JPH04128335U - ポインテイングデイバイス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本考案は、小型、軽量のポインティングデバイ
スを提供することを目的とする。 【構成】複数の球形ころと、これらの球形ころをリング
状に配置し、ころがリング方向に自在に動けるようにし
たガイド機構と、少なくとも２方向のころの回転量もし
くは移動量を検出する機構とを移動量検出機構として備
えたことを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、データ処理システム等に用いられる、複数の球形ころを使った ポインティングディバイスの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

装置のコンパクト化に対する追及とともにマンマシンインタフェースの中核 となるマウス、ジョイステック等のポインティングデバイスに対する要求も日増 しに厳しくなる一方である。

【０００３】 従来、ポインティングディバイスとしては以下に示す機構を持つものが一般で あった。一つは１個の球形ころを回転させて、その動きを検出するもので、トラ ックボール、機械式マウス等と呼ばれ、図４に示す構成のものがその一例である 。

【０００４】 図４に於いて、符号４１は筐体であり、球形ころ４２やポテンショメータ４３ 、スイッチ４４等を持つ。球形ころ４２を回転させることにより移動量及び移動 方向の入力を行なう。ポテンショメータ４３は球形ころ４２の回転量を検出する 。また、このポテンショメータ４３は、通常、Ｘ軸用、Ｙ軸用の２つが取り付け られる。スイッチ４４は、位置情報を読み込ませるタイミングの指定やその他の 情報入力の手段として使用される。

【０００５】 他の一つは、タブレット上に、格子状に配置されたパターンを光学的、磁気的 、又は電気的に読み取り、移動量又は絶対座標を検出するものである。この種の 機器としては、例えば、光学式マウス、磁気タブレット、静電タブレット等があ り、図５にその一例が示されている。

【０００６】 図５に於いて、符号５１はタブレットであり、この上で座標の入力を行なう。 符号５２は磁気発生用導体パターンであり、ここに電流を流すことにより座標検 出用の磁界を発生させる。符号５３はセンサコイルであり、タブレット５１上に 発生する磁界を検出することにより座標の検出を行なう。符号５４はスイッチで あり、位置情報を読み込ませるタイミングの指定やその他の情報入力の手段とし て使用する。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

上述した従来例によれば以下に示す問題があった。まず図４に示す例では小型 化が困難である。即ち、一つの球形ころの動きが２次元の座標を検出しようとす る場合、Ｘ軸／Ｙ軸用のセンサと、球形ころを保持するための機構が必要になる 。この方式では球形ころ自体が小さいと操作性が悪くなること、ころの回転を検 出するための機構をころの外部に付加する必要があることから全体を小さく作る ことに難があった。

【０００８】 また、図５に示すタブレットを用いたポインティングデバイスの場合、入力操 作に必要な最低限の面積（75mm×50mm 程度以上）を持つタブレットを置くため のスペースを確保する必要があり、狭い場所では使うことができなかった。また 、専用のセンサ、スタイラスペン等を必要とする。即ち、タブレットを使う方式 のものは、専用のセンサやスタイラスペン等が無いと位置を指定することができ なかった。 この考案は上記諸々の事情に鑑みてなされたものであり、小型軽量のポインテ ィングデバイスを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案のポインティングデバイスは、複数の球形ころと、球形ころをリング状 に配置し、ころがリング方向に自在に動けるようにしたガイド機構と、少なくと も２方向のころの回転量もしくは移動量を検出する機構とを移動量検出機構とし て備えたことを特徴とする。

【００１０】

【作用】

本考案は、２次元の動きを回転運動に変えるための複数の球形ころと、球形こ ろをリング状に配置し、ころが自由にリング方向に動けるようにしたガイド機構 と、２方向以上のころの動きを検出できる機構を設けることにより、小型軽量の ポインティングディバイスを実現する。これにより操作性の良い小型のポインテ ィングディバイスを提供できる。また、このポインティングディバイスはジョイ スティックやジョイパッドの代わりに使うことも可能である。

【００１１】

【実施例】

以下、図面を使用して本考案の実施例について説明する。

【００１２】 図１は本考案の第１実施例を示す図であり、ここでは移動量検出機構のみを示 す。図において、符号１１はガイドであり、球形ころ１２がばらばらにならない ように保持している。符号１２は球形ころであり、複数の球形ころがリング状に 配置され、ガイド１１の中に納められる。この球形ころ１２を操作することによ り移動量及び移動方向の入力を行なう。符号１３は透過型光センサであり、２組 の受光センサで球形ころ１２のＸ軸方向の移動量を検出する。球形ころ１２が移 動することによる反射光の強さの変化を検出するものである。上述したように、 ２つのセンサが検出した明るさの変化パターンにより移動方向及び移動量を知る もので詳細は後述する。符号１４はＹ軸用移動量センサであり、球形ころ１２の リング方向の回転を検出する。このＹ軸用移動量センサ１４は反射型光センサ１ ４１とローラ１４２により構成される。反射型光センサ１４１は２組の受光セン サでローラ１４２の反射光を検出するもので、ローラ１４２の回転による反射光 の強さの変化を検出する。ローラ１４２は、球形ころ１２のＹ軸方向の動きに従 い回転する。またこのローラ１４２の側面には回転検出のための縞模様が描かれ ている。

【００１３】 この例では移動量を検出する機構のみを示しており、情報入力のタイミングを 指定する手段は別途に設けられた入力手段により行なわれるものとする。また、 ころの動きの検出は光学的に非接触で行なった場合の例を示している。図１に示 す第１実施例では、ガイド１１の中に配置された複数の球形ころ１２はガイド１ １内のリング状の通路に沿って自由に動くことができる。便宜上この動きをＸ方 向の動きとする。また、球形ころ１２が一部ガイドの外側に露出している部分で はリング方向と直角な方向にも球形ころ１２を回転させることができる。便宜上 この動きをＹ方向の動きとする。ポインティングディバイスとしての操作は球形 ころ１２が露出された部分を指先等でなぞることにより実現する。

【００１４】 以下に実施例の動作原理を簡単に述べる。球形ころ１２の露出部分をＸ軸方向 になぞると、リング状の配置された全ての球形ころがガイド１１の中を移動する 。この移動により透過型光センサ１３の出力が変化する。移動量及び移動方向は ２組の透過型光センサの出力パターンの変化から知ることができ、Ｘ方向移動量 の検出が可能となる。Ｙ軸方向移動量の検出は以下のとおりである。球形ころ１ ２の露出部分をＹ軸方向になぞると、球形ころ１２の動きに従い露出部の下に配 置されたローラ１４２が回転する。この回転により反射型光センサ１４１の出力 が変化する。

【００１５】 移動量及び移動方向は２組の反射型光センサの出力パターンの変化から知るこ とができる。上記の説明ではＸ軸、Ｙ軸の座標検出機構の例について説明を行な ったが、Ｚ軸方向のセンサを組ま合わせることにより応用範囲を広げることがで きる。

【００１６】 図２に本考案のポインティングデバィスの第２実施例を示す。詳しくはスイッ チを組み込んだポインティングデバィスの実施例を示す。図において、符号２１ はガイドであり、球形ころ２２がばらばらにならないよう保持する。符号２２は 球形ころであり、複数の球形ころ２２がリング状に配置され、ガイド２１の中に 納められる。この球形ころ２２を回転させて移動量及び移動方向の入力を行なう 。符号２３はＸ軸用移動用センサであり、これにより球形ころ２２のリング方向 の動きを検出する。符号２３１は歯車であり、球形ころ２２のリング方向の動き に従い回転する。符号２３２はポテンショメータであり、歯車２３１と連動して 回転する。このポテンショメータ２３２の出力変化によりＸ軸方向の移動量を検 出する。符号２４はＹ軸用移動量センサであり、これにより球形ころ２２のリン グ方向の回転を検出する。符号２５はスイッチ機構であり、操作部（球形ころ２ ２が露出した面）に加えられたＺ軸方向（上下方向）の動きを検出する。

【００１７】 図２を用いて本考案の第２実施例の動作を説明する、この例ではＺ方向の動き を検出するためのスイッチを付加した例を示している。また、Ｘ方向のころの動 きの検出はポテンショメータを使った場合の例を示している。ガイド２１の中に 配置された複数の球形ころ２２はガイド２１内のリング状の通路に沿って自由に 動くことができる。便宜上この動きをＸ方向の動きとする。また、球形ころ２２ が一部ガイドの外側に露出している部分ではリング方向と直行する方向にも球形 ころ２２を回転させることができる。便宜上この動きをＹ方向の動きとする。ポ インティングディバイスとしての操作は球形ころ２２が露出された部分を指先等 でなぞることにより実現する。また、従来のマウスボタンに相当する機能は操作 部（球形ころ２２が露出された箇所の近傍）を指先等で押し下げることにより実 現する。

【００１８】 この図２に示す第２実施例の動作原理につき以下に説明する。球形ころ２２の 露出部分をＸ軸方向になぞると、リング状に配置された球形ころがガイド２１の 中を移動する。この移動に伴い歯車２３１が回転し、同一の軸に取り付けられた ポテンショメータ２３２により移動量を検出する。これによりＸ軸方向移動量の 検出がなされる。Ｙ軸方向の移動量の検出は以下の通りである。ここでは検出原 理は図１に示した例と同一であるため、Ｚ軸方向に関する動作のみ説明する。操 作部を操作するときに下向きに入れるとスイッチ２５が作動し、これにより位置 情報を読み込ませるタイミングの指定やその他の情報入力手段として使用する。

【００１９】 図３は本考案のポインティングデバイスの第３実施例を示す図であり、詳しく は圧力センサを組み込んだ構成例を示す。図３に於いて、符号３１はガイドであ り、球形ころ３２がばらばらにならないよう保持する。符号３２は球形ころであ り、複数の球形ころ３２がリング状に配置され、ガイド３１の中に納められる。 この球形ころ３２の回転により移動量及び移動量方向の入力を行なう。符号３３ はＸ軸用移動量センサであり、これにより球形ころ３２のリング方向の回転を検 出する。符号３３１は磁気センサであり、２組のセンサで球形ころ３２の動きを 検出する。球形ころ３２が移動することによる磁器線の変化を検出する。符号３ ４はＹ軸用移動量センサであり、これにより球形ころ３２のリング方向の回転を 検出する。符号３５は圧力センサであり、操作部（球形ころ３２が露出した面） に加えられたＺ軸方向（上下方向）の力を検出する。

【００２０】 動作は以下のとおりである。この例ではＺ方向に加えられた力を検出するため の圧力センサを付加した例を示している。このセンサで検出された押下圧を利用 することにより、「強く押した時には操作感度が高くなる」といった使い方が可 能になる。尚、Ｘ方向のころの動きの検出には磁気センサを使った場合の例を示 している。

【００２１】 構造は以下のとおりである。ガイド３１の中に配置された複数の球形ころ３２ がガイド３１内のリング状の通路に沿って自由に動くことができる。便宜上この 動きをＸ方向の動きとする。また、球形ころ３２が一部ガイドの外側に露出して いる部分ではリング方向と直角な方向にも球形ころ３２を回転させることができ る。便宜上この動きをＹ方向の動きとする。ポインティングディバイスとしての 操作は球形ころ３２が露出された部分を指先等でなぞることにより実現する。ま た、操作部（球形ころ３２が露出された箇所の近傍）を指先等で下向きに押すこ とにより押下圧を利用した動作（この例では強く押したときには操作感度が高く なる）を行なわせることが可能になる。

【００２２】 動作原理は以下のとおりである。まず、Ｘ軸方向移動量の検出から説明する。 球形ころ３２の露出部分をＸ軸方向になぞると、リング状に配置された全ての球 形ころがガイド３１の中を移動する。この移動に伴い磁気センサ３３１を通過す る磁気線の強さが変化し、その変化の状態によってＸ方向の移動量を検出する。 球形ころ３２がギャップの中にきたときは磁気センサ３３１を通過する磁力線が 増加し、球形ころ３２がギャップの中にきていないときは磁気センサ３３１を通 過する磁力線が減少する。

【００２３】 尚、この方式を用いる場合には、ガイド１に非磁性体を、球形ころ３２に磁性 体を使用する。Ｙ軸方向移動量の検出は以下の通りである。検出原理は図１に示 した第１実施例と同一であるため、Ｚ軸方向に関する動作のみ説明する。

【００２４】 圧力センサ３５により操作部を操作するときに下向加られた力の強さを検出し 、ここで検出された値に応じて実際に検出された移動量に係数を掛け、見かけ上 の感度を変化させることができる。

【００２５】 尚、本考案は、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ、電子手帳等のポ インティングデバイスとして、また、ゲームマシン、ラジオコントロール用のコ ントローラ等、ポインティングディバイスを使用する各種の電子機器等に応用可 能である。

【００２６】

【考案の効果】

以上説明のように本考案によれば、操作性の良い小型のポインティングデバィ スを実現することができる。また、このポインティングディバイスはジョイステ ィックやジョイパッドの代わりとして使うことも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例の構成を示す図。

【図２】本考案の第２実施例の構成を示す図。

【図３】本考案の第３実施例の構成を示す図。

【図４】従来の構成例を示す図。

【図５】従来の構成例を示す図。

【符号の説明】

１１，２１，３１…ガイド、１２，２２，３２…球形こ
ろ、１３，２３，３３…センサ、２５…スイッチ、３５
…圧力センサ、２３１…歯車、２３２…ポテンショメー
タ、３３１…磁気センサ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の球形ころと、この球形ころをリン
   グ状に配置し、ころがリング方向に自在に動けるように
   したガイド機構と、少なくとも２方向のころの回転量も
   しくは移動量を検出する機構とを具備することを特徴と
   するポインティングデバィス。