
的ノイズに対する耐性も増す。
【００１６】ポインティング・デバイスのアプリケーシ
ョンに依存して、ポストは好適な実施例で示される以外
の寸法にも設計される。設計は次式で与えられるポスト
における繊維応力を計算することから開始される。 １）σ＝６ＬＷ／Ａ3 ここで、σは応力、Ｌはポストの長さ、Ｗはポストに掛
かる負荷力、Ａは側幅（正方形のポストを仮定）であ
る。
【００１７】応力が分かると、ゲージの歪が式２）から
求まる。 ２）ε＝σ／Ｅ ここで、εはゲージの歪、σは式１）で求まる応力、Ｅ
はポストの弾性率である。
【００１８】最後に、歪によるサーメットの抵抗変化が
式３）により与えられる。 ３）Ｇf＝（ＲD／Ｒ0）／ε ここで、Ｇfはゲージ・ファクタであり、ＲDは歪による
抵抗変化であり、Ｒ0は歪が無い時の抵抗であり、εは
式２）から求まる歪である。
【００１９】従ってこれらの式から、ほとんど任意の寸
法のポストが設計可能である。もちろん、式１）の形式
は、ポストの断面が正方形でない場合には、ポストの形
状により変化し、式２）はポストの底部から抵抗歪ゲー
ジまでの距離により変化する。
【００２０】図２乃至図５は、支柱１２の４つの側面を
示す。右側面４０は電極２２及び２３と、厚膜抵抗器１
４を含む。前側面４１は電極２４及び２５と抵抗器１５
を含む。左側面４２は電極２６及び２７と抵抗器１６を
含み、後側面４３は電極２８及び２９と抵抗器１７を含
む。
【００２１】図６は本発明の正面断面図を示す。ポスト
１２は、ベース１９内にカットされた正方形のホール２
０（図７参照）に挿入される。ベース１９は好適にはＦ
Ｒ−４エポキシ−ガラス・ラミネート材料からなり、標
準の銅エッチングの回路では厚さが１．５７ｍｍ（０．
０６２インチ）である。正方形のホール２０はエポキシ
−ガラス・ラミネートをパンチングして形成される。銅
などによる導電パッド６０乃至６７（図７及び図８参
照）が並んで配置され、ポスト端子２２乃至２９と接触
する。ポスト端子２２乃至２９は、それぞれベース・パ
ッド６０乃至６７にはんだ３５によりはんだ付けされ
る。ポストまたは梁１２がエポキシ樹脂セメントなどの
高弾性率且つ低粘性接着剤３４により、ベース１９に装
着される。好適な実施例では、接着剤はショア硬さ（Sh
ore hardness）Ｄ８８、アルミニウム間ずれ強度（shea
r strength）３５００ｐｓｉを有する。他の接着剤も使
用可能であり、接着剤ボンドの役割は梁／ベース間接合
を安定化し、はんだ接合３５のクラックを防止すること
である。また高い耐疲労性を有するはんだが使用されて
もよい。セラミック及びプラスチックなどの他のベース
材料も、梁及びベースに装着される個別の導電性リード
・フレームなどの他の端末処理方法と同様に、使用され
る。
【００２２】図７は、ベース１９の上面図及びベース導
電パッド６０乃至６７を示す。厚膜抵抗器１４乃至１７
及びポスト端末２２乃至２９が、図８に図式的に示され
る。ポスト１２が正方形のホール２０に挿入される。ベ
ース１９はキーボードのキーの間に適合するようにＹ字
形であり、キーボード機構に対して実装されるのに適切
な形状の安定したベースを提供する。ベース導電パッド
６０乃至６７は図示のように配列され、支柱１２が挿入
された時のポスト端末２２乃至２９との電気的接触を保
証する。パッド６０乃至６７はスクリーン印刷、フォト
リソグラフィ、または基板配線のための他の既知の技術
により形成される。パッド６０乃至６７は、抵抗器１４
乃至１７（図９参照）の抵抗変化をセンスするための電
子回路に接続される。
【００２３】図９では、電圧分割回路がポスト１２上の
抵抗器１４乃至１７の抵抗変化を、コンピュータ・ディ
スプレイ７０のカーソルを制御するために使用される電
圧信号に変換する。支柱１２の右側面上の厚膜抵抗器１
４、及び支柱１２の左側面上の厚膜抵抗器１６は、共に
電圧分割器を形成し、中央接合部が測定ポイント４５と
なる。ポスト上で任意の横方向の圧力が発生すると、ポ
イント４５の電圧が変化する。例えば支柱１２が右に押
されると、抵抗１４が圧縮し、抵抗１６が伸長する。従
って抵抗器１４の抵抗が減少し、抵抗器１６の抵抗が増
加する。抵抗の両変化により、ポイント４５の電圧が上
昇する。前方から後方への圧力も同様にして、ポスト１
２の正面の抵抗器１５とポスト１２の背面の抵抗器１７
との間に位置するテスト・ポイント４６においてセンス
される。ここで述べられる好適な実施例によれば、２
５．４ｍｍ（１インチ）当たり５．０８μｍ（０．００
０２インチ）以下の歪が検出される。
【００２４】図９の抵抗分割網は、電極２３及び２８に
それぞれ接触するパッド６１及び６６に、電圧を設定す
ることにより形成される。好適な実施例では、電圧は
３．３Ｖ乃至５Ｖの範囲である。これにより背面の抵抗
器１７及び右側面の抵抗器１４の片側が正の電圧にな
る。電極２４及び２７にそれぞれ接触するパッド６２及
び６５は接地される。従って、正面の抵抗器１５及び左
側面の抵抗器１６の片側は接地される。パッド６０及び
６４（電極２２及び２６に接触）は接続されて、抵抗器
１４と１６の間のノードを形成し、ディスプレイ７０上
における横方向のまたは"Ｘ"軸運動をサポートする。パ
ッド６３及び６７（電極２５及び２９に接触）は接続さ
れて、抵抗器１５と１７の間のノード４６を形成し、デ
ィスプレイ７０上における前方から後方への或いは"Ｙ"
軸運動をサポートする。多くの他の配線パターンも使用
される。
【００２５】ノード４５からの"Ｘ"軸または水平信号
は、コンピュータ・システム７２に"Ｘ"信号処理７４の
ために接続され、ディスプレイ７０上におけるカーソル
の水平移動を制御するために使用される。同様にノード
４６からの"Ｙ"軸または垂直信号は、コンピュータ・シ
ステム７２に"Ｙ"信号処理７６のために接続され、ディ
スプレイ７０上におけるカーソルの垂直移動を制御する
ために使用される。Ｘ及びＹ信号処理オペレーション７
４及び７６は、米国特許出願番号第９５３６１３号"Mul
tiple Input Device Control of Single Cursor"（１９
９２年９月２９日出願）、或いはＰＣＴ出願、国際発行
番号第ＷＯ９２／０９９８２号"Controller for Improv
ed Computer Pointing Devices"で述べられるように実
行される。
【００２６】図１０はコンピュータ・キーボード７８の
中央のポインティング・デバイスの可能な形態を表す。
ポスト１２はベース１９を有し、キーボード７８内の文
字"Ｇ"と"Ｈ"との間に配置される。ポスト１２及びベー
ス１９が見えるように、Ｇ及びＨを含む複数のキーのボ
タンが、それらのマウントから除去されて表される。キ
ーＧ及びＨのボタンは、それぞれマウント８０及び８２
上で押圧される。ポスト１２は、その上部に装着される
小さなボタン８４を有する。キーＧ及びＨのボタンはポ
スト１２に近接する側が切り込まれ、ポスト１２の上部
に装着される１／４インチ・ボタンのクリアランスを提
供する（１／４インチは６．３５ｍｍに相当する）。ま
たポインティング・デバイスが、キーＧ、Ｈ及びＢの間
に配置されることもある。この導入においては、キーＢ
の背面が切り込まれ、キーＧ及びＨの内側の前側の隅が
切り込まれる（QWERTYキーボード等を想定されたい）。
【００２７】ベース１９はキーボード・ベース８６に装
着される。ベース１９からの電気的接続は、ケーブル
（図示せず）によりキーボードの後方に導かれ、そこか
らコンピュータ７２に接続される。或いはベース１９が
キー電子回路を搭載する回路ボードに組込まれてもよ
い。こうした実施例では、ポスト１２はキーボード・ベ
ース８６を通過して、ベース８６の下にある回路ボード
まで伸びる必要がある。本発明のポインティング・デバ
イスの他の可能な導入が、米国特許出願番号第８８６６
６２号"A Pointing Device for Retrofitting onto the
Keyboard of an Existing Computer System"（１９９
２年５月１０日出願）及びＰＣＴ出願、国際発行番号第
ＷＯ９２／０９９９６号"Analog Input Device Located
in the Primary Typing Area of a Keyboard"で示され
ている。
【００２８】当業者には理解されるように、本発明のポ
インティング・デバイスは、キーボード上または近辺の
任意の場所に設けることができる。更にキーボードから
離れて設けられる場合、ポインティング・デバイスはそ
れ自身のハウジングに小型の"ジョイスティック"として
組込まれてもよく、これを使用してオペレータはコンピ
ュータ・ディスプレイ・カーソルを制御する。別々の実
装は、Ｘ及びＹ信号処理オペレーション７４及び７６に
等価な信号検出及び調整のための電子回路を必要とす
る。
【００２９】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
【００３０】（１）コンピュータ、ディスプレイ、キー
ボード及び前記ディスプレイ上においてカーソルを位置
決めするために、前記コンピュータに入力制御信号を提
供するポインティング・デバイスを有するコンピュータ
・システムであって、前記ポインティング・デバイス
が、前記ポインティング・デバイスを支持するベース
と、前記ベースに固定された一方の端部と、前記ベース
から隔たった反対側の端部とを有する細長の梁であっ
て、前記梁が前記反対側端部への前記梁と垂直な方向の
成分を有する力の印加に応じて屈曲する材料から構成さ
れる前記梁と、前記梁の少なくとも２つの直交する側面
上に形成され、前記梁が前記力の印加に応じて屈曲する
時に歪をセンスする厚膜抵抗器であって、前記の各抵抗
器が前記抵抗器によりセンスされる歪の関数として抵抗
を変化する、前記厚膜抵抗器と、前記抵抗器の抵抗の変
化を、前記コンピュータが前記ディスプレイ・カーソル
を制御するために使用する制御信号に変換する手段と、
を含む、コンピュータ・システム。 （２）前記細長の梁がセラミック複合材料から形成され
る、前記（１）記載のポインティング・デバイス。 （３）前記セラミック複合材料がセラミック、ガラス−
セラミックまたはスチール上磁器複合材料の一群の１つ
である、前記（２）記載のポインティング・デバイス。 （４）前記セラミック複合材料が重量比で酸化アルミニ
ウムが８５％乃至９７％、残りがガラス・バインダであ
り、前記梁がセラミック複合材料をプレスして焼結する
ことにより形成される、前記（２）記載のポインティン
グ・デバイス。 （５）前記梁がエポキシ−ガラス・ラミネート材料から
なり、前記梁が前記ベースに高弾性率の接着剤により装
着される、前記（４）記載のポインティング・デバイ
ス。 （６）前記厚膜抵抗器がゲージ・ファクタが１２より大
きなサーメット材料からなる、前記（１）記載のポイン
ティング・デバイス。 （７）前記サーメット材料がゲージ・ファクタが１８前
後を有する、前記（５）記載のポインティング・デバイ
ス。 （８）前記梁が４つの直交する側面を有し、前記抵抗器
が前記の各側面上に形成され、平行な前記側面上に形成
される前記抵抗器が直列に接続され、前記直列抵抗器の
一方が前記梁のたわみにより抵抗を増加し、他の前記直
列抵抗器が抵抗を減じ、前記変換手段が、各対の前記直
列接続抵抗器の前記抵抗増加と前記抵抗減少の両方を前
記制御信号に変換し、それにより前記ポインティング・
デバイスの感度を増加させる、前記（１）記載のポイン
ティング・デバイス。 （９）ユーザにより加えられる方向性を有する力をセン
スし、方向情報信号を生成するコンピュータ・ディスプ
レイ・カーソル・ポインティング装置であって、硬質の
ベースと、前記ベースに固定される端部と、前記ベース
に対して移動可能な反対側の端部とを有するセラミック
複合材料から形成されるポストであって、前記ポストが
ユーザにより前記反対側端部において、前記ポストの長
さ方向に垂直な方向に加えられる力に応じて屈曲する、
前記ポストと、各々が厚膜サーメット材料からなり、前
記ポストの直交する側面上に印刷されて焼結される２個
の抵抗器であって、前記の各抵抗器が前記ポストが前記
ポストへの力の印加に応じて屈曲する時に歪をセンス
し、センスされた歪に比例して抵抗を変化する、前記２
個の抵抗器と、前記抵抗器の接続点の電圧をセンスする
ことにより、前記抵抗器の抵抗の変化を検出し、それに
より前記ポストのたわみを検出する手段と、を含む、装
置。 （１０）前記ポスト上に印刷され焼結されるサーメット
材料の第３及び第４の抵抗器であって、前記の各第３及
び第４の抵抗器がそれぞれ前記第１及び前記第２の抵抗
器と反対側の前記ポストの側面上に焼結される、前記第
３及び第４の抵抗器を含み、前記センス手段が前記第１
及び前記第３の抵抗器により分割された電圧、及び前記
第２及び前記第４の抵抗器により分割された電圧をセン
スすることにより、前記ポストのたわみをセンスする、
前記（９）記載の装置。 （１１）各抵抗器の各端部に接触するように前記ポスト
上に接着された電極と、前記ポスト上の前記電極に接触
するように配置された前記ベース上の電気コンタクト・
パッドと、前記ベースに挿入され、前記ベースにエポキ
シ樹脂で接着される前記ポスト梁の固定端部と、を含
み、前記の各電極が前記ベース上の前記の各パッドには
んだ付けされる、前記（１０）記載の装置。 （１２）前記セラミック複合材料が重量比で８５乃至９
７％が酸化アルミニウム、及び残りがガラス・バインダ
で構成され、前記複合材料をプレスして加熱することに
より前記ポストを形成する、前記（９）記載の装置。 （１３）前記サーメット材料がゲージ・ファクタ１２乃
至２２を有する、前記（１２）記載の装置。 （１４）前記硬質のベースがＦＲ−４エポキシ−ガラス
・ラミネートである、前記（１３）記載の装置。 （１５）キー・ストローク情報及びコンピュータ・ディ
スプレイ・カーソル制御情報を生成するコンピュータ・
キーボードであって、前記キーボードがキーボード・ベ
ース、前記ベース上に設けられるキー、及びカーソル・
ポインティング・デバイスを有するものにおいて、前記
ポインティング・デバイスを支持するポインティング・
デバイス・ベースを有する前記キーボード・ベースと、
前記キーボード・ベースに固定される第１の端部と、前
記キーボード・ベースに対して移動可能な第２の自由端
部とを有し、セラミック複合材料から構成されて、前記
第２の自由端部に加えられる力に応じて屈曲するポスト
と、前記ポストの少なくとも２つの直交する側面に焼結
され、前記ポストが屈曲する時に歪をセンスするサーメ
ット材料の厚膜抵抗器であって、前記の各抵抗器がサー
メット材料の歪の関数として抵抗を変化する、前記厚膜
抵抗器と、前記抵抗器の抵抗の変化を、前記カーソル制
御情報に変換する手段と、を含む、コンピュータ・キー
ボード。 （１６）前記セラミック複合材料がセラミック、ガラス
−セラミックまたはスチール上磁器複合材料の一群の１
つである、前記（１５）記載のポインティング・デバイ
ス。 （１７）前記厚膜抵抗器がゲージ・ファクタが１２より
大きなサーメット材料からなる、前記（１６）記載のポ
インティング・デバイス。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
安価で容易に製作可能で、高感度で耐久性の優れたポイ
ンティング・デバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施例によるポインティング・
デバイスのポスト部分の斜視図である。
【図２】図１のポストの右側面を表す図である。
【図３】図１のポストの前側面を表す図である。
【図４】図１のポストの左側面を表す図である。
【図５】図１のポストの後側面を表す図である。
【図６】ベースに挿入された図１のポストの正面断面図
である。
【図７】ポインティング・デバイスのベース部分の上面
図である。
【図８】図６のベース及びポスト・アセンブリを図式的
に表した上面図である。
【図９】コンピュータ・ディスプレイ内においてカーソ
ルを制御するためのサーメット歪ゲージとコンピュータ
・システムとの相互接続を表す図である。
【図１０】コンピュータ・キーボードに導入された本発
明の斜視図である。
【符号の説明】
１０ ポインティング・デバイス １２ ポスト、支柱 １４、１５、１６、１７ 厚膜抵抗器 １９ ベース ２０ ホール ２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９ 電
極 ３４ 低粘着性接着剤 ３５ はんだ接合 ４０ 右側面 ４１ 前側面 ４２ 左側面 ４３ 後側面 ４５ 測定ポイント ４６ テスト・ポイント ６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７ 導
電パッド ７０ ディスプレイ ７２ コンピュータ・システム ７４ "Ｘ"信号処理 ７６ "Ｙ"信号処理 ７８ コンピュータ・キーボード ８０、８２ マウント ８４ ボタン ８６ キーボード・ベース
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラッセル・エバンズ・ウィンステッド アメリカ合衆国27614、ノース・カロライ ナ州ローリー、サシャフラス・レーン 6413

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】コンピュータ、ディスプレイ、キーボード
    及び前記ディスプレイ上においてカーソルを位置決めす
    るために、前記コンピュータに入力制御信号を提供する
    ポインティング・デバイスを有するコンピュータ・シス
    テムであって、前記ポインティング・デバイスが、 前記ポインティング・デバイスを支持するベースと、 前記ベースに固定された一方の端部と、前記ベースから
    隔たった反対側の端部とを有する細長の梁であって、前
    記梁が前記反対側端部への前記梁と垂直な方向の成分を
    有する力の印加に応じて屈曲する材料から構成される前
    記梁と、 前記梁の少なくとも２つの直交する側面上に形成され、
    前記梁が前記力の印加に応じて屈曲する時に歪をセンス
    する厚膜抵抗器であって、前記の各抵抗器が前記抵抗器
    によりセンスされる歪の関数として抵抗を変化する、前
    記厚膜抵抗器と、 前記抵抗器の抵抗の変化を、前記コンピュータが前記デ
    ィスプレイ・カーソルを制御するために使用する制御信
    号に変換する手段と、 を含む、コンピュータ・システム。
  2. 【請求項２】前記細長の梁がセラミック複合材料から形
    成される、請求項１記載のポインティング・デバイス。
  3. 【請求項３】前記セラミック複合材料がセラミック、ガ
    ラス−セラミックまたはスチール上磁器複合材料の一群
    の１つである、請求項２記載のポインティング・デバイ
    ス。
  4. 【請求項４】前記セラミック複合材料が重量比で酸化ア
    ルミニウムが８５％乃至９７％、残りがガラス・バイン
    ダであり、 前記梁がセラミック複合材料をプレスして焼結すること
    により形成される、 請求項２記載のポインティング・デバイス。
  5. 【請求項５】前記梁がエポキシ−ガラス・ラミネート材
    料からなり、前記梁が前記ベースに高弾性率の接着剤に
    より装着される、請求項４記載のポインティング・デバ
    イス。
  6. 【請求項６】前記厚膜抵抗器がゲージ・ファクタが１２
    より大きなサーメット材料からなる、請求項１記載のポ
    インティング・デバイス。
  7. 【請求項７】前記サーメット材料がゲージ・ファクタが
    １８前後を有する、請求項５記載のポインティング・デ
    バイス。
  8. 【請求項８】前記梁が４つの直交する側面を有し、 前記抵抗器が前記の各側面上に形成され、平行な前記側
    面上に形成される前記抵抗器が直列に接続され、前記直
    列抵抗器の一方が前記梁のたわみにより抵抗を増加し、
    他の前記直列抵抗器が抵抗を減じ、 前記変換手段が、各対の前記直列接続抵抗器の前記抵抗
    増加と前記抵抗減少の両方を前記制御信号に変換し、そ
    れにより前記ポインティング・デバイスの感度を増加さ
    せる、 請求項１記載のポインティング・デバイス。
  9. 【請求項９】ユーザにより加えられる方向性を有する力
    をセンスし、方向情報信号を生成するコンピュータ・デ
    ィスプレイ・カーソル・ポインティング装置であって、 硬質のベースと、 前記ベースに固定される端部と、前記ベースに対して移
    動可能な反対側の端部とを有するセラミック複合材料か
    ら形成されるポストであって、前記ポストがユーザによ
    り前記反対側端部において、前記ポストの長さ方向に垂
    直な方向に加えられる力に応じて屈曲する、前記ポスト
    と、 各々が厚膜サーメット材料からなり、前記ポストの直交
    する側面上に印刷されて焼結される２個の抵抗器であっ
    て、前記の各抵抗器が前記ポストが前記ポストへの力の
    印加に応じて屈曲する時に歪をセンスし、センスされた
    歪に比例して抵抗を変化する、前記２個の抵抗器と、 前記抵抗器の接続点の電圧をセンスすることにより、前
    記抵抗器の抵抗の変化を検出し、それにより前記ポスト
    のたわみを検出する手段と、 を含む、装置。
  10. 【請求項１０】前記ポスト上に印刷され焼結されるサー
    メット材料の第３及び第４の抵抗器であって、前記の各
    第３及び第４の抵抗器がそれぞれ前記第１及び前記第２
    の抵抗器と反対側の前記ポストの側面上に焼結される、
    前記第３及び第４の抵抗器を含み、 前記センス手段が前記第１及び前記第３の抵抗器により
    分割された電圧、及び前記第２及び前記第４の抵抗器に
    より分割された電圧をセンスすることにより、前記ポス
    トのたわみをセンスする、 請求項９記載の装置。
  11. 【請求項１１】各抵抗器の各端部に接触するように前記
    ポスト上に接着された電極と、 前記ポスト上の前記電極に接触するように配置された前
    記ベース上の電気コンタクト・パッドと、 前記ベースに挿入され、前記ベースにエポキシ樹脂で接
    着される前記ポスト梁の固定端部と、 を含み、前記の各電極が前記ベース上の前記の各パッド
    にはんだ付けされる、請求項１０記載の装置。
  12. 【請求項１２】前記セラミック複合材料が重量比で８５
    乃至９７％が酸化アルミニウム、及び残りがガラス・バ
    インダで構成され、前記複合材料をプレスして加熱する
    ことにより前記ポストを形成する、請求項９記載の装
    置。
  13. 【請求項１３】前記サーメット材料がゲージ・ファクタ
    １２乃至２２を有する、請求項１２記載の装置。
  14. 【請求項１４】前記硬質のベースがＦＲ−４エポキシ−
    ガラス・ラミネートである、請求項１３記載の装置。
  15. 【請求項１５】キー・ストローク情報及びコンピュータ
    ・ディスプレイ・カーソル制御情報を生成するコンピュ
    ータ・キーボードであって、前記キーボードがキーボー
    ド・ベース、前記ベース上に設けられるキー、及びカー
    ソル・ポインティング・デバイスを有するものにおい
    て、 前記ポインティング・デバイスを支持するポインティン
    グ・デバイス・ベースを有する前記キーボード・ベース
    と、 前記キーボード・ベースに固定される第１の端部と、前
    記キーボード・ベースに対して移動可能な第２の自由端
    部とを有し、セラミック複合材料から構成されて、前記
    第２の自由端部に加えられる力に応じて屈曲するポスト
    と、 前記ポストの少なくとも２つの直交する側面に焼結さ
    れ、前記ポストが屈曲する時に歪をセンスするサーメッ
    ト材料の厚膜抵抗器であって、前記の各抵抗器がサーメ
    ット材料の歪の関数として抵抗を変化する、前記厚膜抵
    抗器と、 前記抵抗器の抵抗の変化を、前記カーソル制御情報に変
    換する手段と、 を含む、コンピュータ・キーボード。
  16. 【請求項１６】前記セラミック複合材料がセラミック、
    ガラス−セラミックまたはスチール上磁器複合材料の一
    群の１つである、請求項１５記載のポインティング・デ
    バイス。
  17. 【請求項１７】前記厚膜抵抗器がゲージ・ファクタが１
    ２より大きなサーメット材料からなる、請求項１６記載
    のポインティング・デバイス。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2316468B (en) * 1994-03-02 1998-10-07 Alps Electric Co Ltd Coordinate inputting apparatus and keyboard
US5966117A (en) * 1996-11-25 1999-10-12 Cts Corporation Z-axis sensing pointing stick with base as strain concentrator
US6323840B1 (en) * 1999-09-17 2001-11-27 Cts Corporation Surface-mount pointing device
GB2367113A (en) 2000-09-25 2002-03-27 Nokia Mobile Phones Ltd A control device having a strain sensor and a resilient means
US20020171629A1 (en) * 2001-05-21 2002-11-21 Archibald Steven W. Low power measurement circuit for position sensor
JP2006502484A (ja) * 2002-10-09 2006-01-19 バッハマン、ラファエル 急速入力装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3924458A (en) * 1974-04-01 1975-12-09 Us Navy Pressure sensitive control device
US4280114A (en) * 1979-09-24 1981-07-21 University Of Pittsburgh Discontinuous metal and cermet film resistors and strain gauges
US4680577A (en) * 1983-11-28 1987-07-14 Tektronix, Inc. Multipurpose cursor control keyswitch
GB2234629B (en) * 1989-06-28 1993-01-27 Ivor John Martin Fehr Improvements relating to strain gauges
WO1992009996A1 (en) * 1990-11-29 1992-06-11 Lexmark International, Inc. Analog input device located in the primary typing area of a keyboard
DE4209668A1 (de) * 1992-03-25 1993-09-30 Rexroth Mannesmann Gmbh Steuergerät, insbesondere zur Fernbedienung von hydraulischen Komponenten

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