JP2000267803A - ポインティング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ｘ，ｙ方向と同様にｚ方向の検出が確実且つ
容易に行え、検出感度を大きくすることができ、又、そ
の製造コストを低減することができるポインティング装
置を提供する。 【解決手段】 外周部に電極ランド部２４を備え、中央
部にポスト３０を備え、外周部と中央部の中間にポスト
３０を中心として放射状に４個の抵抗体を備えた肉薄の
多角形又は円形セラミック基板２１と、該基板を搭載す
る基台３１とからなり、基板２１の外周部の電極ランド
２４は基台２１にハンダ付けにより該基台３１と電気的
に接続すると共に固着され、基板２１と基台３１の間に
は該ハンダ付けによる空隙３３が設けられ、ポスト３０
の押圧に伴い基板２１がその外周部のハンダ付け部分を
支点として撓み、抵抗体２２に歪みが生じポスト３０の
押圧を検出するポインティング装置であって、ポスト３
０はその下端部に基板２１に接触する肉厚の台座部３０
ａを備え、ポスト３０の押圧に伴い台座部３０ａが踏み
込む基板の裏面側に抵抗体２２を配置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はポインティング装置
に係り、特にノートパソコン等において表示画面上のカ
ーソルの位置を移動させたり、各種の制御動作を行うの
に好適なポインティング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポインティング装置は、ノートパソコン
やゲーム機等の情報処理機器に信号入力装置として用い
られる部品であり、棒状のスティックを、ｘ，ｙ方向又
はｚ方向に指で押圧することにより、信号の入力が行え
る。ノートパソコン等においては、マウスを移動した
り、そのボタンをクリックする代わりに、ポインティン
グ装置を操作することにより、同様の信号入力動作が行
える。又、ゲーム機等においては、ジョイスティックと
して表示画面の操作にポインティング装置が古くから採
用されている。

【０００３】このようなポインティング装置は、従来、
図５に示すような構造のものが一般的であった（例え
ば、特開平１０−２２２２９５号公報参照）。即ち、細
長い角柱１０の下部に厚膜又は薄膜の抵抗体１２がその
四面に形成され、角柱１０の基部が印刷配線板１１の孔
部に接着剤等により固定され、その抵抗体がハンダ付け
によりブリッジ回路として印刷配線板１１に接続され
る。角柱１０の下部に設けられた抵抗体１２は、ストレ
ーンゲージと同様に動作し、角柱が曲げられた方向に圧
縮力が生じ、抵抗値が下がり、角柱が引っ張られた方向
に引張力が作用し、抵抗値が上昇する。従って、角柱の
４面に抵抗体を配置することにより、角柱に作用するｘ
＋，ｘ−，ｙ＋，ｙ−の４方向の押圧力の信号を検出す
ることができる。又、角柱の頭部を下方向に押すことに
より角柱の各面の抵抗体１２に等しく圧縮力が作用し、
これにより各抵抗体の抵抗値が一様に低下する。従っ
て、原理的にはｚ方向の歪みの検出が可能であり、これ
をマウスのクリック動作と同様に利用することも可能で
ある。

【０００４】しかしながら上述のポインティング装置
は、ｚ方向には角柱に撓み力が発生しないため、抵抗体
に係る圧縮力又は引張力は、ｘ，ｙ方向のポインティン
グ装置の動作と比較して、信号出力が極めて微弱であ
る。また、角柱１０が印刷配線板１１を貫通して設けら
れており、抵抗体の電極が印刷配線板の配線部にハンダ
付けにより固定されているので、角柱１０に加えられる
押圧力が直接ハンダ付け部分に加えられる。従って、角
柱１０に繰り返し押圧力が加えられることにより、ハン
ダ付け部分の劣化が次第に起こり、やがてその外力に耐
えきれずに、ポストが抜け落ちてしまうことがある。即
ち、耐久性に問題があった。又、抵抗体部が印刷配線板
の開口に挿入して使用されるため、機械的に損傷し易い
という問題があった。更に、角柱の四面に抵抗体を形成
するため、各抵抗体を一面毎に厚膜で作る場合にはスク
リーン印刷を行わねばならず、その作業が極めて煩雑で
ある。このため、製造コストの低減が難しいという問題
があった。

【０００５】このような問題点に鑑みて、平板状の弾性
板の中央に操作部を設け、その周辺に抵抗検出素子を配
設し、弾性板の周囲を４個所で固定したポインティング
装置が提案されている（例えば特開平７−１７４６４６
号公報）。係るポインティング装置によれば、弾性板中
央の操作部に押圧力を印加することにより、弾性板が変
形し、抵抗検出素子に抵抗値変化が生じ、この出力を演
算出力することにより、操作部の力の方向と大きさを検
出することができる。しかしながら、係るポインティン
グ装置においても、例えばガラスホーロー被覆を設けた
弾性板上に配設された抵抗検出素子とこの出力を取り出
す外部回路との配線接続が必要であり、ポインティング
装置自体の製造は必ずしも容易なものでなかった。ま
た、検出感度も必ずしも十分なものではなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した事情
に鑑みて為されたもので、ｘ，ｙ方向と同様にｚ方向の
検出が確実且つ容易に行え、検出感度を大きくすること
ができ、又、その製造コストを低減することができるポ
インティング装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、外周部に電極ランド部を備え、中央部にポストを備
え、外周部と中央部の中間に前記ポストを中心として放
射状に４個の抵抗体を備えた肉薄の多角形又は円形セラ
ミック基板と、該基板を搭載する基台とからなり、前記
基板の外周部の電極ランドは前記基台にハンダ付けによ
り該基台と電気的に接続すると共に固着され、前記基板
と基台の間には該ハンダ付けによる空隙が設けられ、前
記ポストの押圧に伴い前記基板がその外周部のハンダ付
け部分を支点として撓み、前記抵抗体に歪みが生じ前記
ポストの押圧を検出するポインティング装置であって、
前記ポストはその下端部に前記基板に接触する肉厚の台
座部を備え、前記ポストの押圧に伴い前記台座部が踏み
込む基板の裏面側に前記抵抗体を配置したことを特徴と
するポインティング装置である。

【０００８】上記本発明によれば、中央部にポストを備
えた肉薄の基板が、その中心と外周辺の中間に抵抗体を
備え、又基板の周辺部に電極ランド部を備え、この電極
ランド部が基台（例えば、印刷配線板）のランド部にハ
ンダ付けにより接続固定される。このハンダ接続を、あ
る程度の厚みを持たせることにより、基板の裏面側に基
台表面との間に撓むための空隙を持たせることができ
る。従って、肉薄の基板が、その周辺が基台表面へのハ
ンダ付けにより支点として強固に支持され、基板の抵抗
体が配置された部分はポストに押圧力を加えることで容
易に変形させる（撓ませる）ことができる。特にポスト
の肉厚の台座部が踏み込む位置に抵抗体が配置されてい
るので、台座部の縁部で肉厚の基板が屈曲し、その屈曲
部に配置された抵抗体に大きな圧縮力及び引張力を作用
させることができる。これによりｘ，ｙ，ｚ方向に高い
検出感度が得られる。

【０００９】請求項２に記載の発明は、前記基板は八角
形であり、その外周部に８個の電極ランドを備えたこと
を特徴とするポインティング装置である。これにより、
基板はその外周部の８個所に配置されたランド部が基台
に対してハンダ接続により、電気的に接続されると共に
機械的に支持される。８個所の電極ランド部はポストに
印加される押圧力を分散してバランスよく支持すること
ができる。これにより、高い耐久性及び動作の安定性が
得られる。そして、基板の電極ランド部を基台（例えば
印刷配線板）にハンダ接続により、均一な高さに固定す
ることは、表面実装技術により容易であり、係るポイン
ティング装置の構造は、現状の成熟した厚膜技術の利用
が可能であり、簡単に且つ低い製造コストで精度よく製
造することが可能となる。

【００１０】請求項３に記載の発明は、前記抵抗体は、
前記台座の外周方向に対称にトリミングされ、未トリミ
ング部分が前記台座が踏み込む位置の近傍の裏面側に配
置されていることを特徴とするポインティング装置であ
る。これにより、ポストのｘ，ｙ，ｚ方向への動きに対
して、最も変化の大きい部分に、抵抗体の内の最も感度
の高い未トリミング部分を配置することができる。そし
て、各抵抗体はトリミングされているので、その抵抗値
を揃えることができ、トリミングは台座の外周方向に対
称にトリミングされているので、検出出力を各方向につ
いて揃えることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図１乃至図４を参照しながら説明する。図１は、本発
明の実施の形態のポインティング装置の立面図を示し、
図２は、基板の裏面側の構造を示す図であり、基板の裏
面側の抵抗体及び配線電極の配置等が示されている。

【００１２】八角形の肉薄のアルミナ基板２１の表面側
には、その中央部にポスト３０が設けられている。ポス
ト３０はその下端に肉厚の台座部３０ａを備え、その下
端面が基板２１の中央部に接着剤により固着されてい
る。尚、ポスト３０は、角柱でも、円柱でもよいが、台
座部３０ａは矩形であることが好ましい。基板２１の裏
面側には４個のＲｕＯ_２からなる厚膜抵抗体２２が配置
されており、この抵抗体２２はブリッジ回路として接続
可能にＡｇＰｄ厚膜導電層２３により配線接続され、そ
の周辺には印刷配線板に接続する電極ランド２４が設け
られている。基板裏面側は電極ランド２４を除いて、保
護膜で被覆され（図示せず）、抵抗体２２及び導電層２
３が保護されている。

【００１３】抵抗体２２は厚膜導電層２３により接続さ
れ、基板の中心と外周部の中間の台座部の縁部３０ｂを
跨ぐ位置に配置される。即ち、ポストに押圧力を印加す
ると、ポストの下端の肉厚の台座部３０ａが踏み込む位
置３０ｂの基板の裏面側に抵抗体２２が配置される。図
３は、抵抗体のトリミングパターンの配置を示す。図示
するように抵抗体２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄは、
台座部が踏み込む位置３０ｂの裏面側の近傍にその中心
部が位置するように配置されている。そして、トリミン
グパターンＬは、その抵抗体の中心位置の左右対称に配
置されるようにトリミングされる。従って、未トリミン
グ部分が抵抗体の略中心部に位置する。これにより、抵
抗体として最も抵抗値の変化に大きな影響を及ぼす未ト
リミング部を、基板の圧縮又は引っ張り応力の作用によ
り最も変化の大きい部分に配置することができる。そし
て、ポストが配置される中心位置Ｃに対して、トリミン
グが左右対称になされるので、斜行を拾わずに、ｘ，
ｙ，ｚ方向の応力に対して均等な出力を取り出すことが
できる。

【００１４】外周部には図示するように８個所に電極ラ
ンド２４が、基板の中心から放射状に設けられている。
この電極ランド２４は、ハンダ接続により基台（印刷配
線板）３１に固定され、基板裏面は印刷配線板表面から
浮いた状態となる。即ち、基板２１の周辺部には８個所
に亘って電極ランド２４が設けられ、それぞれの電極ラ
ンドが等しい高さとなるようにハンダ接続部３２により
印刷配線板の配線ランド部に固定されている。ハンダ接
続部の厚さｔはこの実施例においては０．１ｍｍ程度で
あり、抵抗体が配置された基板２１の裏面側は印刷配線
板３１の表面側との間に撓み可能な空隙３３が存在して
いる。

【００１５】印刷配線板３１は、そのランド部に接続し
たブリッジ型の出力回路（図示しない）を内蔵し、フラ
ットケーブル（図示しない）等を介して外部に信号が出
力される。抵抗体２２は引張力が働き、伸びると抵抗値
が上がり、圧縮力が働き縮むと抵抗値が下がる特性を有
している。抵抗体２２が伸縮することにより抵抗ブリッ
ジ回路のバランスが崩れ、電位差が生じる。この電位差
はある範囲では直線的に変化し、この電位差を増幅する
ことによってポストへの押圧力の変化を信号出力するこ
とができる。

【００１６】図４（ａ）は、ポスト３０にｘ方向の押圧
力を加えた場合を示す。基板２１は台座３０ａの縁部３
０ｂで屈曲し、抵抗体２２ａには大きな圧縮力が作用
し、抵抗体２２ｂには大きな引張力が作用する。同様
に、図４（ｂ）は、ポスト３０にｚ方向の押圧力を加え
た場合を示す。基板２１は台座３０ａの両縁部３０ｂで
屈曲し、抵抗体２２ａ及び抵抗体２２ｂの双方に等しい
引張力が作用する。

【００１７】このように基板の外周部を一定の高さのハ
ンダ接続部３２で支持することにより、このハンダ接続
部３２が支点となり、基板中央部のポスト３０にｘ，
ｙ，ｚ方向の押圧力を加えることにより、基板の中央部
と外周部の略中間の台座部３０ａが踏み込む位置に設け
られた抵抗体２２に大きな圧縮力又は引張力を作用させ
ることができる。従って、これによりｘ，ｙ，ｚ方向に
ポスト３０を押圧することで生じる抵抗体２２の抵抗値
の変化を良好な感度で検知することが可能となる。

【００１８】このような一定の高さの支点の形成は、表
面実装部品のハンダ付け技術を用いることにより容易に
行え、一定高さの支点と強固な接続端子としての固定と
を同時に達成することができる。そして本実施例の場合
は８点の支持で基板２１を保持するので、高さのバラン
スがよく接合強度的にも強い構造が得られる。この基板
の印刷配線板へのハンダによる接続は、基板の裏面側を
面実装部品として扱えるため、印刷配線板上にクリーム
ハンダの印刷を行い、そして基板を搭載し、リフローす
ることにより、均一なハンダ高さと強固なハンダ接続が
得られる。この際、支点の高さはハンダ印刷量及びリフ
ロー条件で容易に調整が可能である。

【００１９】この実施例においては、八角形の基板を用
い、８個所の電極ランド部を設ける例について説明した
が、円形の基板を用い、８個所以上の電極ランド部を設
け、基台に対して基板をハンダ接続で支持するようにし
てもよい。これにより、ポストに印加される押圧力を更
に分散させることができ、ポインティング装置としての
安定性及び耐久性を更に高めることができる。

【００２０】

【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
ｘ，ｙ方向のみならずｚ方向へのポストの押圧力の印加
に対しても十分な出力が得られ、安定性及び耐久性が高
く、且つ低コストで製造可能なポインティング装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態のポインティング装置の正
面図である。

【図２】図１の基板裏面の抵抗体及び電極配線の配置を
示す図である。

【図３】図２に示す抵抗体のトリミングパターンの配置
を示す図である。

【図４】図１のポインティング装置の動作を示す図であ
り、（ａ）はｘ方向に押圧力を加えた場合を示し、
（ｂ）はｚ方向に押圧力を加えた場合を示す。

【図５】従来のポインティング装置の要部を示す図であ
る。

【符号の説明】

２１ 基板 ２２ 抵抗体 ２３ 電極配線（厚膜導電層） ２４ 電極ランド部 ３０ ポスト ３０ａ 台座部 ３０ｂ 台座縁部 ３１ 印刷配線板（基台） ３２ ハンダ接続部 ３３ 空隙

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大場 悦生 長野県上伊那郡箕輪町大字中箕輪14016− 30 コーア・ティー・アンド・ティー株式 会社内 Ｆターム(参考） 5B087 AA02 AA04 AA07 BC02 BC12 BC33

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周部に電極ランド部を備え、中央部に
   ポストを備え、外周部と中央部の中間に前記ポストを中
   心として放射状に４個の抵抗体を備えた肉薄の多角形又
   は円形セラミック基板と、該基板を搭載する基台とから
   なり、前記基板の外周部の電極ランドは前記基台にハン
   ダ付けにより該基台と電気的に接続すると共に固着さ
   れ、前記基板と基台の間には該ハンダ付けによる空隙が
   設けられ、前記ポストの押圧に伴い前記基板がその外周
   部のハンダ付け部分を支点として撓み、前記抵抗体に歪
   みが生じ前記ポストの押圧を検出するポインティング装
   置であって、 前記ポストはその下端部に前記基板に接触する肉厚の台
   座部を備え、前記ポストの押圧に伴い前記台座部が踏み
   込む基板の裏面側に前記抵抗体を配置したことを特徴と
   するポインティング装置。
2. 【請求項２】 前記基板は八角形であり、その外周部に
   ８個の電極ランドを備えたことを特徴とする請求項１に
   記載のポインティング装置。
3. 【請求項３】 前記抵抗体は、前記台座の外周方向に対
   称にトリミングされ、未トリミング部分が前記台座が踏
   み込む位置の近傍の裏面側に配置されていることを特徴
   とする請求項１に記載のポインティング装置。