JPH08179881A - コンピュータ用入力装置 - Google Patents
コンピュータ用入力装置Info
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- JPH08179881A JPH08179881A JP6322382A JP32238294A JPH08179881A JP H08179881 A JPH08179881 A JP H08179881A JP 6322382 A JP6322382 A JP 6322382A JP 32238294 A JP32238294 A JP 32238294A JP H08179881 A JPH08179881 A JP H08179881A
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- light
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 機械的な稼働部がなく、耐久性、信頼性に優
れたコンピュータ用入力装置を提供する。 【構成】 LED30およびPSD31からなる光セン
サ32をケース41に内装して、キーボード36に固定
する。光センサ32の上方に、遮光性樹脂製ドーム部4
7とドーム部47の内側に取り付けられ下面が鏡面とさ
れた反射板45とからなる操作部33が、弾性力のある
ゴム状の支持部49によりキーボード36の上面に形成
された孔50に嵌合される。LED30から出射された
光が反射板45により反射されてPSD31に入射し、
その出力電流から操作部33の傾き状態が検出され、コ
ンピュータ本体に位置情報として出力し、位置情報に応
じてコンピュータ本体の表示装置のカーソルの移動を制
御する。
れたコンピュータ用入力装置を提供する。 【構成】 LED30およびPSD31からなる光セン
サ32をケース41に内装して、キーボード36に固定
する。光センサ32の上方に、遮光性樹脂製ドーム部4
7とドーム部47の内側に取り付けられ下面が鏡面とさ
れた反射板45とからなる操作部33が、弾性力のある
ゴム状の支持部49によりキーボード36の上面に形成
された孔50に嵌合される。LED30から出射された
光が反射板45により反射されてPSD31に入射し、
その出力電流から操作部33の傾き状態が検出され、コ
ンピュータ本体に位置情報として出力し、位置情報に応
じてコンピュータ本体の表示装置のカーソルの移動を制
御する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータ等の表示
装置の画面のカーソル位置を移動させるための入力装置
に関する。
装置の画面のカーソル位置を移動させるための入力装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】コンピュータの表示装置の画面上のカー
ソル位置を移動させる入力装置であるポインティングデ
バイスの従来例としてトラックボールおよびマウスがあ
る。トラックボール1は、図12に示すように、主にパ
ーソナルコンピュータ2等のキーボード3に設置されて
おり、指でボール4を回転させたときの回転方向と回転
量に応じて、画面上のカーソルの位置を移動させるもの
である。動作原理を簡単に説明すると、図13に示すよ
うに、ボール4に対してX軸、Y軸の2軸方向にローラ
5,6を介して回転方向および回転数を検出するロータ
リーエンコーダ7,8が設けられ、ボール4の回転方向
に応じた各ロータリーエンコーダ7,8の回転方向と回
転量信号が検出できる。この信号をパーソナルコンピュ
ータ本体にX軸方向、Y軸方向に分離した電気信号に変
換して伝送し、コンピュータ本体側では信号に応じて画
面上のカーソル位置を移動させる。
ソル位置を移動させる入力装置であるポインティングデ
バイスの従来例としてトラックボールおよびマウスがあ
る。トラックボール1は、図12に示すように、主にパ
ーソナルコンピュータ2等のキーボード3に設置されて
おり、指でボール4を回転させたときの回転方向と回転
量に応じて、画面上のカーソルの位置を移動させるもの
である。動作原理を簡単に説明すると、図13に示すよ
うに、ボール4に対してX軸、Y軸の2軸方向にローラ
5,6を介して回転方向および回転数を検出するロータ
リーエンコーダ7,8が設けられ、ボール4の回転方向
に応じた各ロータリーエンコーダ7,8の回転方向と回
転量信号が検出できる。この信号をパーソナルコンピュ
ータ本体にX軸方向、Y軸方向に分離した電気信号に変
換して伝送し、コンピュータ本体側では信号に応じて画
面上のカーソル位置を移動させる。
【0003】例えばX軸方向にボール4が回転すれば、
X軸方向のシャフト9が回転し、複数のスリット10が
形成された回転板11が回転する。回転板11を挟んで
配された2組のLED12および受光素子13では、L
ED12の光がスリット10によりパルス信号にされ受
光素子13にて電気信号に変換される。これによって、
回転板11の回転方向と回転数が検出され、X軸方向の
ボール4の回転量がわかるので、画面上のカーソル位置
をX軸方向に見合った方向へ回転量に応じて移動させ
る。また、ボール4の回転方向がX軸とY軸に対して4
5°の方向であれば、X軸、Y軸のロータリーエンコー
ダ7,8より同時に回転方向と同量の回転量信号が得ら
れるため、それぞれの軸方向の信号に応じてカーソル位
置が斜めに移動される。
X軸方向のシャフト9が回転し、複数のスリット10が
形成された回転板11が回転する。回転板11を挟んで
配された2組のLED12および受光素子13では、L
ED12の光がスリット10によりパルス信号にされ受
光素子13にて電気信号に変換される。これによって、
回転板11の回転方向と回転数が検出され、X軸方向の
ボール4の回転量がわかるので、画面上のカーソル位置
をX軸方向に見合った方向へ回転量に応じて移動させ
る。また、ボール4の回転方向がX軸とY軸に対して4
5°の方向であれば、X軸、Y軸のロータリーエンコー
ダ7,8より同時に回転方向と同量の回転量信号が得ら
れるため、それぞれの軸方向の信号に応じてカーソル位
置が斜めに移動される。
【0004】また、マウス15については、図14,1
5に示すような形状をしており、下面にトラックボール
1と同様のボール16が設置され、操作板17あるいは
卓上を前後左右に移動させることにより、この動きに応
じて画面上のカーソルが移動し、さらにクリックボタン
18を押すことにより入力操作を行うものである。な
お、内部構造は、ほぼトラックボール1と同等である。
5に示すような形状をしており、下面にトラックボール
1と同様のボール16が設置され、操作板17あるいは
卓上を前後左右に移動させることにより、この動きに応
じて画面上のカーソルが移動し、さらにクリックボタン
18を押すことにより入力操作を行うものである。な
お、内部構造は、ほぼトラックボール1と同等である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記のトラックボール
1では、ボール4の回転をロータリーエンコーダ7,8
に伝えるローラ5,6のから回りによる誤動作が発生し
たり、しかも構造上においてロータリーエンコーダ部分
の密閉が困難であり、内部への埃の侵入によってスリッ
ト10が目詰まりして誤動作が発生する場合がある。そ
のうえ、機械的な稼働部分が必要であり、トラックボー
ル1自身を配置するスペースが必要となり、パーソナル
コンピュータ等の小型化ができないという難点もある。
1では、ボール4の回転をロータリーエンコーダ7,8
に伝えるローラ5,6のから回りによる誤動作が発生し
たり、しかも構造上においてロータリーエンコーダ部分
の密閉が困難であり、内部への埃の侵入によってスリッ
ト10が目詰まりして誤動作が発生する場合がある。そ
のうえ、機械的な稼働部分が必要であり、トラックボー
ル1自身を配置するスペースが必要となり、パーソナル
コンピュータ等の小型化ができないという難点もある。
【0006】また、マウス15では、ボール16の回転
を検出する機構がトラックボール1と同じであるので、
トラックボール1と同様の問題がある他、パーソナルコ
ンピュータとは分離して、操作板17や机上等の平面上
を移動させることによってボール16を回転させるた
め、マウス15を移動させる平面が必要になり、携帯用
の小型パーソナルコンピュータ等には使用できないとい
う難点もある。なお、このような機械式マウスの他に、
光学式マウスとして発光素子と受光素子を用いてX軸、
Y軸方向の移動量を検出するものがあるが、機械的な稼
働部がない代わりに専用の特殊な操作板が必要になり、
操作スペースの問題は依然として解消されていない。
を検出する機構がトラックボール1と同じであるので、
トラックボール1と同様の問題がある他、パーソナルコ
ンピュータとは分離して、操作板17や机上等の平面上
を移動させることによってボール16を回転させるた
め、マウス15を移動させる平面が必要になり、携帯用
の小型パーソナルコンピュータ等には使用できないとい
う難点もある。なお、このような機械式マウスの他に、
光学式マウスとして発光素子と受光素子を用いてX軸、
Y軸方向の移動量を検出するものがあるが、機械的な稼
働部がない代わりに専用の特殊な操作板が必要になり、
操作スペースの問題は依然として解消されていない。
【0007】そこで、トラックボールやマウスよりさら
に操作スペースを小さくしたものとして、図16,17
に示すポインティングスティック20がある。これは、
直方体型の樹脂製剛体21の各側面にひずみセンサ22
を貼り付け、剛体21に円形状カバー23を遊嵌して、
カバー23を所望の方向に押すことによりひずみセンサ
22が押された方向を検知して、カーソルを動かそうと
するものであり、パーソナルコンピュータ本体24のキ
ーボード25内のキー26の間に配置されており、占有
する面積や容積は非常に小さくなる。ところが、機械的
な稼働部が存在するため、耐久性や信頼性に欠ける点が
ある。
に操作スペースを小さくしたものとして、図16,17
に示すポインティングスティック20がある。これは、
直方体型の樹脂製剛体21の各側面にひずみセンサ22
を貼り付け、剛体21に円形状カバー23を遊嵌して、
カバー23を所望の方向に押すことによりひずみセンサ
22が押された方向を検知して、カーソルを動かそうと
するものであり、パーソナルコンピュータ本体24のキ
ーボード25内のキー26の間に配置されており、占有
する面積や容積は非常に小さくなる。ところが、機械的
な稼働部が存在するため、耐久性や信頼性に欠ける点が
ある。
【0008】本発明は、上記に鑑み、広い操作スペース
を必要とせず、しかも機械的な稼働部がなく、耐久性お
よび信頼性の高いコンピュータ用入力装置の提供を目的
とする。
を必要とせず、しかも機械的な稼働部がなく、耐久性お
よび信頼性の高いコンピュータ用入力装置の提供を目的
とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明による課題解決手
段は、発光素子および受光素子からなる反射型光センサ
32と、該光センサ32の前方に傾動自在に配された入
力用操作部33と、該操作部33の傾き状態を前記受光
素子の出力信号から検出してコンピュータ本体に位置情
報として出力する出力手段35と、操作部33の傾き状
態に応じてコンピュータ本体の表示装置のカーソルの移
動を制御する移動手段52とが設けられ、受光素子とし
て2次元位置検出用位置検出素子(以下PSD:Pos
ition Sensitive Detectorと
称する)31を使用し、該PSD31の前面に反射光通
過穴46を有する遮光物(ケース)41が配置された
り、あるいは発光素子を中心にしてその周囲を囲むよう
に複数の受光素子を配置したものである。
段は、発光素子および受光素子からなる反射型光センサ
32と、該光センサ32の前方に傾動自在に配された入
力用操作部33と、該操作部33の傾き状態を前記受光
素子の出力信号から検出してコンピュータ本体に位置情
報として出力する出力手段35と、操作部33の傾き状
態に応じてコンピュータ本体の表示装置のカーソルの移
動を制御する移動手段52とが設けられ、受光素子とし
て2次元位置検出用位置検出素子(以下PSD:Pos
ition Sensitive Detectorと
称する)31を使用し、該PSD31の前面に反射光通
過穴46を有する遮光物(ケース)41が配置された
り、あるいは発光素子を中心にしてその周囲を囲むよう
に複数の受光素子を配置したものである。
【0010】そして、操作部33はドーム状に形成さ
れ、その内側に反射板45が設けられたり、あるいはス
ティック状に形成され、その下端部に反射板45が設け
られている。
れ、その内側に反射板45が設けられたり、あるいはス
ティック状に形成され、その下端部に反射板45が設け
られている。
【0011】また、操作部33を光センサ32に対して
近接離間可能とし、前記操作部33が光センサ32に近
接したときコンピュータ本体にオン信号を出力するクリ
ック手段を設けたり、発光素子が間欠的に発光されるも
のである。
近接離間可能とし、前記操作部33が光センサ32に近
接したときコンピュータ本体にオン信号を出力するクリ
ック手段を設けたり、発光素子が間欠的に発光されるも
のである。
【0012】
【作用】上記課題解決手段において、画面上のカーソル
を移動させたい方向に操作部33を傾けると、発光素子
から出射された光は反射板45で反射され、受光素子に
到達する。そして、受光素子では操作部33の傾き状態
に対応した出力が得られ、出力手段35において演算を
行い操作部33の傾き方向および傾き量に対応した演算
結果をx方向出力およびy方向出力としてコンピュータ
本体の制御回路51に出力する。
を移動させたい方向に操作部33を傾けると、発光素子
から出射された光は反射板45で反射され、受光素子に
到達する。そして、受光素子では操作部33の傾き状態
に対応した出力が得られ、出力手段35において演算を
行い操作部33の傾き方向および傾き量に対応した演算
結果をx方向出力およびy方向出力としてコンピュータ
本体の制御回路51に出力する。
【0013】コンピュータ本体側では、これらの位置情
報に基づいてカーソルの移動方向および移動速度を演算
して、この決定された条件で画面上のカーソルを移動さ
せる。
報に基づいてカーソルの移動方向および移動速度を演算
して、この決定された条件で画面上のカーソルを移動さ
せる。
【0014】そして、操作部33を押すと光センサ全体
の出力が変化するので、この変化を検出してコンピュー
タ本体にオン信号を出力することにより、操作部33に
クリック機能を有せしめることができる。
の出力が変化するので、この変化を検出してコンピュー
タ本体にオン信号を出力することにより、操作部33に
クリック機能を有せしめることができる。
【0015】
(第一実施例)本発明の第一実施例のコンピュータ用入
力装置は、図1〜図3の如く、発光素子である発光ダイ
オード(LED)30および受光素子である両面分割型
2次元PSD31からなる反射型光センサ32と、この
光センサ32の上方に傾動自在に配された入力用操作部
33と、操作部33の傾き状態をPSD30の出力信号
から検出してコンピュータ本体に位置情報として出力す
る出力手段35とが設けられており、図4の如く、パー
ソナルコンピュータ等のキーボード36の一角に操作部
33が突出するように配置されている。
力装置は、図1〜図3の如く、発光素子である発光ダイ
オード(LED)30および受光素子である両面分割型
2次元PSD31からなる反射型光センサ32と、この
光センサ32の上方に傾動自在に配された入力用操作部
33と、操作部33の傾き状態をPSD30の出力信号
から検出してコンピュータ本体に位置情報として出力す
る出力手段35とが設けられており、図4の如く、パー
ソナルコンピュータ等のキーボード36の一角に操作部
33が突出するように配置されている。
【0016】前記光センサ32は、図2の如く、LED
30およびPSD31を離間させてプリント基板40上
に搭載し、プリント基板40を遮光性樹脂からなるケー
ス41に内装したもので、キーボード36内にねじ等に
より固定されている。また、プリント基板40には、コ
ンピュータ本体の内部回路に接続されるコネクタ42が
取り付けられている。LED30は、プリント基板40
に対してPSD側に傾斜した状態で搭載され、ケース4
1から突設された斜壁43に囲まれており、PSD31
に直接光がいかないようになっている。ケース41の上
面には、LED30からの出射光が通過する光出射穴4
4が形成され、PSD31の上方では後述の反射板45
によって反射された光のみが入射するように反射光通過
穴46がすり鉢状に一定の面積を有して形成されてい
る。しかも、ケース41によって、PSD31上への埃
の侵入が防がれている。
30およびPSD31を離間させてプリント基板40上
に搭載し、プリント基板40を遮光性樹脂からなるケー
ス41に内装したもので、キーボード36内にねじ等に
より固定されている。また、プリント基板40には、コ
ンピュータ本体の内部回路に接続されるコネクタ42が
取り付けられている。LED30は、プリント基板40
に対してPSD側に傾斜した状態で搭載され、ケース4
1から突設された斜壁43に囲まれており、PSD31
に直接光がいかないようになっている。ケース41の上
面には、LED30からの出射光が通過する光出射穴4
4が形成され、PSD31の上方では後述の反射板45
によって反射された光のみが入射するように反射光通過
穴46がすり鉢状に一定の面積を有して形成されてい
る。しかも、ケース41によって、PSD31上への埃
の侵入が防がれている。
【0017】前記操作部33は、遮光性樹脂からなるド
ーム部47と、ドーム部47の内側に取り付けられ下面
が鏡面とされた反射板45とからなり、ドーム部47の
天頂に指先を置くための突起48が形成されている。そ
して、ドーム部47の下部の外周にリング状に形成され
た弾性力のあるゴム状の支持部49が固定されており、
支持部49がキーボード36の上面に形成された孔50
に嵌合されている。これによって、操作部33は前後左
右に傾けることが可能となり、しかも上下動も可能とな
っている。
ーム部47と、ドーム部47の内側に取り付けられ下面
が鏡面とされた反射板45とからなり、ドーム部47の
天頂に指先を置くための突起48が形成されている。そ
して、ドーム部47の下部の外周にリング状に形成され
た弾性力のあるゴム状の支持部49が固定されており、
支持部49がキーボード36の上面に形成された孔50
に嵌合されている。これによって、操作部33は前後左
右に傾けることが可能となり、しかも上下動も可能とな
っている。
【0018】ここで、PSD31の原理について説明す
る。まず、PSD31はシリコンフォトダイオードを応
用した光スポットの位置検出用センサであり、PSD3
1に光スポットが入射すると、入射位置には光エネルギ
に比例した電荷が発生し、この電荷は光電流として電極
より出力される。光電流は電極までの距離に逆比例して
分割され取り出される。これによって、光の入射位置を
求めることができる。
る。まず、PSD31はシリコンフォトダイオードを応
用した光スポットの位置検出用センサであり、PSD3
1に光スポットが入射すると、入射位置には光エネルギ
に比例した電荷が発生し、この電荷は光電流として電極
より出力される。光電流は電極までの距離に逆比例して
分割され取り出される。これによって、光の入射位置を
求めることができる。
【0019】したがって、LED30から出射され反射
板45で反射されてPSD31に到達する光のPSD3
1上の入射位置が決まる。すなわち、図5の如く、LE
D30の出射光はある一定の広がり角を有しているが、
反射板45の鏡面への入射光角度と反射光角度は等し
く、かつ入射光と反射光と鏡面上の照射点で鏡面に立て
た法線は同一平面内にあるという反射の法則を利用する
ことにより、反射板45の角度すなわち操作部33の傾
き状態に応じて反射光通過穴46に入射する光の角度が
決まる。反射光通過穴46に入射する光の角度が決まれ
ば、PSD31上を照射する光の入射位置が決まる。例
えば、反射板45がAの状態のとき、aの光が反射板4
5で反射されPSD31に入射することができる。同様
にBの状態のときにはbの光、Cの状態のときにはcの
光が入射され、このように反射板45の角度によって光
の入射位置がそれぞれ異なる。
板45で反射されてPSD31に到達する光のPSD3
1上の入射位置が決まる。すなわち、図5の如く、LE
D30の出射光はある一定の広がり角を有しているが、
反射板45の鏡面への入射光角度と反射光角度は等し
く、かつ入射光と反射光と鏡面上の照射点で鏡面に立て
た法線は同一平面内にあるという反射の法則を利用する
ことにより、反射板45の角度すなわち操作部33の傾
き状態に応じて反射光通過穴46に入射する光の角度が
決まる。反射光通過穴46に入射する光の角度が決まれ
ば、PSD31上を照射する光の入射位置が決まる。例
えば、反射板45がAの状態のとき、aの光が反射板4
5で反射されPSD31に入射することができる。同様
にBの状態のときにはbの光、Cの状態のときにはcの
光が入射され、このように反射板45の角度によって光
の入射位置がそれぞれ異なる。
【0020】図6のように、有効受光部サイズL×L
(mm)のPSD31上のP点に反射光通過穴46を通
過した反射板45からの反射光が照射すると、PSD3
1のx方向出力電流I1、I2は、 I1=I0×x1/L、I2=I0×(L−x1)/L となる。また、PSD31のy方向出力電流I3、I4
は I3=I0×y1/L、I4=I0×(L−y1)/L となる。ただし、I0は入射光量に基づきP点に発生す
る電荷である。
(mm)のPSD31上のP点に反射光通過穴46を通
過した反射板45からの反射光が照射すると、PSD3
1のx方向出力電流I1、I2は、 I1=I0×x1/L、I2=I0×(L−x1)/L となる。また、PSD31のy方向出力電流I3、I4
は I3=I0×y1/L、I4=I0×(L−y1)/L となる。ただし、I0は入射光量に基づきP点に発生す
る電荷である。
【0021】ここで、例えば、I1/(I1+I2)、
I3/(I3+I4)を上式より求めると、 I1/(I1+I2)=(I0×x1/L)/I0=x1
/L I3/(I3+I4)=(I0×y1/L)/I0=y1
/L となる。すなわち、PSD31の出力電流を演算するこ
とにより、PSD31を照射する光の位置に対応した出
力を得ることができる。また、前述の如く、操作部33
の傾き状態である傾き方向および傾き角度と連動して変
化する反射板45の傾き方向および傾き角度が決まる
と、PSD31上に照射する光の位置が決まる。したが
って、I1/(I1+I2)、I3/(I3+I4)の
ようにPSD出力を演算することにより、操作部33の
傾き方向および傾き角度に対応した出力を得ることがで
きる。すなわち、I1/(I1+I2)、I3/(I3
+I4)は、それぞれx方向の操作部33の傾き量、y
方向の操作部33の傾き量に対応している。
I3/(I3+I4)を上式より求めると、 I1/(I1+I2)=(I0×x1/L)/I0=x1
/L I3/(I3+I4)=(I0×y1/L)/I0=y1
/L となる。すなわち、PSD31の出力電流を演算するこ
とにより、PSD31を照射する光の位置に対応した出
力を得ることができる。また、前述の如く、操作部33
の傾き状態である傾き方向および傾き角度と連動して変
化する反射板45の傾き方向および傾き角度が決まる
と、PSD31上に照射する光の位置が決まる。したが
って、I1/(I1+I2)、I3/(I3+I4)の
ようにPSD出力を演算することにより、操作部33の
傾き方向および傾き角度に対応した出力を得ることがで
きる。すなわち、I1/(I1+I2)、I3/(I3
+I4)は、それぞれx方向の操作部33の傾き量、y
方向の操作部33の傾き量に対応している。
【0022】前記出力手段35は、図3の如く、コンピ
ュータ本体に内蔵されたCPU、ROM、RAM等から
なる制御回路51に接続されており、制御回路51に
は、操作部33の傾き状態に応じた位置情報に基づいて
コンピュータ本体の表示装置のカーソルの移動を制御す
る移動手段52が設けられている。
ュータ本体に内蔵されたCPU、ROM、RAM等から
なる制御回路51に接続されており、制御回路51に
は、操作部33の傾き状態に応じた位置情報に基づいて
コンピュータ本体の表示装置のカーソルの移動を制御す
る移動手段52が設けられている。
【0023】出力手段35には、PSD31の出力電流
からI1/(I1+I2)、I3/(I3+I4)の値
を演算する信号処理回路部53と、そのアナログ値をデ
ジタル値に変換して制御回路51にx方向出力およびy
方向出力として出力するA/D変換部54を備えてい
る。なお、これらはシリアルデータとして出力される
が、一本の出力端子よりシリアルデータとして出力する
ようにしてもよい。また、LED30を駆動するための
LED駆動回路部55も備えており、コンピュータ本体
の電源スイッチがオンされているときは、常時発光して
いる。
からI1/(I1+I2)、I3/(I3+I4)の値
を演算する信号処理回路部53と、そのアナログ値をデ
ジタル値に変換して制御回路51にx方向出力およびy
方向出力として出力するA/D変換部54を備えてい
る。なお、これらはシリアルデータとして出力される
が、一本の出力端子よりシリアルデータとして出力する
ようにしてもよい。また、LED30を駆動するための
LED駆動回路部55も備えており、コンピュータ本体
の電源スイッチがオンされているときは、常時発光して
いる。
【0024】前記移動手段52は、操作部33のx方向
の傾き量およびy方向の傾き量に対応した位置情報から
それぞれの傾き量に応じた移動方向および移動速度を演
算して画面上のカーソルを移動させる機能を有してい
る。
の傾き量およびy方向の傾き量に対応した位置情報から
それぞれの傾き量に応じた移動方向および移動速度を演
算して画面上のカーソルを移動させる機能を有してい
る。
【0025】上記構成において、操作部33の突起48
に指先をかけて、画面上のカーソルを移動させたい方向
に操作部33を傾ける。LED30から出射された光は
反射板45で反射され、反射光通過孔46を通過した光
がPSD31に到達する。そして、その入射位置に対応
したPSD31の出力が得られ、出力手段35において
演算を行い操作部33の傾き方向および傾き角度に対応
した演算結果をx方向出力およびy方向出力としてコン
ピュータ本体の制御回路51に出力する。
に指先をかけて、画面上のカーソルを移動させたい方向
に操作部33を傾ける。LED30から出射された光は
反射板45で反射され、反射光通過孔46を通過した光
がPSD31に到達する。そして、その入射位置に対応
したPSD31の出力が得られ、出力手段35において
演算を行い操作部33の傾き方向および傾き角度に対応
した演算結果をx方向出力およびy方向出力としてコン
ピュータ本体の制御回路51に出力する。
【0026】コンピュータ本体側では、これらの位置情
報に基づいてカーソルの移動方向および移動速度を演算
して、この決定された条件で画面上のカーソルを移動さ
せる。例えば、操作部33をy方向の傾きが0であり、
かつ+x方向へ少し傾けた場合、操作部33のx方向の
傾き量およびy方向の傾き量により、カーソルの移動す
る方向および移動速度が決定され、カーソルは+x方向
に遅いスピードで移動される。また、操作部33のy方
向の傾きが0でかつ+x方向への傾きが大きい場合は、
カーソルは+x方向に速いスピードで移動させる。操作
部33のx方向およびy方向への傾きが等しくかつ小さ
い場合は、45°方向に遅いスピードでカーソルは移動
される。
報に基づいてカーソルの移動方向および移動速度を演算
して、この決定された条件で画面上のカーソルを移動さ
せる。例えば、操作部33をy方向の傾きが0であり、
かつ+x方向へ少し傾けた場合、操作部33のx方向の
傾き量およびy方向の傾き量により、カーソルの移動す
る方向および移動速度が決定され、カーソルは+x方向
に遅いスピードで移動される。また、操作部33のy方
向の傾きが0でかつ+x方向への傾きが大きい場合は、
カーソルは+x方向に速いスピードで移動させる。操作
部33のx方向およびy方向への傾きが等しくかつ小さ
い場合は、45°方向に遅いスピードでカーソルは移動
される。
【0027】(第二実施例)第二実施例では、図7〜9
の如く、光センサ60がLED30および4個のホトト
ランジスタPT1〜PT4からなる受光素子から構成さ
れており、リードフレームがインサート成型されたホル
ダー61上面の中央にLED30が配置され、このLE
D30を中心にして同心円上にx方向およびy方向にそ
れぞれ各ホトトランジスタPT1〜PT4が配置されて
いる。ホルダー61は操作部33のドーム部47の下端
に取り付けられ、ホルダー61の上面にはLED30か
らの光が直接ホトトランジスタPT1〜PT4に入射し
ないように環状の遮光壁62がLED30を取り囲むよ
うに形成され、また外周にも外部から光が直接ホトトラ
ンジスタPT1〜PT4に入射しないように外壁63が
形成されている。なお、他の構成は第一実施例と同じで
ある。
の如く、光センサ60がLED30および4個のホトト
ランジスタPT1〜PT4からなる受光素子から構成さ
れており、リードフレームがインサート成型されたホル
ダー61上面の中央にLED30が配置され、このLE
D30を中心にして同心円上にx方向およびy方向にそ
れぞれ各ホトトランジスタPT1〜PT4が配置されて
いる。ホルダー61は操作部33のドーム部47の下端
に取り付けられ、ホルダー61の上面にはLED30か
らの光が直接ホトトランジスタPT1〜PT4に入射し
ないように環状の遮光壁62がLED30を取り囲むよ
うに形成され、また外周にも外部から光が直接ホトトラ
ンジスタPT1〜PT4に入射しないように外壁63が
形成されている。なお、他の構成は第一実施例と同じで
ある。
【0028】そして、LED30から出射され反射板4
5で反射した光が各ホトトランジスタPT1〜PT4に
到達すると、ホトトランジスタPT1〜PT4の出力電
流を信号処理回路部53によりx方向の出力電流比とし
てI1/I2(I1/(I1+I2)でもよい)および
y方向のI3/I4(I3/(I3+I4)でもよい)
を演算して、A/D変換部54を介してx方向出力およ
びy方向出力としてコンピュータ本体側の制御回路51
に出力する。この出力手段35から出力された位置情報
に基づいて、コンピュータ本体側ではカーソルの移動を
制御している。例えば、図7のように操作部33が傾い
ていないときは、反射板45にて反射したLED30か
らの光は、4個のホトトランジスタPT1〜PT4にほ
ぼ均等に入射し、4個のホトトランジスタPT1〜PT
4から得られる出力電流がほぼ均等な値となる。このと
き、カーソルは移動しない。
5で反射した光が各ホトトランジスタPT1〜PT4に
到達すると、ホトトランジスタPT1〜PT4の出力電
流を信号処理回路部53によりx方向の出力電流比とし
てI1/I2(I1/(I1+I2)でもよい)および
y方向のI3/I4(I3/(I3+I4)でもよい)
を演算して、A/D変換部54を介してx方向出力およ
びy方向出力としてコンピュータ本体側の制御回路51
に出力する。この出力手段35から出力された位置情報
に基づいて、コンピュータ本体側ではカーソルの移動を
制御している。例えば、図7のように操作部33が傾い
ていないときは、反射板45にて反射したLED30か
らの光は、4個のホトトランジスタPT1〜PT4にほ
ぼ均等に入射し、4個のホトトランジスタPT1〜PT
4から得られる出力電流がほぼ均等な値となる。このと
き、カーソルは移動しない。
【0029】次に、カーソルを移動させるために、操作
部33を図7中の矢印の−x方向に傾けた場合、反射板
45が傾き、ホトトランジスタPT1の出力電流が減少
し、ホトトランジスタPT2の出力電流が増加する。こ
のホトトランジスタPT1,PT2の出力電流比を演算
することにより操作部33の傾き量に対応した出力を得
ることができる。同様にして、ホトトランジスタPT
3,PT4の出力電流比も演算することにより、x方向
およびy方向への操作部33の傾き量を知ることができ
る。そして、これらの位置情報に基づいてカーソルは−
x方向に傾き量に応じた速度で移動する。
部33を図7中の矢印の−x方向に傾けた場合、反射板
45が傾き、ホトトランジスタPT1の出力電流が減少
し、ホトトランジスタPT2の出力電流が増加する。こ
のホトトランジスタPT1,PT2の出力電流比を演算
することにより操作部33の傾き量に対応した出力を得
ることができる。同様にして、ホトトランジスタPT
3,PT4の出力電流比も演算することにより、x方向
およびy方向への操作部33の傾き量を知ることができ
る。そして、これらの位置情報に基づいてカーソルは−
x方向に傾き量に応じた速度で移動する。
【0030】(第三実施例)本実施例では、図10の如
く、操作部33が、スティック状に形成されたスティッ
ク部65と、その下端に装着された反射板45からな
り、スティック部65の外周にリング状に形成された弾
性力のあるゴム状の支持部66が固定され、図11の如
く支持部66がキーボード36の上面に形成された孔5
0に嵌合されている。これによって、操作部33は前後
左右に傾けることが可能となり、しかも上下動も可能と
なっている。なお、他の構成は第一実施例と同じであ
り、同様の作用効果を奏する。
く、操作部33が、スティック状に形成されたスティッ
ク部65と、その下端に装着された反射板45からな
り、スティック部65の外周にリング状に形成された弾
性力のあるゴム状の支持部66が固定され、図11の如
く支持部66がキーボード36の上面に形成された孔5
0に嵌合されている。これによって、操作部33は前後
左右に傾けることが可能となり、しかも上下動も可能と
なっている。なお、他の構成は第一実施例と同じであ
り、同様の作用効果を奏する。
【0031】また、第一実施例や第三実施例において、
操作部33が上下動可能になっているので、操作部33
を下方向に押し込むと、反射板45から光センサ32ま
での距離が近くなる。すると、受光素子の出力電流の総
和I1+I2+I3+I4が増加するため、このことを
出力手段35において検出して、制御回路51にオン信
号を出力するようにする。これによって、操作部33に
クリックボタンの機能を持たすことができる。
操作部33が上下動可能になっているので、操作部33
を下方向に押し込むと、反射板45から光センサ32ま
での距離が近くなる。すると、受光素子の出力電流の総
和I1+I2+I3+I4が増加するため、このことを
出力手段35において検出して、制御回路51にオン信
号を出力するようにする。これによって、操作部33に
クリックボタンの機能を持たすことができる。
【0032】また、コンピュータの小型化が進むと共
に、バッテリ内蔵による携帯化が進む。このようなコン
ピュータに求められる低消費電流化を目指すために、L
ED駆動回路部55ではLED30をパルス的に発光さ
せるようにすればよい。ここで、LED30の発光に同
期させて受光素子からの出力電流を検出するようにすれ
ば、ノイズ等の外乱の影響を排除することができ、入力
装置としての信頼性を高めることができる。
に、バッテリ内蔵による携帯化が進む。このようなコン
ピュータに求められる低消費電流化を目指すために、L
ED駆動回路部55ではLED30をパルス的に発光さ
せるようにすればよい。ここで、LED30の発光に同
期させて受光素子からの出力電流を検出するようにすれ
ば、ノイズ等の外乱の影響を排除することができ、入力
装置としての信頼性を高めることができる。
【0033】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修
正および変更を加え得ることは勿論である。例えば、発
光素子として半導体レーザ、蛍光表示管を使用してもよ
く、受光素子としてホトダイオードを使用してもよい。
また、第二実施例において、ホトトランジスタは4個に
限らず3個以上あればよく、多くなるほど検出精度がよ
くなる。
ものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修
正および変更を加え得ることは勿論である。例えば、発
光素子として半導体レーザ、蛍光表示管を使用してもよ
く、受光素子としてホトダイオードを使用してもよい。
また、第二実施例において、ホトトランジスタは4個に
限らず3個以上あればよく、多くなるほど検出精度がよ
くなる。
【0034】
【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
よると、操作部を傾かせることにより、その傾き状態を
光センサによって検出して、位置情報に基づいて画面上
のカーソルを移動させているので、機械的な稼働部が存
在しない非接触光学方式に入力装置となり、外部から侵
入した埃によって誤動作することがなく、信頼性や耐久
性を向上させることができ、長寿命化を達成できる。ま
た、操作部がコンピュータ本体の外面にあればよいの
で、設置場所の規制がなく、スペース的に優れており、
小型コンピュータや携帯用情報機器に搭載することがで
きる。さらに、操作部がドーム状においては、従来のト
ラックボールのように球を回転させる感覚で、スティッ
ク状においては、スティックを傾ける感覚でカーソルを
移動させることができ、操作性も優れている。
よると、操作部を傾かせることにより、その傾き状態を
光センサによって検出して、位置情報に基づいて画面上
のカーソルを移動させているので、機械的な稼働部が存
在しない非接触光学方式に入力装置となり、外部から侵
入した埃によって誤動作することがなく、信頼性や耐久
性を向上させることができ、長寿命化を達成できる。ま
た、操作部がコンピュータ本体の外面にあればよいの
で、設置場所の規制がなく、スペース的に優れており、
小型コンピュータや携帯用情報機器に搭載することがで
きる。さらに、操作部がドーム状においては、従来のト
ラックボールのように球を回転させる感覚で、スティッ
ク状においては、スティックを傾ける感覚でカーソルを
移動させることができ、操作性も優れている。
【0035】また、操作部を光センサに対して近接離間
可能とすることにより、クリック機能を付加でき多機能
化を達成でき、別にクリックボタンを設ける必要がな
く、さらに小型化を図ることができる。
可能とすることにより、クリック機能を付加でき多機能
化を達成でき、別にクリックボタンを設ける必要がな
く、さらに小型化を図ることができる。
【0036】さらに、発光素子を間欠的に発光させるこ
とにより、常時発光させる場合に比べて低消費電流とな
り、電池等の寿命を延ばすことができ、より一層小型コ
ンピュータや携帯用情報機器に適した入力装置となる。
とにより、常時発光させる場合に比べて低消費電流とな
り、電池等の寿命を延ばすことができ、より一層小型コ
ンピュータや携帯用情報機器に適した入力装置となる。
【図1】本発明の第一実施例の入力装置の断面図
【図2】光センサの断面図
【図3】入力装置の制御ブロック図
【図4】入力装置の配置図
【図5】発光素子からの光の光路を示す図
【図6】PSDの原理を説明するための図
【図7】第二実施例の入力装置の内部構造を示す斜視図
【図8】入力装置の断面図
【図9】入力装置の制御ブロック図
【図10】第三実施例の入力装置の断面図
【図11】入力装置の配置図
【図12】トラックボールが搭載されたパーソナルコン
ピュータの斜視図
ピュータの斜視図
【図13】トラックボールにおける動作原理を説明する
図
図
【図14】マウスの斜視図
【図15】マウスの断面図
【図16】(a)はポインティングスティックの斜視
図、(b)はその内部の構造を示す図
図、(b)はその内部の構造を示す図
【図17】ポインティングスティックを備えたパーソナ
ルコンピュータの斜視図
ルコンピュータの斜視図
30 LED 31 PSD 32 光センサ 33 操作部 35 出力手段 36 キーボード 45 反射板 46 反射光通過穴 47 ドーム部 49 支持部 52 移動手段
Claims (8)
- 【請求項1】 発光素子および受光素子からなる反射型
光センサと、該光センサの前方に傾動自在に配された入
力用操作部と、該操作部の傾き状態を前記受光素子の出
力信号から検出してコンピュータ本体に位置情報として
出力する出力手段とが設けられたことを特徴とするコン
ピュータ用入力装置。 - 【請求項2】 受光素子として2次元位置検出用位置検
出素子を使用し、該受光素子の前面に反射光通過穴を有
する遮光物が配置されたことを特徴とする請求項1記載
のコンピュータ用入力装置。 - 【請求項3】 発光素子を中心にしてその周囲を囲むよ
うに複数の受光素子を配置したことを特徴とする請求項
1記載のコンピュータ用入力装置。 - 【請求項4】 操作部はドーム状に形成され、該操作部
の内側に反射板が設けられたことを特徴とする請求項
1,2または3記載のコンピュータ用入力装置。 - 【請求項5】 操作部はスティック状に形成され、該操
作部の下端部に反射板が設けられたことを特徴とする請
求項1,2または3記載のコンピュータ用入力装置。 - 【請求項6】 操作部の傾き状態に応じてコンピュータ
本体の表示装置のカーソルの移動を制御する移動手段が
設けられたことを特徴とする請求項1記載のコンピュー
タ用入力装置。 - 【請求項7】 操作部を光センサに対して近接離間可能
とし、前記操作部が光センサに近接したときコンピュー
タ本体にオン信号を出力するクリック手段が設けられた
ことを特徴とする請求項1記載のコンピュータ用入力装
置。 - 【請求項8】 発光素子が間欠的に発光されることを特
徴とする請求項1記載のコンピュータ用入力装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6322382A JPH08179881A (ja) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | コンピュータ用入力装置 |
US08/577,242 US5943233A (en) | 1994-12-26 | 1995-12-22 | Input device for a computer and the like and input processing method |
US09/271,459 US6300940B1 (en) | 1994-12-26 | 1999-03-18 | Input device for a computer and the like and input processing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6322382A JPH08179881A (ja) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | コンピュータ用入力装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08179881A true JPH08179881A (ja) | 1996-07-12 |
Family
ID=18143037
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6322382A Pending JPH08179881A (ja) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | コンピュータ用入力装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08179881A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006192264A (ja) * | 2004-12-22 | 2006-07-27 | Delphi Technologies Inc | 2次元画像検出機能を備えたジョイスティックセンサー |
JP2009026125A (ja) * | 2007-07-20 | 2009-02-05 | Denso It Laboratory Inc | 感情分析デバイス、感情分析方法およびプログラム |
-
1994
- 1994-12-26 JP JP6322382A patent/JPH08179881A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006192264A (ja) * | 2004-12-22 | 2006-07-27 | Delphi Technologies Inc | 2次元画像検出機能を備えたジョイスティックセンサー |
JP2009026125A (ja) * | 2007-07-20 | 2009-02-05 | Denso It Laboratory Inc | 感情分析デバイス、感情分析方法およびプログラム |
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