JPH0772973A

JPH0772973A - Ｘ−ｙ方向入力装置

Info

Publication number: JPH0772973A
Application number: JP5217408A
Authority: JP
Inventors: Satoru Numata; 哲沼田; Masahiro Soma; 正博相馬
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1993-09-01
Filing date: 1993-09-01
Publication date: 1995-03-17
Anticipated expiration: 2015-11-27
Also published as: JP3112606B2

Abstract

(57)【要約】【目的】マウスモードとトラックボールモードとのモ
ード切り換えが全方向にわたって正確に行われ、ケーシ
ングを手に持って傾けて使用する場合には、確実にトラ
ックボールモードとなるＸ−Ｙ方向入力装置を提供す
る。【構成】モードをマウスモードとトラックボールモー
ドとに切り換えるモード切り換え手段１９として、ケー
シング１２の開口１１側に向かってその断面の内径が細
くなるテーパ面５４を有する筒体５１と、この筒体５１
内に移動可能に設けられた球状のアクチュエータ５２
と、前記筒体５１より開口１１側に設けられ、アクチュ
エータ５２の移動により作動可能な作動体５３とで構成
し、ケーシング１２を傾けることによって前記アクチュ
エータ５２が作動体５３を作動する位置、すなわちモー
ドが切り換わる動作点を、前記開口１１が水平線Ｈより
下方を向いている領域内（第１の角度θ₁°）に設定し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディスプレイ装置のス
クリーン上に表示されるカーソルを任意方向に移動する
Ｘ−Ｙ方向入力装置に係り、特にマウスとしてもトラッ
クボールとしても使用可能なＸ−Ｙ方向入力装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ディスプレイ装置のスクリーン上に表示
されるカーソルを任意方向へ移動制御するＸ−Ｙ方向入
力装置として、いわゆる「マウス」や「トラックボー
ル」と称せられるものが従来より知られている。前者の
「マウス」と称せられるものは、操作体としてのボール
と、このボールを内蔵するケーシングとを有し、該ボー
ルをケーシングの開口より下方へ突出させた状態でオペ
レータがケーシングをベース板上で移動すると、ボール
の回転に伴ってＸ軸方向およびＹ軸方向の各信号が一対
のロータリエンコーダ等の回動量検出手段によって取り
出され、それら信号に基づいてスクリーン上のカーソル
を任意方向に移動するＸ−Ｙ方向入力装置である。一
方、後者の「トラックボール」と称せられるものは、ケ
ーシングの開口を上向きにした状態で該開口から露出す
るボールを手で直接回転させ、該ボールの回転に伴って
Ｘ軸方向およびＹ軸方向の各信号が一対のロータリエン
コーダ等の回動量検出手段によって取り出され、それら
信号に基づいてスクリーン上のカーソルを任意方向に移
動するＸ−Ｙ方向入力装置である。

【０００３】従来より、ケーシングを反転させることに
より、ボールをケーシングの下面から露出させて「マウ
ス」として、ボールをケーシングの上面から露出させて
「トラックボール」として使用可能なＸ−Ｙ方向入力装
置が提案されている。このようなＸ−Ｙ方向入力装置に
あっては、「マウス」として使用する場合と「トラック
ボール」として使用する場合とで、Ｙ軸方向のロータリ
エンコーダから出力される２つのパルス波形の位相が逆
になり、ボールの操作方向に対してカーソルの移動方向
が逆向きになるため、Ｘ−Ｙ方向入力装置の使用モード
がマウスモードとトラックボールモードのいずれにある
かを検出し、前記パルス波形の位相の補正処理をする必
要がある。

【０００４】かかる検出方法の一例として、ケーシング
の内部に磁気感応スイッチを設け、このスイッチのオン
／オフによりケーシングの上下方向の向きを検出するも
のが知られている。図１０はこのような検出手段を備え
た従来のＸ−Ｙ方向入力装置を示す断面図であり、特公
平５−６２１１号公報に記載されたものである。図１０
に示すＸ−Ｙ方向入力装置は、開口１を有し、外殻を形
成するケーシング２と、このケーシング２内に回動可能
に設けられ、一部が開口１より突出するボール３と、マ
ウスモードおよびトラックボールモードの切り換えを行
なうモード切換手段（図示せず）と、開口１の向きを検
出し、前記のモード切換手段へモード切換信号を出力す
る検出スイッチ４とを備えている。この検出スイッチ４
は、固定軸５、回動片６、磁石７および磁気感応素子８
などからなり、ケーシング２の向きに応じて回動片６お
よび磁石７が固定軸５を中心として回動する。図１０に
示すように開口１が上向きのとき、磁気感応素子８が磁
石７の磁気を感応することによってトラックボールモー
ドへの切り換えを行ない、ケーシング２を逆にして開口
１が下向きのとき、磁気感応素子８は磁石７の磁気を感
応せずにマウスモードへの切り換えを行なうようになっ
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで上述した従来
のＸ−Ｙ方向入力装置は、マウスとして使用する場合は
もちろんのことトラックボールとして使用する場合に
も、ケーシング２を机などのベース上に載置して使用す
ることを前提としたものであるため、開口１が横を向く
ようにケーシング２を傾けた状態で使用した場合、磁気
感応素子８が磁石７の磁気を感応するか否か不安定な状
態となり、マウスモードとして検出されることもトラッ
クボールモードとして検出されることもあった。さら
に、回動片６が固定軸５に軸支される構成を採用してい
るため、回動片６と固定軸５との間で摩擦が発生し、ケ
ーシング２の傾け方によっては、必ずしも全方向にわた
って所望の傾斜角度でモードが切り換わるものではなか
った。

【０００６】また、最近、ノートブック型のパソコンな
どの普及に伴い、ケーシングを把持して開口を横向きに
した状態でトラックボールとして使用するという要望が
高まってきていが、このような使われ方で上述した従来
のＸ−Ｙ方向入力装置を使用した場合、正確なモードの
検出および切り換えが行われないため、所望のカーソル
移動が行えず、例えばカーソルを上方に動かそうとして
ボールを操作したにもかかわらずカーソルが下方へ動い
てしまうという不具合があつた。

【０００７】本発明の目的は、上記した従来技術の実情
ならびに要望に鑑み、マウスモードとトラックボールモ
ードとのモード切り換えが全方向にわたって正確に行わ
れ、ケーシングを手に持って傾けて使用する場合には、
確実にトラックボールモードとなるようにしたＸ−Ｙ方
向入力装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記した本発明の目的
は、開口を有し、外殻を形成するケーシングと、このケ
ーシング内に回動可能に設けられ、一部が前記開口より
突出するボールと、このボールのＸ軸方向およびＹ軸方
向の回動量をそれぞれ検出する一対の回動量検出手段
と、前記ケーシングの傾斜角度によって動作するモード
切り換え手段とを備え、前記モード切り換え手段により
マウスモードとトラックボールモードとのいずれか一方
のモードが選択されるＸ−Ｙ方向入力装置において、前
記モード切り換え手段によりモードが切り換わる動作点
を、前記開口が鉛直線に対して垂直な方向より下方を向
いている領域内に設定することによって達成される。

【０００９】また、前記モード切り換え手段として、少
なくとも球状のアクチュエータと、このアクチュエータ
を移動可能に保持し、前記開口側に向かってその断面の
内径が細くなる傾斜を有する中空状の保持体と、前記ア
クチュエータが前記保持体内部の前記開口側に位置して
いることを検出するアクチュエータ位置検出手段とを備
えた構成にした。

【００１０】

【作用】モード切り換え手段によりモードが切り換わる
動作点を、ケーシングの開口が鉛直線に対して垂直な方
向より下方を向いている領域内に設定したため、トラッ
クボールとして機能する角度（立体角）の方がマウスと
して機能する角度よりも大きくなり、いずれのモードで
も所望のカーソル移動が確実にできるようになる。

【００１１】また、モード切り換え手段として、少なく
とも球状のアクチュエータと、このアクチュエータを移
動可能に保持し、前記開口側に向かってその断面の内径
が細くなる傾斜を有する中空状の保持体と、前記アクチ
ュエータが前記保持体内部の前記開口側に位置している
ことを検出するアクチュエータ位置検出手段とで構成し
た場合には、傾斜の傾き角度を変えることにより、モー
ドが切り換わる動作点を変更することができるため、顧
客やユーザーの様々な要求に容易に対応することができ
る。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図１は本発明の第１実施例に係るＸ−Ｙ方向入力装
置の縦断面図、図２は図１のＸ−Ｙ方向入力装置の一部
を取り除いて裏面側から見た底面図、図３は図１のＸ−
Ｙ方向入力装置に備えられる制御回路のブロック図、図
４は図１のＸ−Ｙ方向入力装置の側面図、図５はその平
面図、図６は図１のＸ−Ｙ方向入力装置に備えられるモ
ード切り換え手段を示す説明図、図７は図６のモード切
り換え手段の動作説明図、図８はモードが切り換わる動
作点を示す説明図である。

【００１３】本実施例のＸ−Ｙ方向入力装置は、図１に
示すように、開口１１を有し、外殻を形成するケーシン
グ１２と、このケーシング１２に内蔵される基板１３
と、この基板１３に装着される略正方形状のシャーシ１
４と、このシャーシ１４に形成される丸穴１５に一部が
露出し、他の一部が前記開口１１より突出するボール１
６と、前記のシャーシ１４に設けられ、該ボール１６の
Ｙ軸方向およびＸ軸方向の回動量をそれぞれ検出する一
対の回動量検出手段、例えばロータリエンコーダ１７，
１８と、前記開口１１の向きに応じてマウスモードとト
ラックボールモードの切り換えを行うモード切り換え手
段１９とを備えている。なお、前記基板１３の長手方向
の中心線をＹ軸とし、この中心線と直交する基板１３の
短手方向の直線をＸ軸とする。すなわち、前記Ｙ軸方向
は、図５に示すようにケーシング１２の長手方向であ
り、前記Ｘ軸方向はケーシング１２の短手方向である。

【００１４】上述したケーシング１２は、前記開口１１
を有する蓋体２１が着脱可能に設けられた第１のケース
２２と、この第１のケース２２に周囲が嵌め合わされ、
図５に示す開口２３，２４を有する第２のケース２５と
からなり、これらの第１のケース２２および第２のケー
ス２５は、蓋体２１の内側に設けられる図２のねじ２６
により締結される。

【００１５】図２に示すように、上述したＹ軸方向のロ
ータリエンコーダ１７は、ケーシング１２の短手方向に
延設され、シャーシ１４の軸受部３１，３１により回転
可能に支持される回転軸３２と、この回転軸３２の一端
側に設けられ、ボール１６が開口１１側から外力を受け
たときに該ボール１６と接触し、この状態でボール１６
の回転に伴って回転するローラ３３と、前記回転軸３２
の他端側に設けられ、該回転軸３２を介して回転駆動さ
れるスリット円盤３４と、このスリット円盤３４を介し
て互いに対向し、基板１３に実装される発光素子３５、
受光素子３６とからなっている。このロータリエンコー
ダ１７は、ボール１６を図１に示す机などのベース板３
７に接触した状態でケーシング１２を移動したとき、ベ
ース板３７上を転動するボール１６の回動量のＹ軸方向
成分を検出する。

【００１６】同様に、Ｘ字方向のロータリエンコーダ１
８は、ケーシング１２の長手方向に延設され、シャーシ
１４の軸受部４１，４１により回転可能に支持される回
転軸４２と、この回転軸４２の一端側に設けられ、ボー
ル１６が開口１１側から外力を受けたときに該ボール１
６と接触し、この状態でボール１６の回転に伴って回転
するローラ４３と、前記回転軸４２の他端側に設けら
れ、該回転軸４２を介して回転駆動されるスリット円盤
４４と、このスリット円盤４４を介して互いに対向し、
基板１３に装着される発光素子４５、受光素子４６とか
らなっている。このロータリエンコーダ１８は、ベース
板３７上を転動するボール１６の回動量のＸ軸方向成分
を検出する。

【００１７】図１と図６および図７に示すように、上述
したモード切り換え手段１９は、第２のケース２５の内
側に設けられ、前記開口１１側に向かって突出する筒体
５１と、この筒体５１内に移動可能に設けられた球状の
アクチュエータ（金属球）５２と、前記筒体５１より開
口１１側に設けられ、アクチュエータ５２により作動可
能な作動体５３とからなっている。前記筒体５１は、開
口１１側に向かってその断面の内径が細くなるようなテ
ーパ面５４を有する先端部５５と、この先端部５５に形
成され、前記作動体５３が係合する貫通穴５６とを有し
ている。そして、ケーシング１２の開口１１の向きが図
８に示す第１の角度θ₁°の領域内にあるとき、前記ア
クチュエータ５２は、図６に示すように筒体５１の貫通
穴５６上に位置し、前記開口１１の向きが他の第２の角
度θ₂°の領域内にあるとき、前記アクチュエータ５２
は、図７に示すように筒体５１のテーパ面５４上を転動
して前記貫通穴５６から離れるようになっている。ここ
で、前記第１の角度θ₁°の領域はマウスモードであ
り、図８に示す水平線Ｈより必ず下方に位置し、第１の
直線Ｌ１から鉛直線Ｖを通り第２の直線Ｌ２に至る下向
きの領域である。一方、前記第２の角度θ₂°の領域は
トラックボールモードであり、主に前記水平線Ｈより上
方に位置し、第１の直線Ｌ１から鉛直線Ｖを通り第２の
直線Ｌ２に至る上向きの領域であり、θ₁＜θ₂の関係に
ある。これによって、第１のケース２２の開口１１の向
きが水平方向、すなわち前記水平線Ｈより下方を向く領
域内で、作動体５３よりモード切換信号としてオン／オ
フ信号を出力するようになっている。

【００１８】前記作動体５３は、前記シャーシ１４から
突出する軸受体６１と、この軸受体６１に一端が回転可
能に支持される回転体６２と、この回転体６２の他端に
係合し、基板１３上に実装されるフォトインタラプタ６
３と、前記シャーシ１４から突出するピン６９に巻回さ
れ、前記回転体６２に対して図１および図６の上方向の
弾性力を付与するばね体６４とからなっている。そし
て、前記回転体６２の他端には、図６に示すように、前
記貫通穴５６内に挿入される突起６５と、前記フォトイ
ンタラプタ６３の発光素子から受光素子に向かう光路６
６を遮蔽可能なシャッタ部６７とが形成されている。

【００１９】図２に戻り、上述したシャーシ１４の一面
には、前記ロータリエンコーダ１７，１８をそれぞれ支
持する前記軸受部３１，４１と、ボール１６に当接する
半球状の突起６８とが一体に形成されており、この突起
６８および前記ローラ３３，４３により前記ボール１６
がいわゆる三点支持されている。また、シャーシ１４に
は、前記スリット円盤３４を介して配置され、前記発光
素子３５、受光素子３６がそれぞれ嵌入される略長方形
の嵌入穴７１，７２と、前記スリット円盤４４を介して
配置され、前記発光素子４５、受光素子４６がそれぞれ
嵌入される略長方形の嵌入穴７３，７４とが穿設されて
いる。そして、該シャーシ１４を基板１３にスナップ止
めする際に、前記嵌入穴７１〜７４に前記素子３５，３
６，４５，４６をそれぞれ嵌入させることにより、これ
ら素子３５，３６，４５，４６の位置決めを正確に行な
うようになっている。すなわち、前記嵌入穴７１〜７４
は、前記素子３５，３６，４５，４６のガイドの役目を
果たしている。さらに、該シャーシ１４の両側端から円
柱突起７５，７６が突出しており、これらの円柱突起７
５，７６が第１のケース２２に形成された凹部７７，７
８にそれぞれ遊嵌され、第２のケース２５の両側面に形
成された突起（図示せず）により上方から押さえられて
いる。これによって、円柱突起７５、７６が凹部７７、
７８から抜け出すことが防止されるとともに、該円柱突
起７５、７６を中心としてシャーシ１４および基板１３
が微少角度だけ回動可能になっている。

【００２０】さらに、上述した基板１３の一面には、前
記シャーシ１４が装着されるとともに、前記発光素子３
５，４５、受光素子３６，４６がそれぞれはんだ付けさ
れている。一方の受光素子３６には、スリット円盤３４
を介して得られた光を検出し、９０°位相のずれた２つ
の波形のＡ相信号，Ｂ相信号をそれぞれ出力する２つの
フォトトランジスタ（図示せず）が内蔵され、前記Ａ相
信号，Ｂ相信号の位相差によりボール１６の回転方向の
向きを検出するようになっており、他方の受光素子４６
も同様である。また基板１３の他面には、前記モード切
り換え手段１９のフォトインタラプタ６３と、図３に示
す第１のスイッチ素子８１、第２のスイッチ素子８２お
よび第３のスイッチ素子８３とがそれぞれはんだ付けさ
れている。

【００２１】図３に示すように、上述した基板１３に
は、ロータリエンコーダ１７，１８より具体的には受光
素子３６，４６に接続される波形整形回路８４と、これ
らの波形整形回路８４とフォトインタラプタ６３および
スイッチ素子８１〜８３に接続され、ホスト側のディス
プレイ装置８６にカーソル制御信号を出力するマイクロ
プロセッサ８５とが実装されている。該基板１３には、
図１に示すように、前記ボール１６が露出する円形部
と、前記シャーシ１４に形成された軸受体６１およびピ
ン６９が挿通される矩形部とからなる穴８７が穿設され
ている。

【００２２】前記第１のスイッチ素子８１および第２の
スイッチ素子８２は、前記基板１３上でＸ軸方向に並ん
で配置されており、該スイッチ素子８１，８２の中心を
結ぶ直線は、図１に示すように、前述した基板１３およ
びシャーシ１４の回動中心、すなわち、第１のケース２
２の凹部７７，７８の中心線の真上に位置している。第
１のスイッチ素子８１は、第２のケース２５の開口２３
より突出する第１のキートップ８８を介して操作可能で
あり、該スイッチ素子８１の入力により例えば「メニュ
ー選択」を果たすように前記マイクロプロセッサ８５あ
るいはホスト側で信号処理される。一方、第２のスイッ
チ素子８２は他の開口２４より突出する第２のキートッ
プ８９を介して操作可能であり、該スイッチ素子８２の
入力により例えば「メニュー選択の取消し」を果たすよ
うにマイクロプロセッサ８５あるいはホスト側で信号処
理される。

【００２３】また、前記第３のスイッチ素子８３は基板
１３の自由端側に設けられており、該スイッチ素子８３
は、第２のケース２５の内側に設けられる押圧体９０に
よって操作される。図１に示すように、前記押圧体９０
は、第２のケース２５の天面から垂設された段付き円筒
体９１と、この円筒体９１の段部に一端が圧入固定され
たコイルばね９２と、該円筒体９１に一端が挿入される
つば付き操作軸９３とからなっている。この操作軸９３
の他端に一体的に形成されるつば部９４は、コイルばね
９２の他端を一面で受けるとともに、他面で前記スイッ
チ素子８３を押圧可能である。また、第２のケース２５
の天面からストッパ筒体９５が垂下しており、これら押
圧体９０とストッパ筒体９５とで第３のスイッチ素子８
３が破壊しないように保護されている。

【００２４】すなわち、ケーシング１２の開口１１から
突出するボール１６を押圧すると、このボール１６を介
してシャーシ１４および基板１３に押圧力が付与される
ので、該シャーシ１４および基板１３が円柱突起７５，
７６を中心として図１の時計方向に回動され、その結
果、前記操作軸９３のつば部９４によりスイッチ素子８
３が押圧されてオンとなり、前記コイルばね９２は僅か
に圧縮される。続けてボール１６を押圧すると、その押
圧力により前記操作軸９３が図１の上方向に移動し、前
記コイルばね９２がさらに圧縮される。さらに、ボール
１６を押圧すると、ボール１６はストッパ筒体９５に当
接し、これによって、前記ボール１６への押圧力がスト
ッパ筒体９５で受けられる。つまり、前記コイルばね９
２がダンパー機能を有し、前記ストッパ筒体９５がスト
ッパ機能を有しており、このため、前記コイルばね９２
のばね定数は、ダンパー機能を果たすようにスイッチ素
子８３のオン荷重より大きく、かつスイッチ素子８３の
耐荷重より小さくなるように設定されている。

【００２５】前記第３のスイッチ素子８３は各種機能の
操作スイッチとして用いることが可能であるが、本実施
例の場合、前記第１のスイッチ素子８１と同一機能を果
たすようにマイクロプロセッサ８５で信号処理される。
すなわち、Ｘ−Ｙ方向入力装置がトラックボールモード
で用いられる場合、すべてのスイッチ素子８１〜８３が
入力可能であり、このときに第１のスイッチ素子８１と
第３のスイッチ素子８３とは同一の機能（例えば「メニ
ュー選択」）を果たすようにマイクロプロセッサ８５で
信号処理される。一方、マウスモードで用いられる場
合、前記スイッチ素子８１〜８３のうち、２つのスイッ
チ素子８１，８２のみが入力可能である。このマウスモ
ードで第３のスイッチ素子８３が操作された場合、この
スイッチ素子８３からオン／オフ信号は出力されるが、
このスイッチ素子８３からの信号にかかわらず、マイク
ロプロセッサ８５は「メニュー選択」信号を出力しない
処理を行う。

【００２６】上述したマイクロプロセッサ８５には、モ
ード切り換え手段１９のフォトインタラプタ６３からの
オン／オフ信号と、波形整形回路８４からのパルス信号
ＹＡ’，ＹＢ’，ＸＡ’，ＸＢ’と、第１のスイッチ素
子８１、第２のスイッチ素子８２および第３のスイッチ
素子８３からの各オン／オフ信号とが入力される。そし
て該マイクロプロセッサ８５は、前記フォトインタラプ
タ６３からのオン／オフ信号に応じてモード切り換を行
なうとともに、前記パルス信号ＹＡ’，ＹＢ’，Ｘ
Ａ’，ＸＢ’に応じて、ホスト側のディスプレイ装置８
６に表示されるカーソルを任意方向へ移動させるカーソ
ル制御信号を出力する。

【００２７】この実施例にあっては、Ｘ−Ｙ方向入力装
置をマウスモードで使用する場合は、図１に示すように
開口１１を下向きにした状態でケーシング１２をベース
板３７上に載置する。このとき、Ｘ−Ｙ方向入力装置
は、第１のケース２２の前側、すなわち図１の右側がベ
ース板３７より幾分浮くように構成されているため、ケ
ーシング１２に図１の上方より力を掛けることにより、
前記ベース板３７からの反力によりボール１６が押し上
げられ、該ボール１６が突起６８およびローラ３３，４
３に確実に当接される。したがって、ケーシング１２を
ベース板３７上で移動させる場合は、移動操作する手で
ケーシング１２の上からベース板３７側に幾分力を加え
ながら行うようにする。この状態でケーシング１２を移
動させると、前記ベース板３７上をボール１６が転動す
るので、このボール１６の転動量をロータリエンコーダ
１７，１８により検出し、Ｙ軸方向のロータリエンコー
ダ１７から出力されるＡ相信号ＹＡ、Ｂ相信号ＹＢ、お
よびＸ軸方向のロータリエンコーダ１８から出力される
Ａ相信号ＸＡ、Ｂ相信号ＸＢをそれぞれ波形整形回路８
４でパルス波形（矩形波）に整形処理した後、波形整形
処理された信号ＹＡ’，ＹＢ’，ＸＡ’，ＸＢ’をマイ
クロプロセッサ８５に入力する。次いで、このマイクロ
プロセッサ８５は、前記信号ＹＡ’，ＹＢ’，ＸＡ’，
ＸＢ’に応じて、ホスト側のデイスプレイ装置８６に表
示されるカーソルを任意方向へ移動させるカーソル制御
信号を出力し、カーソルが所望の位置に移動する。

【００２８】このようにカーソルが所望の位置に達した
ところで、第２のケース２５の開口２３より突出する第
１のキートップ８８を押圧操作すると、第１のスイッチ
素子８１がオンとなり、メニューなどの選択操作が行わ
れる。また、第２のケース２５の開口２４より突出する
第２のキートップ８９を押圧操作すると、第２のスイッ
チ素子８２がオンとなり、メニュー選択の取消し操作が
行われる。その際、ケーシング１２をベース板３７側に
強く押圧すると、その反力でボール１６が押圧され、第
３のスイッチ素子８３がオンしてしまう可能性がある。
このため、マウスモードが選択されている場合には、前
述したようにマイクロプロセッサ８５により第３のスイ
ッチ素子８３が機能しなくなるような処理が行われる。
具体的には、図３に示すように、第３のスイッチ素子８
３のオン／オフ信号は、マイクロプロセッサ８５の入力
ポートに入力され、マイクロプロセッサ８５の出力ポー
トからは各スイッチ素子８１〜８３に関する信号もカー
ソルの移動量、移動方向に関する信号とともに出力され
るが、仮に第３のスイッチ素子８３がオンとなっても、
マイクロプロセッサ８５からは第３のスイッチ素子８３
（＝第１のスイッチ素子８１）がオンとなったという信
号を出力しないようにマイクロプロセッサ８５のプログ
ラムが組まれている。もちろん、第３のスイッチ素子８
３と同一機能を有する第１のスイッチ素子８１がオンと
なれば、そのオン信号はマイクロプロセッサ８５から出
力される。

【００２９】なお、上述したように、Ｘ−Ｙ方向入力装
置がマウスモードにあるとき、開口１１は図８に示す第
１の角度θ₁°の領域内にあり、必ず鉛直線Ｖの下方を
向いているため、モード切り換え手段１９のアクチュエ
ータ５２は、図６に示すように、筒体５１の先端部５５
に形成される貫通穴５６上に位置している。したがっ
て、前記アクチュエータ５２の自重により、前記貫通穴
５６より突出する突起６５が押圧され、回転体６２がば
ね体６４の弾性力に抗して図６の反時計方向に押し下げ
られ、その結果、シャッタ部６７がフォトインタラプタ
６３の光路６６を遮蔽し、このフォトインタラプタ６３
がオフ状態に保たれる。これに伴い、マイクロプロセッ
サ８５によりマウスモードとしてＹ軸方向のパルス波形
の位相の補正処理と、第３のスイッチ８３の信号キャン
セル処理と、必要に応じてホスト側に送出する信号のフ
ォーマット化処理とが行なわれる。

【００３０】一方、Ｘ−Ｙ方向入力装置をトラックボー
ルモードで使用する場合は、ケーシング１２を上下逆に
してベース板３７上に載置した状態で使用してもよい
が、通常は、ケーシング１２を片手で持って操作する。
すなわち、ケーシング１２を例えば右手で把持した場合
は、親指をボール１６を操作しやすい所に位置させ、人
差し指を第２のキートップ８９の近傍に位置させる。マ
ウスモードの使用状態からケーシング１２を傾けていく
と、開口１１が真横を向く前に、すなわち開口１１の向
きが図８に示す直線Ｌ１または直線Ｌ２を横切った時点
で、アクチュエータ５２は、図７に示すように、筒体５
１の先端部５５に形成されるテーパ面５４上を転動して
前記貫通穴５６から離れる。その結果、回転体６２がば
ね体６４の弾性力により押し上げられ、シャッタ部６７
が光路６６から離れてフォトインタラプタ６３がオン状
態となるため、マイクロプロセッサ８５によりトラック
ボールモードとしてＹ軸方向のパルス波形の位相の非補
正処理と、第３のスイッチ８３の信号回復処理と、必要
に応じてホスト側に送出する信号のフォーマット化処理
とが行なわれる。

【００３１】このようにケーシング１２を所定角度以上
傾け、Ｘ−Ｙ方向入力装置がトラックボールモードとな
ったなら、親指でボール１６を回転させることにより、
ディスプレイ装置８６に表示されるカーソルを所望の位
置まで移動させ、カーソルが所望の位置まで達したとこ
ろで、そのまま親指でボール１６を押圧する。これによ
り、前述したように基板１３が円柱突起７５，７６を支
点として回転し、第３のスイッチ素子８３がオンとなっ
てメニュー等の選択操作が行なわれる。ここで、第１の
スイッチ素子８１と第３のスイッチ素子８３とは同一機
能であるため、親指でボール１６を押圧する代わりに、
人差し指で第１のキートップ８８を押圧操作して第１の
スイッチ素子８１をオンさせてもよい。また、必要に応
じて人差し指で第２のキートップ８９を押圧すると、第
２のスイッチ素子８２がオンとなり、前記選択操作のキ
ャンセルが行なわれる。なお、これら第１および第２の
キートップ８８，８９の押圧操作は、必ずしも人差し指
で行う必要はなく、ケーシング１２を把持したときに操
作しやすい指、例えば中指で操作してもよい。

【００３２】このように構成した本発明の一実施例にあ
っては、モード切り換え手段１９のアクチュエータ５２
によりモードがマウスモードとトラックボールモードと
で切り換わる動作点（第１の直線Ｌ１と第２の直線Ｌ
２）を、ケーシング１２の開口１１が水平線Ｈより下方
を向いている領域内に設定したため、ケーシング１２を
手に持って傾けて使用する場合には、確実にトラックボ
ールとして機能するようになり、所望のカーソル移動操
作が可能になる。

【００３３】また、前記モード切り換え手段１９が、第
２のケース２５の内側に設けられ、開口１１側に向かっ
てその断面の内径が細くなるテーパ面５４を有する筒体
５１と、この筒体５１内に移動可能に設けられた球状の
アクチュエータ５２と、前記筒体５１より開口１１側に
設けられ、アクチュエータ５２により作動可能な作動体
５３とで構成されているため、テーパ面５４の傾斜角度
や傾きの形状を変えることにより、モードが切り換わる
動作点を適宜変更することができ、顧客やユーザーの様
々な要求に容易に対応することができる。

【００３４】さらに、上記一実施例にあっては、第１お
よび第２のスイッチ素子８１，８２の中心線を結ぶ直線
を、前記ボール１６への押圧力によって回動する基板１
３およびシャーシ１４の回動中心軸の軸線の真上に位置
させたので、トラックボールモード時にボール１６を強
く押圧してもスイッチ素子８１，８２がオンとなってし
まうことがなく、スイッチ素子８１，８２の誤入力を防
止することができる。

【００３５】なお、上記一実施例では、ケーシング１２
の開口１１をマウスモードからトラックボールモードへ
と切り換える動作について説明したが、これとは反対
に、トラックボールモードからマウスモードへと切り換
える場合も同様である。

【００３６】また、上記一実施例では、マウスモードと
して使用する際に、Ｙ軸方向のパルス波形の位相の補正
処理を行うものとして説明したが、これはトラックボー
ルモードを基準としているためであり、逆にマウスモー
ドを基準とし、マウスモードの時にはＹ軸方向のパルス
波形の位相の補正処理を行わず、トラックボールモード
時にＹ軸方向のパルス波形の位相の補正処理をするよう
に構成することもできる。

【００３７】さらに、上記一実施例では、ロータリエン
コーダ１７，１８と各スイッチ素子８１〜８３およびモ
ード切り換え手段１９からの信号を処理する手段として
マイクロプロセッサ８５を例示したが、このマイクロプ
ロセッサ８５の代わりにゲートアレイなどを用いて同様
の処理を行うようにしてもよい。

【００３８】図９は本発明の第２実施例に係るＸ−Ｙ方
向入力装置に備えられるモード切り換え手段を示す縦断
面図である。この第２実施例の場合、モード切り換え手
段１００は、円錐状に形成される底部１０１を有する筒
体１０２と、この筒体１０２内に移動可能に設けられる
球状のアクチュエータ１０３と、前記底部１０１に穿設
され、水平線上に配置される一対の貫通穴１０４、１０
５を介して互いに対向する発光素子１０６および受光素
子１０７とで構成されており、該発光素子１０６および
受光素子１０７によりアクチュエータ位置検出手段が構
成されている。なお、その他の構成は前述した第１実施
例の場合と同様であるため、重複説明は省略する。

【００３９】この実施例にあっても、ケーシング１２の
開口１１の向きが図８に示す第１の角度θ₁°の領域内
にあるとき、前記アクチュエータ１０３は、図９に示す
ように筒体１０２の底部１０１に位置し、発光素子１０
６と受光素子１０７との間の光路を遮蔽するため、Ｘ−
Ｙ方向入力装置はマウスモードとなる。一方、前記開口
１１の向きが第２の角度θ₂°の範囲内にあるとき、前
記アクチュエータ１０３は、底部１０１のテーパ面上を
転動して前記貫通穴１０４，１０５から離れるため、前
記光路の遮蔽状態が解除され、Ｘ−Ｙ方向入力装置はト
ラックボールモードとなる。

【００４０】このように構成した第２実施例でも、前述
した第１実施例と同様の効果を得ることができる。さら
に本実施例では、アクチュエータ１０３自身がシャッタ
部を構成することから、第１実施例で必要とされたシャ
ッタ部を有する回動体、この回動体に弾性力を付与する
コイルばね、および該回動体の一端を支持する軸受体な
どを省略することができ、部品点数を削減してコストの
低減化が図れるる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
モード切り換え手段によりモードが切り換わる動作点
を、ケーシングの開口が鉛直線に対して垂直な方向より
下方を向いている領域内に設定したため、ケーシングを
手に持って傾けて使用する場合には、確実にトラックボ
ールとして機能するようになり、所望のカーソル移動操
作を行うことができる。

【００４２】また、モード切り換え手段として、少なく
とも球状のアクチュエータと、このアクチュエータを移
動可能に保持し、前記開口側に向かってその断面の内径
が細くなる傾斜を有する中空状の保持体と、前記アクチ
ュエータが前記保持体内部の前記開口側に位置している
ことを検出するアクチュエータ位置検出手段とで構成し
た場合には、傾斜の傾き角度を変えることにより、モー
ドが切り換わる動作点を変更することができるため、顧
客やユーザーの様々な要求に容易に対応することができ
る。

【００４３】したがって、操作性を良好なものとするこ
とができるとともに、特にノートブック型のパソコンな
どに用いて好適なＸ−Ｙ方向入力装置を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るＸ−Ｙ方向入力装置
の縦断面図である。

【図２】図１のＸ−Ｙ方向入力装置の一部を取り除いて
裏面側から見た底面図である。

【図３】図１のＸ−Ｙ方向入力装置に備えられる制御回
路のブロック図である。

【図４】図１のＸ−Ｙ方向入力装置の側面図である。

【図５】図１のＸ−Ｙ方向入力装置の平面図である。

【図６】図１のＸ−Ｙ方向入力装置に備えられるモード
切り換え手段を示す説明図である。

【図７】図６のモード切り換え手段の動作説明図であ
る。

【図８】モードが切り換わる動作点を示す説明図であ
る。

【図９】本発明の第２実施例に係るＸ−Ｙ方向入力装置
の縦断面図である。

【図１０】従来のＸ−Ｙ方向入力装置を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１１開口１２ケーシング１６ボール１７，１８ロータリエンコーダ（回動量検出手段）１９モード切り換え手段３５，４５発光素子３６，４６受光素子５１筒体（保持体）５２アクチュエータ５３作動体５４テーパ面５５先端部５６貫通穴６１軸受体６２回転体６３フォトインタラプタ６４ばね体６５突起６６光路６７シャッタ部８５マイクロプロセッサ８６デイスプレイ装置１００モード切り換え手段１０１底部１０２筒体（保持体）１０３アクチュエータ１０４，１０５貫通穴１０６発光素子１０７受光素子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】開口を有し、外殻を形成するケーシング
と、このケーシング内に回動可能に設けられ、一部が前
記開口より突出するボールと、このボールのＸ軸方向お
よびＹ軸方向の回動量をそれぞれ検出する一対の回動量
検出手段と、前記ケーシングの傾斜角度によって動作す
るモード切り換え手段とを備え、前記モード切り換え手
段によりマウスモードとトラックボールモードとのいず
れか一方のモードが選択されるＸ−Ｙ方向入力装置にお
いて、前記モード切り換え手段によりモードが切り換わ
る動作点を、前記開口が鉛直線に対して垂直な方向より
下方を向いている領域内に設定したことを特徴とするＸ
−Ｙ方向入力装置。
【請求項２】請求項１の記載において、前記モード切
り換え手段は、少なくとも球状のアクチュエータと、こ
のアクチュエータを移動可能に保持し、前記開口側に向
かってその断面の内径が細くなる傾斜を有する中空状の
保持体と、前記アクチュエータが前記保持体内部の前記
開口側に位置していることを検出するアクチュエータ位
置検出手段とを備えていることを特徴とするＸ−Ｙ方向
入力装置。