JPH09258889A - ポインティング・デバイス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンピュータ等のディスプレイ上のポインタ
またはカーソルをディスプレイ上の任意の位置に移動さ
せるポインティング・デバイスに関し、形状が小型（特
に薄型）で、操作性が良好で、且つ経済性に優れたポイ
ンティング・デバイスを提供することを目的とする。 【解決手段】 方向制御用検出部10と速度制御用検出部
12とを単一のスティック８と結合して構成する。さらに
具体的には、前記方向制御用検出部10が環状の電極をメ
ンブレン・シートに形成したメンブレン・スイッチであ
る構成、前記速度制御用検出部12が感圧センサ７である
構成、前記速度制御用検出部の感圧センサ７が感圧ゴム
である構成を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータディ
スプレイ上のポインタまたはカーソルをディスプレイ上
の任意の位置に移動させるポインティング・デバイスに
関する。

【０００２】近年、コンピュータの小型化、軽量化によ
りコンピュータを携帯して利用することが可能になっ
た。この携帯コンピュータにもジョイスティック等のポ
インティング・デバイスが必要になり、キーボード等に
組み込みが可能な小型の（特に、薄い）ものが要求され
ている。

【０００３】

【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータおよびワ
ードプロセッサは、いずれも小型なラップトップ形が多
く使用されるようになっている。しかし、これらの機器
に付属するマウス、ジョイスティックなどの従来のポイ
ンティング・デバイスはいずれも大型であると共に比較
的大きな操作スペースを必要とするという難点があっ
た。本発明の目的はこれら従来の難点を解決して、ポイ
ンティング・デバイスを小型化（特に、薄型化）して、
同時に操作スペースの削減を図ろうとするものである。

【０００４】ポインティング・デバイス等の加圧の方向
を検出する検出器としては、従来からシフトキー、レバ
ースイッチ等があるが、いずれも縦、横、斜めの３方向
にのみスイッチを設ける構造であるため、これらの固定
方向以外の中間方向に対しては正確な指示ができない状
況にあった。

【０００５】これに対して、最近は図６に示すように、
中間方向に対する表示の可能な歪みゲージを利用したス
ティックタイプのポインティング・デバイスが出現して
いる。これは樹脂成形した四角柱のスティックの各面に
歪みゲージを配置して構成されている。この場合、ステ
ィック先端に横方向に力を加えると、前記力の印加によ
りスティックの側面に歪みが発生し、歪みゲージの抵抗
値に変化が生じるので、各側面の抵抗値の変化を比較す
ることによって印加された力の方向及び強さを認知する
ことができる。その結果を基にｘ方向またはｙ方向の移
動距離を決定していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、図６の
従来例では四角柱のスティックの各側面に歪みゲージを
貼付けるので、４枚の歪みゲージが必要になる。歪みゲ
ージ自体が高価であるうえ、それらを１枚ずつ貼付ける
ために多くの時間を必要とする。そのため、低コストで
量産化するのが困難であるという経済上の問題点があっ
た。

【０００７】各側面の歪みゲージを蒸着またはスパッタ
による金属薄膜で形成する場合は、各歪みゲージの特性
を揃えるために４ヶ所の側面全てが均一な膜厚になるよ
うに薄膜形成をする必要がある。しかし、蒸着またはス
パッタ等の薄膜形成工程は一定方向からのみ成膜される
ので、４ヶ所の全てが均一な膜厚になるように成膜する
のは難しく、各歪みゲージの特性のばらつきが大きくな
る。このため、歪み検出精度が悪くなる。また、接着剤
層、およびベースフィルム層を介して歪みゲージパター
ンが構造体の歪みを検出するので、歪み検出精度が悪く
なる。このような、性能上の問題もある。

【０００８】スティックに印加された力の方向と強さの
認知は、スティックの各側面に貼付された歪みゲージに
生じた抵抗変化に基づき行うが、カーソルの移動速度
は、ある一定の抵抗値以上の変化となる（スティックが
大きく傾斜する）場合、ソフト的に移動速度を変化して
いた。つまりスティックの傾斜は、移動方向と移動量を
表し、移動速度を表しているのではないため、カーソル
の移動に時間差が発生し、操作性が悪い。このように、
機能上の問題点もある。

【０００９】また、キーボードのキーの隙間にスティッ
クを組み込む場合、スティック低部は形状、厚み等の制
約が大きい。以上述べたように歪みゲージを使用したも
のでは、コスト、機能、性能上の問題があった。本発明
は以上のような状況から形状が小型（特に薄型）で、操
作性が良好で、且つ経済性に優れたポインティング・デ
バイスを提供することを目的としたものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のポインティング
・デバイスは、コンピュータ、ワードプロセッサ等のデ
ィスプレイ上に表示されるカーソル、ポインター等の特
定の表示（以下、ポインタ等と略称）を任意の方向へ移
動させるための入力手段であるポインティング・デバイ
スに方向制御用検出部と速度制御用検出部とを単一のス
ティックで結合して構成される。

【００１１】ここで、方向制御用検出部は操作者がポイ
ンター等の動く方向を入力する為の手段であり、移動方
向を感知して、方向制御部に移動方向に関する情報を伝
達するものである。この情報を受けた方向制御部はポイ
ンター等の移動方向を制御する。また、速度制御用検出
部とは操作者がポインター等の移動速度を入力する為の
手段であり、操作者がスティックに加えた圧力を感知し
て、速度制御部に圧力に関する情報（後に、速度に関す
る情報になる）を伝達するものである。この情報を受け
た速度制御部はポインター等の移動速度を制御する。

【００１２】更に具体的には、方向制御用検出部は、図
２に示すようにメンブレン・シートを用いた抵抗体（以
後、用途に依っては導体とも称す）４によって、また速
度制御部の検出器は、図４に示すように感圧センサ７を
用いて、図５のように一体に構成する。図１に示すよう
に、メンブレン・シートで構成されるメンブレン・スイ
ッチは、導体４をＰＥＴフィルム上に印刷により任意の
形に・低コストで形成することができる。感圧センサ７
は、スペーサ３の間に置くだけで良く、作業工数がかか
らない。バッチ処理によって作製した感圧センサを使用
することによりコストの低減をはかり、検出精度を良く
することができる。

【００１３】以上のように、本発明はメンブレン・シー
トを用いた抵抗体によって加圧方向を検出し、感圧セン
サによって押下強さを同時に検出する構成をとる。この
ことによって装置コストを低減し、且つ検出精度を良く
することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は本発明に使用するメンブレ
ン・スイッチの基本構造を示す図である。メンブレン・
スイッチを構成するメンブレン・シートは、上部シート
１と下部シート２とスペーサ３の３枚のＰＥＴフィルム
からなり、上部シートと下部シートに導体４が形成され
ている。上部シート１を電極部抜孔５上部で加圧する
と、上部シート１と下部シート２の各々の導体４が接触
して導通がとれる構造になっている。

【００１５】図２(a) は、方向制御用検出部の構造を示
す図で、前記基本構造の電極部抜孔５を環状の溝にし、
さらに上部シート１と下部シート２の各々の導体４を環
状で一部に切り欠きがあり切り欠きの一端が端子を構成
する形状（以下、疑問符型と略称）にして、これらを対
向させて配置したものである。この場合、上部シート１
の環状の溝の上部を加圧すると、その部分で上部シート
１と下部シート２の各々の疑問符型の導体４が接触す
る。上部シート１の抵抗体の端子６と下部シート（図示
しない）２の抵抗体の端子(6) の間の抵抗値（即ち、６
−(6) から見た抵抗値）ｒが基準点（前記端子と同意）
６から前記接触した点までの距離で一意的に定まる。従
って、上記環状の溝のリングを中心スティックを設置し
て、スティックを傾けた方向の一点が上部シート１の環
状の溝の上部を加圧する構造にしておけば、スティック
の向きを抵抗値ｒによって感知することが可能となる。

【００１６】例えば、図３(a) に示すように検出回路を
構成して、ブリッジの入力電圧Ｅと出力電圧Ｖとの比よ
り抵抗値ｒ（従ってスティックの向き）を検出すること
ができる。この場合、ブリッジを構成する各抵抗ｒa,ｒ
b,ｒc を前記疑問符型の抵抗体と同様の手法によってＰ
ＥＴフィルム上に構成すれば、検出回路を小型にできる
とともにＶ／Ｅの温度係数を小さくでき、ばらつきも少
ないため、検出感度を向上することができる。

【００１７】なお、上記の構成では上部シート１と下部
シート２の各々の導体４を共に疑問符型にして対向させ
る構造としたが、一方のシート、例えば下部シートを全
面導体にする構成としてもよく、この場合は構造が一層
簡単になる。

【００１８】図２(b) は図２(a) と同様に方向制御用検
出部の構造を示す図であるが、上部シート１と下部シー
ト２の各々の導体４を環状で一部に切り欠きがあり切り
欠きの両端が端子を構成する形状（以下、Ω型と略称）
にしたものである。上部シート１に構成された抵抗体４
の２つの端子６と６’との間に、一定電圧Ｅを印加し、
下部シート（図示しない）２に構成された抵抗体４の２
つの端子(6) と(6')の間を短絡し、その短絡点と、図２
(a) の場合と同様にブリッジを構成する抵抗ｒa,ｒb 接
続点との間に現れる電圧Ｖとの比によりスティックの向
きを感知することができる。

【００１９】なお、上記の構成では上部シート１と下部
シート２の各々の導体４を共にΩ型にして対向させる構
造としたが、一方のシート、例えば下部シートを全面導
体にする構成としてもよく、この場合は構造が一層簡単
になる。

【００２０】図３(b) は、図２(b) に用いる検出回路の
一例である。この場合は、角度と電圧の関係が完全に直
線的であり、また図２(a) の構成による場合よりさらに
温度係数が小さく製品個々のばらつきが少なくなること
が期待できる。

【００２１】図４は、速度制御用検出部の構造、即ち圧
力を検出する、圧力センサの構造を示す図である。感圧
センサ（例えば、感圧ゴムで構成する）７は、上記のメ
ンブレン・スイッチと同様に導体４を形成した２枚のメ
ンブレン・シート（上部シート１、下部シート２）に挟
まれ、通常はスペーサ３の厚みで保持されているが、圧
力が感圧センサに印加されたとき感圧センサの抵抗値が
変化するため、印加された圧力を検知することができ
る。

【００２２】このとき、感圧センサは圧力に比例して抵
抗値が減少するので、その抵抗値に対応した電圧値を外
部に取り出し、これを速度制御部でカーソルの速度に変
換する。本方式は、歪みゲージのようにソフトウェアで
対応するのではなく、直接圧力として検出しているため
検出速度が大きく、応答速度も速い。

【００２３】図５はポインティング・デバイスの完成体
を示す図で、(a) に立面図を、(b)に平面図を示す。図
中、１は上部シート、２は下部シート、３はスペーサ、
４は導体、５は電極部抜孔、７は感圧センサ、８はステ
ィック、９はハウジング、１０は方向制御用検出部、即
ち加圧方向を検知するセンサ部のメンブレン・スイッチ
である。

【００２４】図５(b) のように、メンブレン・スイッチ
はメンブレン・シートに導体４を環状に形成して構成さ
れている。この導体４をスティック８の突起１１により
加圧し、上下電極が導通して基準点６よりの抵抗値変化
により加圧方向を検出することができる。また、同時
に、加圧力は中央部に設けられた速度制御用検出部１２
で行う。環状に形成された導体４をスティック８の突起
１３により感圧センサに加圧し、加圧に比例して抵抗値
が変化し、上下電極が導通することにより加圧力を検出
する。

【００２５】上記完成体の方向制御用検出部の構造は図
２(a) を採用しているが、図２(b)を採用した構成も勿
論可能である。また、速度制御用検出部の圧力センサの
形状は環状で示されているが、中心に孔のない形状でも
良い。

【００２６】以上述べたようにポインティングデバイス
は小型ラップトップ形のパソコンまたは、ワープロのキ
ートップとほぼ同じ大きさに構成され、フルキーボード
の中に組み込むこともできる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば単
一のスティックを用いた簡単な構成で加圧方向と加圧力
（スピード）の検出を別々にできるため、操作感を向上
させ省スペースが可能となる効果を持ち、ポインティン
グ・デバイスの性能向上に寄与する所が大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 メンブレン・スイッチの基本構造を示す図

【図２】 方向制御用検出部の構造を示す図

【図３】 検出回路の一例を示す図

【図４】 速度制御用検出部の構造を示す図

【図５】 ポインティング・デバイスの完成体を示す図

【図６】 従来の構成を示す図

【符号の説明】

１は上部シート、２は下部シート、３はスペーサ、４は
導体又は抵抗体、５は電極部抜孔、６、6'は上部シート
に構成した導体又は抵抗体の基準点又は端子、(6) 、
(6')は下部シートに構成した導体又は抵抗体の基準点又
は端子、７は感圧センサ、８はスティック、９はハウジ
ング、１０は方向制御用検出部、１１、１３は突起、１
２は速度制御用検出部、１４は歪みゲージ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 方向制御用検出部と速度制御用検出部と
   を有し、 該方向制御用検出部と速度制御用検出部とが、単一のス
   ティックによって制御され、 前記方向制御用検出部が、環状の電極を有するメンブレ
   ン・スイッチからなることを特徴とするポインティング
   ・デバイス。
2. 【請求項２】 前記速度制御用検出部が、感圧センサで
   あることを特徴とする請求項１記載のポインティング・
   デバイス。
3. 【請求項３】 前記速度制御用検出部は、センサが感圧
   ゴムであることを特徴とする請求項２記載のポインティ
   ング・デバイス。