JPH10116148A

JPH10116148A - 入力装置

Info

Publication number: JPH10116148A
Application number: JP8268533A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Nishino; 悠西野; Shuichi Honda; 修一本多; Kenji Tomaki; 健治戸蒔; Koji Niimura; 耕二新村
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1996-10-09
Filing date: 1996-10-09
Publication date: 1998-05-06

Abstract

(57)【要約】【課題】ディスプレイ上に表示されるカーソルあるい
はポインタを任意の位置に移動させるための入力装置に
おいて、カーソル等に移動のための操作性に優れ、か
つ、衛生的に使用できるようにする。【解決手段】回路基板２上にキー状の台座４が取り付
けられ、この台座４には球面体１０がその上面を露出し
た状態で傾動自在に嵌め込まれており、この球面体１０
の上部には筆記用具の先端が挿入される挿入凹部１２が
形成され、球面体１０の底部には磁石１４が固定される
一方、回路基板２上には、磁石１４がこの回路基板２に
対して鉛直状態で向き合う場合に設定される原点位置Ｏ
を通って互いに直交するＸ軸方向とＹ軸方向とに沿って
それぞれ磁気抵抗素子２０a〜２０d，２２a〜２２dが原
点位置Ｏを中心として点対称に配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータのデ
ィスプレイ上に表示されているカーソルやポインタ(以
下、カーソル等という)を任意の位置に移動させるため
の入力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の入力装置としては、マウ
スやトラックボール等があるが、これらのものは、ディ
スク面上で広い設置面積を必要としたり、操作性に欠け
るなどの不都合がある。

【０００３】そのため、従来技術では、特開平４−１７
２５２１号公報に開示されているような入力装置が提案
されている。

【０００４】すなわち、この入力装置は、キーボード上
に指が挿入されるキャップ状をしたゴム等の弾性材料か
らなる操作部を設けるとともに、この操作部の底部に磁
石を取り付ける一方、キーボード内の回路基板上に磁気
抵抗素子を複数配置し、操作部内に指先を挿入して屈折
運動させることにより、磁石の移動にに伴って磁気抵抗
素子に加わる磁場の大きさが変化する。そして、この磁
場の大きさの変化に応じてして磁気抵抗素子の抵抗値が
変化するので、この抵抗値の変化を検出することでディ
スプレイ上のカーソル等を移動させるようにしている。
しかも、その抵抗値の変化の大きさの程度に対応させて
カーソル等の移動速度を連続的に変化させるようにして
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記公報に開示されて
いる従来技術のものは、キーボード上に占める入力装置
の設置面積が少なくて済む利点があるものの、次の問題
がある。

【０００６】操作部に指先を挿入して操作する必要
があるため、操作者の指の太さや大きさによっては、操
作部内に指先が容易に挿入できない場合や、指が小さい
人では余剰空間ができてしまい、簡単な屈折運動では磁
石の方向を円滑に動かすことができず、カーソル等の動
きが不安定になるなど、依然として操作性に欠ける。

【０００７】また、コンピュータを共用する場合に
は、他人が先に使用した操作部に自分の指先をそのまま
挿入して使用することは非衛生的な印象を与えるため
に、心理的に抵抗感がある。

【０００８】さらに、磁気抵抗素子の抵抗値の変化
の大きさの程度に対応させてカーソル等の移動速度を連
続的に変化させる場合には、各々の磁気抵抗素子の特性
値のバラツキに合わせて検出回路の感度を微調整する必
要があり、回路調整に手間がかかる。

【０００９】そこで、本発明は、上記〜のいずれの
問題点をも解決することを課題としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するため、ディスプレイ上に表示されるカーソルあ
るいはポインタを任意の位置に移動させるための入力装
置において、次の構成を採用している。

【００１１】すなわち、請求項１記載の発明では、回路
基板上にキー状の台座が取り付けられ、この台座には球
面体がその上面を露出した状態で傾動自在に嵌め込まれ
ており、この球面体の上部には筆記用具の先端が挿入さ
れる挿入凹部が形成され、また、球面体の底部には磁石
が固定される一方、前記回路基板上には、磁石がこの回
路基板に対して鉛直状態で向き合う場合に設定される原
点位置を通って互いに直交するＸ軸方向とＹ軸方向とに
沿って、それぞれ磁気抵抗素子が原点位置を中心として
点対称に配置されている。

【００１２】また、請求項２記載の発明では、請求項１
記載の構成において、磁気抵抗素子は、前記Ｘ軸方向と
Ｙ軸方向に沿ってそれぞれ少なくとも４個設けられてお
り、また、円弧状をした磁場集中ヨークが原点位置から
最も離れた場所にある各々の磁気抵抗素子に対して個別
に近接し、かつ、原点位置を中心として同心状に配置さ
れている。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態に係る
入力装置の構成を示す断面図、図２は同装置の磁気抵抗
素子と磁気集中ヨークの配置関係を示す斜視図、図３は
同装置の磁気抵抗素子の結線状態を示す回路図である。

【００１４】この実施形態の入力装置１は、コンピュー
タのキーボードを構成する回路基板２上にした台座４が
取り付けられている。

【００１５】この台座４は、その外形が文字入力キー等
の各種のキーと略同じキー形状をしており、その中央に
は球面状に嵌込穴６が穿設され、また、この嵌込穴６の
下方にはセンサ配置空間８が形成されている。

【００１６】そして、この台座４の上記嵌込穴６内に、
球の上部を切断した形状をした球面体１０がその上面を
露出した状態で傾動自在に嵌め込まれている。

【００１７】この球面体１０の上部には鉛筆、シャープ
ペンシル、ボールペン等の筆記用具の先端が挿入される
挿入凹部１２が形成され、また、球面体１０の底部には
平断面が円形状の永久磁石１４が固定されてセンサ配置
空間８内に臨んでいる。よって、台座４のセンサ配置空
間８に面する内周壁が永久磁石１４の動きを規制するス
トッパとしての役割も果たすようになっている。

【００１８】また、このセンサ配置空間８内において、
台座４の内周壁と永久磁石１４との間の前後左右の４箇
所にそれぞれ復帰ばね１６が配置されている。すなわ
ち、いま、永久磁石１４が回路基板２に対して鉛直状態
で向き合う場合に、その鉛直軸Ｚが回路基板２と交わる
位置を原点位置Ｏとしたとき、各復帰ばね１６は、磁石
１４をこの原点位置Ｏに向けて自動的に復帰するように
付勢するためのものである。

【００１９】さらに、台座４のセンサ配置空間８に臨む
内周壁には、円弧状をした磁場集中ヨーク１８a〜１８d
が原点位置Ｏを中心として前後左右の４箇所に同心状に
配置されている。この磁場集中ヨーク１８a〜１８dは、
後述の各磁気抵抗素子２２a〜２２dに対して永久磁石１
４の磁場を個別に集中させることにより、磁場の変化の
検出感度を高めるために設けらている。

【００２０】一方、回路基板２上には、原点位置Ｏを通
って互いに直交するＸ軸、Ｙ軸方向に沿って、それぞれ
磁気の大きさに応じて抵抗値が変化する磁気抵抗素子２
０a〜２０d、２２a〜２２dが原点位置Ｏを中心として点
対称に配置されている。

【００２１】すなわち、この実施形態の場合には、Ｘ軸
方向には４個の磁気抵抗素子２２a，２０a，２０b，２
２bが、また、Ｙ軸方向には４個の磁気抵抗素子２２c，
２０c，２０d，２２dが原点位置Ｏを中心として点対称
にそれぞれ配置されている。

【００２２】そして、原点位置Ｏから最も離れた各々の
磁気抵抗素子２２a〜２２dの略直上に上述した磁場集中
ヨーク１８a〜１８dが位置するように設定されている。

【００２３】各磁気抵抗素子２０a〜２０d、２２a〜２
２dの電気的な接続関係は、図３に示すように、原点位
置Ｏを中心として点対称位置にある各々一対の磁気抵抗
素子２０aと２０b，２０cと２０d，２２aと２２b，２２
cと２２dが直列に接続され、両磁気抵抗素子の間の接続
部に電圧変化を検出するための検出端子out１〜out４が
それぞれ設けられている。なお、２４は各磁気抵抗素子
２０a〜２０d，２２a〜２２dに所定の電圧を印加するた
めの直流電源である。

【００２４】次に、上記構成の入力装置１の動作につい
て、図４および図５を参照して説明する。なお、ここで
は、一例としてディスプレイ上にはカーソルが表示され
ており、また、カーソルを移動させるための手持ちの筆
記用具としてはボールペンを使用するものとする。

【００２５】まず、ボールペン２６を球面体１０の挿入
凹部１２内に挿着する。このとき、ボールペン２６に何
ら力を加えない場合には、図４(１)および図５(１３)に
示すように、永久磁石１４は、復帰ばね１６のばね力に
よって、回路基板２に対して鉛直状態で向き合って、鉛
直軸Ｚが回路基板２上の原点位置Ｏと交わっている。

【００２６】この状態では、原点位置Ｏに近い方の４つ
の各磁気抵抗素子２０a〜２０dに対する永久磁石１４に
よる磁場の強さは均等であり、また、原点位置Ｏから遠
い方の４つの各磁気抵抗素子２２a〜２２dに対する磁場
の強さも均等である。したがって、この場合には、４つ
の検出端子out１〜out４の出力電圧はいずれも同じで、
たとえば、直流電源２４の電圧電圧Ｖ_DDの約１／２とな
る。

【００２７】次に、ボールペン２６を僅かな角度θ₁だ
け右に傾斜させると、図４(２)および図５(８)に示すよ
うに、球面体１０の底部に取り付けられている永久磁石
１４は左に移動し、その結果、磁気抵抗素子２０aに対
する磁場が強くなってその抵抗値が増加するとともに、
これと点対称位置にある磁気抵抗素子２０bに対する磁
場が弱くなってその抵抗値が減少する。したがって、４
つの検出端子out１〜out４の内、検出端子out３の電圧
のみが降下することになる。

【００２８】ここで、図示しない後段の信号処理回路に
よって、検出端子out３の電圧が降下したときにはカー
ソルを右に移動し、上昇したときにはカーソルを左に移
動させるように構成しておけば、上記のように、ボール
ペン２６を右に傾けることで検出端子out３の電圧が降
下したときには、その動きに応じてカーソルが右に移動
することになる。

【００２９】引き続いて、永久磁石１４が台座４のセン
サ配置空間８に面する内周壁に当接する角度θ₂までボ
ールペン２６を右に傾斜させると、図４(３)および図５
(１３)に示すように、永久磁石１４は、原点位置Ｏから
左側の２つの磁気抵抗素子２０a，２２aに近接するよう
になる。その結果、これらの２つの磁気抵抗素子２０
a，２２aに対する磁場が強くなってその抵抗値が増加す
るとともに、これと点対称位置にある磁気抵抗素子２０
b，２２bに対する磁場が弱くなってその抵抗値が減少す
る。したがって、４つの検出端子out１〜out４の内、２
つの検出端子out３，out４の電圧が降下することにな
る。

【００３０】ここで、図示しない後段の信号処理回路に
よって、検出端子out３の電圧が降下してカーソルを右
に移動させている状態で、検出端子out４の電圧も同時
に降下したときには、カーソルの移動速度が高速に切り
換わるように構成しておけば、ボールペン２６を最大限
右に傾けることで、カーソルが右にかつ高速で移動する
ことになる。

【００３１】一方、ボールペン２６を左に傾斜させる
と、検出端子out３の出力が増加して上記の動作とは逆
にカーソルが左に移動し、さらに検出端子out４の出力
も同時に増加すればカーソルが左にかつ高速で移動す
る。

【００３２】ボールペン２６を上下に傾斜させるとき
も、上記と同様に、検出端子out１，out２の出力が変化
してカーソルが上下に移動する。

【００３３】また、ボールペン２６をたとえば右下斜め
方向に僅かに傾けて、永久磁石１４の位置がたとえば図
４(７)に示すようになった場合には、検出端子out２，
３の出力が共に変化してカーソルが右下斜めに移動す
る。引き続いて、ボールペン２６を右下斜め方向に最大
限傾けて、永久磁石１４の位置がたとえば図４(１)に示
すようになった場合には、検出端子out２，３の出力と
ともに、残りの検出端子out１，４の出力電圧も変化す
るため、カーソルが右下斜めにかつ高速で移動する。

【００３４】さらに、ボールペン２６を右下方向に最大
限傾けることで、永久磁石１４の位置がたとえば図４
(２)に示すようになった場合には、３つの磁気抵抗素子
２０a，２２a，２０cに近接するため、検出端子３，４
の出力電圧が共に変化すると同時に、検出端子２の出力
電圧も変化する。その結果、カーソルは右には高速で、
上には緩やかに右下斜めに移動する。

【００３５】このようにして、ボールペン２６を操作す
ることで、カーソルが所望の位置まで移動したならば、
ボールペン２６を傾けていた指の力を弱めるか、ボール
ペン２６を引き抜くことで、永久磁石１４は復帰ばね１
６のばね力によって原点位置Ｏまで復帰される。これに
より、各検出端子out１〜out４の出力がいずれも同じ値
となるため、カーソルの移動が停止される。

【００３６】なお、この実施形態のように、原点位置Ｏ
に近い側の各磁気抵抗素子２０a〜２０dの外方に、さら
に磁気抵抗素子２２a〜２２dを設ければ、カーソル等の
移動速度を低速と高速とに切り換えることができるため
都合がよいが、一方の磁気抵抗素子２０a〜２０d、また
は２２a〜２２dを省略した構成とすることもできる。

【００３７】さらに、この実施形態では、Ｘ軸方向とＹ
軸方向の２方向にのみ各磁気抵抗素子２０a〜２０d，２
２a〜２２dを配置するようにしているが、これに限定さ
れるものではなく、原点位置Ｏを中心として円周方向に
沿って等分割(たとえば３分割、５分割、６分割等)した
各角度方向に磁気抵抗素子を配置した構成とすることも
可能である。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、次の効果を奏する。

【００３９】(１) 請求項１記載の発明では、従来のよ
うに操作部に指先を挿入して操作するのではなく、筆記
用具を使用してカーソル等を移動させるので、カーソル
等の移動を常に円滑に行うことができ、操作性が向上す
る。しかも、自分が所有している筆記用具を使えるの
で、衛生面での抵抗感もない。

【００４０】(２) また、請求項２記載の発明では、請
求項１の発明の効果に加えて、磁場集中ヨークによっ
て、磁石が斜め方向に移動しても、Ｘ軸、Ｙ軸方向の各
磁気抵抗素子に磁場を集中させることができ、検出感度
が向上する。しかも、カーソル等の移動速度を低速と高
速の２段に切り換えるので、従来のように、磁気抵抗素
子の抵抗値の変化の大きさの程度に対応させてカーソル
等の移動速度を連続的に変化させる場合に比べて各素子
の感度がばらついていても、問題なくカーソルを移動さ
せることができ、回路調整が容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る入力装置の構成を示す
断面図である。

【図２】同装置の磁気抵抗素子と磁気集中ヨークの配置
関係を示す斜視図である。

【図３】同装置の磁気抵抗素子の結線状態を示す回路図
である。

【図４】同装置の動作説明に供する断面図である。

【図５】同装置の磁石と各磁気抵抗素子との位置関係を
示す説明図である。

【符号の説明】

１…入力装置、２…回路基板、４…台座、１０…球面
体、１２…挿入凹部、１８a〜１８d…磁場集中ヨーク、
２０a〜２０d，２２a〜２２d…磁気抵抗素子、２６…ボ
ールペン(筆記用具)、out１〜out４…検出端子。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者新村耕二京都府長岡京市天神二丁目26番10号株式会社村田製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ディスプレイ上に表示されるカーソルあ
るいはポインタを任意の位置に移動させるための入力装
置であって、回路基板上にキー状の台座が取り付けられ、この台座に
は球面体がその上面を露出した状態で傾動自在に嵌め込
まれており、この球面体の上部には筆記用具の先端が挿
入される挿入凹部が形成され、また、球面体の底部には
磁石が固定される一方、前記回路基板上には、磁石がこ
の回路基板に対して鉛直状態で向き合う場合に設定され
る原点位置を通って互いに直交するＸ軸方向とＹ軸方向
とに沿って、それぞれ磁気抵抗素子が原点位置を中心と
して点対称に配置されていることを特徴とする入力装
置。
【請求項２】請求項１記載の入力装置において、前記磁気抵抗素子は、前記Ｘ軸方向とＹ軸方向に沿って
それぞれ少なくとも４個設けられており、また、円弧状
をした磁場集中ヨークが原点位置から最も離れた場所に
ある各々の磁気抵抗素子に対して個別に近接し、かつ、
原点位置を中心として同心状に配置されていることを特
徴とする入力装置。