JPH0412844B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は光学式マウスに関するものである。

（従来の技術） 従来の光学式マウス、例えば特願昭60−120426
号に開示されたマウスは、距離を隔てた２つの平
面上に設けられているラインパターンを光学的に
検知する方式のマウスである この方式のマウスに用いられるマウスパツドの
ラインパターンは、光学的に検知可能なライン
群、例えば光を反射するアルミ蒸着薄膜の線群を
アクリル樹脂等の透明基材からなる２つの表面上
に直交させて設けたライン群として構成されてい
る。

上記構成に係る一つの平面上を動き回るマウス
内部にはマウスパツドに向けて光を照射する光源
と、マウスパツドのラインより反射されてくる光
を検出する受光素子が組み込まれている。

アルミ蒸着薄膜で形成されたラインは光の反射
が強く、このためその部分と、光の反射が弱いと
ころの、ラインの無い部分とで光学的な区別がで
きるので、マウスは受ける光の強弱に対応して電
気信号の変化を検出してラインを識別する。

（発明が解決しようとする問題点） 上記従来の構成に係るマウスパツドのラインパ
ターンは、例えば真空蒸着法により形成される。

これは、ラインパターン状に穴のあけられたマ
スクを透明基材に密着させ、アルミニウムを蒸発
させて基材表面上に所定のラインパターンを蒸着
する方法である。

この方法により、寸法精度の高いラインパター
ンを得ることができる。

しかしながら、真空蒸着法は透明基材を真空槽
内に入れて排気操作後に、蒸着作業を行なう工程
をとるために、排気にかなりの時間を必要とし、
生産効率が低いとの問題がある。

また、マウスパツドとして使用される透明基材
は例えば180mm×230mmの大きさがあるため、これ
だけ大きい基材を多量に槽内に入れ、且つ、蒸着
薄膜の品質を均一にするために非常に大型の槽を
有する真空蒸着装置が必要となる。

これらのことから、上記従来方式のマウスパツ
ドは、長時間にわたる製造工程と、且つ、高価な
製造設備を必要とするので、製造コストが高くな
るとの問題がある。

さらに、マウスパツドに使用される透明基材と
しては、加工容易性、軽量、安全性等の観点から
高価な合成樹脂材、例えばアクリル樹脂を使用す
るのでコストダウンには限界がある。

（問題点を解決するための手段） 本発明の目的は前述の光学式マウスにおける問
題点を解決した、製造コストの低いマウスを提供
することにある。

上記目的を達成させるため、本発明に係る光学
式マウスは、光学的に検知可能なラインパターン
をほぼ同一平面上に設けている。

さらに、上記ラインパターンを、方向を異なら
せて構成し、一つは光を正反射するラインパター
ン、他の一つは光を拡散反射するラインパターン
として形成している。

そして、各ラインパターンにおける反射光の強
度の差によりマウスパツドで各ラインパターンを
区別して検出する。

すなわち、光学的に検知可能な第１と方向を検
出するための第１のラインパターンを、光を正反
射させる正反射面と、光を拡散反射させる拡散反
射面とで形成する一方、光学的に検知可能な第２
の方向を検出するための第２のラインパターン
を、相対的に拡散反射率が異なる高拡散反射面
と、低拡散反射面とで形成したマウスパツドを備
え、上記マウスパツドを照射する照射光源と、上
記正反射面からの正反射光を受光する正反射受光
素子と、上記拡散反射面からの拡散反射光を受光
する拡散反射受光素子とを含むラインパターン読
取装置とからなることを特徴としている。

（実施例） 本発明に係る光学式マウスの原理を第２図乃至
第６図により説明する。

一般に、ある面に照射された光がどのように反
射するかは、その面の表面状態により異なるもの
である。

例えば、光沢がある、或いはつやがあるとされ
る鏡面での反射光は強く、しかもその反射は、反
射の法則が示す如く、入射角と同じ大きさの角度
の反射角で行なわれる。

このような反射は正反射と称される。因みに、
正反射の例を説明した第２図において、鏡面１へ
の入射光２と正反射光３が法線０−０に対してな
す角θは等しく、これら各光の強さも等しい。

これに対し、光沢のない面、例えば紙、木材等
の表面では光は散乱し、前記鏡面の如き正反射は
生じない。このような光沢のない面は、あらゆる
方向に少しずつ光を反射する性質がある。そし
て、ある角度で入射した光は、僅かに正反射成分
を含む、反射角の方向に偏つた先端に丸味をおび
た略円錐状（ガウス分布）の強度分布で反射す
る。このような反射は拡散反射と呼ばれている。

拡散反射の例を第３図で説明する。図において
符号４は拡散反射面としての紙のような表面を示
し、この面に対して入射光２が照射されると、拡
散反射が行なわれ、拡散反射光８の強度分布は符
号５で示す如きつり鐘状の分布となる。

ここで、拡散反射が生ずるような紙表面上に、
正反射が起こり得る細線を適当な間隔が形成して
みる。

上記細線として、例えば幅th1（＝0.5mm）に切
断した短冊状のポリエステルフイルム（厚さ0.07
〜0.1mm）を間隔th2（＝0.5mm）で紙の上に固定す
るのである。

このようにすると、ポリエステルフイルムによ
るライン表面は滑らかで鏡面に近いので、該フイ
ルムの表面では正反射が生ずる。

上記例を第４図で説明する。図において符号６
は、表面が拡散反射面である紙を、符号７は表面
が鏡面であるポリエステルフイルムをそれぞれ示
す。

ここに、ポリエステルフイルム７に対する入射
光２による表面反射率は、約６％である。

この値は、ポリエステルフイルムの屈折率をｎ
＝1.66として、表面反射率の式（１−ｎ／１＋ｎ）²に
よ り求めたものである。

従つて、光の反射がポリエステルフイルム７の
表面、裏面で生ずる場合には、該フイルム１枚当
りの反射率は６％×２＝12％となる。これにより
正反射光３の成分は入射光２の約12％となること
がわかる。

一方、ポリエステルフイルム７の無い紙６の表
面では入射光２に対し、拡散反射が起こり拡散反
射光８が生ずる。

しかし、その正反射方向の反射率成分はポリエ
ステルフイルム７上での正反射率に比較してかな
り小さい。

従つて、正反射光がくる方向に適当な受光素子
を置けば、その受光素子に正反射光が入射したと
きに、その光量に相当する電流が流れ、また、拡
散反射光が入射したときにも相当する電流が流れ
る。

しかしながら、両者の光量差はかなり大きいた
め、この光量差を電流値の差として電気回路によ
り判別することができる。すなわち、ポリエステ
ルフイルム７が形成している間隔ｔ（＝0.5mm）の
ラインを認識することができる。

次に、紙のような拡散反射面上のラインを判別
する方法について第５図、第６図により説明す
る。

図に示す紙６において、例えばその本来の全表
面が白であるとして、この白い表面上に、幅
TH1（＝0.5mm）の黒いラインを間隔TH2（＝0.5
mm）で形成する。このように形成されたラインパ
ターンの白色部を符号９、黒色部を符号１０でそ
れぞれ示す。

紙６の面に光を照射した場合、入射光２の入射
角が等しくても、その照射部位が黒いライン上か
白いライン上かによつて反射光の光量は異なり、
後者が前者を上回る。

それは、一般に黒色は光を吸収する性質を有
し、白色は光を反射する性質を有し拡散反射面で
も同様の性質を有するからである。それ故、同光
量の入射光に対し白色部分での拡散反射光は強
く、黒色部分の拡散反射光は弱くあらわれるので
ある。

ちなみに、白色部９での拡散反射光の強度分布
を説明した第５図における紙面と垂直方向での反
射光成分の大きさは、黒色部１０での拡散反射光
の強度分布を説明した第６図における紙面と垂直
方向での反射光成分の大きさよりも小さくあらわ
れる。

従つて、反射光を検出できる受光素子を適当な
位置に配置すれば、白い紙上の黒いラインはこの
ラインのない部分、すなわち白い紙の部分（白い
ライン）と光量差、つまり電気回路上電流値の差
として区別することができる。上記受光素子の出
力により白色の紙６上での0.5mm間隔での黒色部
１０を認識することができるのである。

以上述べた黒部、白部の認識方法を光学式マウ
スに応用する。

マウスはコンピユータ等のCRT上のカーソル
の位置を制御する装置であり、２次元の動きを正
確に変換しなければならない。

それ故、横軸（ｘ軸）のラインパターンと、縦
軸（ｙ軸）のラインパターンを区別して認識する
必要がある。そこで、前述の認識方法を利用して
マウスパツドを構成するのである。

例えば、第７図に示す如く白色の紙６の面に第
１の方向（ｘ軸方向）を示す第１のラインパター
ンを正反射面たる透明なライン７Ｌとこれら透明
なライン７Ｌの間にあらわれる拡散反射面たるラ
インとで構成し、第２の方向（上記ｘ軸に直交す
るｙ軸方向）を示す第２のラインパターンを相対
的に拡散反射率の異なる高拡散反射面たるｙ軸方
向の白色のライン９Ｌと低拡散反射面たる黒色の
ライン１０Ｌで構成すればマウスパツドとしての
機能を発揮させることができる。

実施例 １（第１図、第７図乃至第１２図Ｂ参照） 第７図、第８図において、白色の光沢のない紙
６の面上に低拡散反射面たる黒色のライン１０Ｌ
をｙ軸方向に印刷する。すると、必然的に黒色の
ライン１０Ｌと交互に高拡散反射面たる白色のラ
イン９Ｌが形成される。

紙６の大きさは例えば約200mm×250mmである
が、大きさはこの寸法に限定しない。

紙６の材質は特に限定しないが、印刷しやす
く、かつ表面の状態が均一であり、また拡散反射
が生じやすいことが望ましい。厚さは折り曲げ難
い程度の寸法を要する。

印刷される黒色のライン１０Ｌはライン幅0.5
mm、間隔0.5mmとしｙ軸方向に並列状に印刷する。
このライン幅、間隔はカーソルの制御精度上この
程度が適当であるが、この寸法に限定されるもの
ではない。

印刷用の黒色のインクとしては、本例の如く構
成されるマウスパツドを照射する照射光源として
用いるLED（発光ダイオード）からの光の発光波
長に対し、できるだけ吸収特性の大きい材料であ
ることが望ましい。

なお、光源として使用されるLEDは、発光効
率低下の少ない赤外光LED（発光波長950mm）が
適当である。

そして、ライン１０Ｌが印刷済みの紙面上に、
該ライン１０Ｌと直交するｘ軸方向にそつて、正
反射（鏡面反射）を生じさせる透明なライン７Ｌ
を設ける。

このライン７Ｌのライン幅、間隔は黒色のライ
ン１０Ｌと同じく0.5mmずつとする。この正反射
を生じさせるライン７Ｌの材料としては、前述の
ポリエステルフイルムのような透明フイルムが用
いられ、このフイルムを透明接着剤で接着する。
その他の方法としては、雑誌の表紙等に使用され
ている透明でかつ、印刷表面に光沢が生ずる、一
般に「光沢ニス」と称されるものをライン状に印
刷する方法がある。

このフイルムは前記光源たるLEDの出射光の
波長に対して透明でなければならない。

次に、このように構成されたマウスパツド１０
０のラインを検出する光学系について説明する。
この光学系を構成する諸部材の配置を説明した第
１図において、符号１１はマウスパツド１００を
照射する照射光源としてのLED、符号１２は
LED１１からの光をマウスパツド表面上に集光
させるレンズ、符号１３はマウスパツドの拡散反
射面より拡散反射されてくる光を受光検知するた
めの拡散反射受光素子、符号１４は拡散反射光を
有効に拡散反射受光素子１３に集光するレンズ、
符号１５はマウスパツドの正反射面より正反射さ
れてくる光を受光検知するための正反射受光素
子、符号１６は正反射光を有効に正反射受光素子
１５に集光するレンズをそれぞれ示している。こ
こでLED１１はマウスパツド１００にたてた垂
直線に対して光軸を傾けて設定されている。

これらの各部材は、取付角度、各部材間距離等
設計された適当な位置関係でマウス内部に固定配
置されている。勿論、各レンズについても、大き
さ、焦点距離、収差等についても最も有効に機能
するように設計されている。なお、各説明図にお
いて黒色のライン１０Ｌ、透明なライン７Ｌの厚
さ等は説明の都合上強調して描いてあることを付
記しておく。

次に、第１図に示したマウス組込みの光学系
が、第７図、第８図に示したマウスパツド１００
の各ラインを検出する方法について説明する。

第１図において、LED１１から照射された光
は、レンズ１２によりマウスパツド１００の表面
上に集光される。集光領域の大きさは一本のライ
ンを明かるく照らすに十分な0.5〜0.8mm径のスポ
ツトであることが望ましい。

LED１１からの光はマウスパツド１００の表
面で反射される。この反射は前述したように透明
なライン７Ｌ上では正反射として、紙６の面上で
の拡散反射として生ずる。

透明なライン７Ｌ上では正反射するため、この
反射光はレンズ１６を通り正反射受光素子１５に
受光される。すると、この正反射受光素子１５に
はその受光光量に相当する電流が流れる。

ここで、光照射部が透明なライン７Ｌ上である
ときは、このラインの下にある白色のライン９
Ｌ、黒色のライン１０Ｌからの各拡散反射光の
中、正反射方向の成分が透明なライン７Ｌからの
反射光に重なる。しかしながら、透明なライン７
Ｌからの正反射光に比較し紙６の面からの拡散反
射光は、かなり小さいので正反射光の電流に与え
る影響は少ない。

第９図において、マウスが透明なライン７Ｌを
斜めに横切る如くしてマウスパツド上の点Ａ（時
点ｔ＝t1）から点Ｘ（時点ｔ＝t2）まで移動する
と、その間にLED１１より出射される光のスポ
ツトは透明なライン７Ｌのない部分に移行する。
この部分では拡散反射が生ずる。そして、拡散反
射光の中、正反射方向での成分がレンズ１６を通
り正反射受光素子１５に受光される。

この拡散反射光は上記透明なライン７Ｌ上での
正反射光に比較しかなり小さいので正反射受光素
子１５には透明なライン７Ｌ上での反射光受光時
よりも少ない電流が流れる。

ところで、紙６の面上には、白色のライン９
Ｌ、黒色のライン１０Ｌがあるため、白色、黒色
での拡散反射光の光量差に相当する変化がこの受
光素子の出力としてあらわれる。しかし、この変
化量は透明なライン７Ｌ上からの正反射光電流に
比較し僅かであるため、透明なライン７Ｌの有無
に相当する電流の大きな変化に対して影響を与え
ない。

このような正反射光受光素子１５に入射される
光量に応じて流れる電流の変化を電子回路で処理
し、電圧の変化に変換した信号波形を第１０図ｂ
に示す。

第１０図ｂでは、透明なライン７Ｌの有無に相
当する大きな電圧変化（破線で示す）に、紙６の
面上の白色のライン９Ｌ、黒色のライン１０Ｌの
有無に相当する変化がリプル（Ripple）として
乗つている。

このアナログ信号の変化をTU、TLをしきい
値とした回路（例えばヒステリシス・コンパレー
タ）を用いてデイジタル信号に変換すると第１０
図ｂに示す如く、リプルが消えて透明なライン７
Ｌの有無だけを信号として取り出すことができ
る。すなわち、正反射受光素子１５はｙ軸方向の
ラインだけを検知する。

一方、紙６の面上での反射する光は、白色のラ
イン上では強く（第５図参照）、黒色のライン上
では弱く（第６図参照）のような強度分布で拡散
反射する。この拡散反射光には紙面に垂直な成分
も含まれている。そして、この垂直成分も白色の
ライン上では大きく、黒色のライン上では小さく
反射する。

第１図において説明した如く、レンズ１４、拡
散反射受光素子１３は、紙面に垂直な位置に配置
されているため、拡散反射光の垂直成分はレンズ
１４を通り拡散反射受光素子１３に受光される。
従つて、拡散反射受光素子１３には、白色のライ
ン、黒色のラインからの反射光量差に相当して変
化する電流が流れる。

この電流は透明なライン７Ｌ上の正反射光に相
当する電流に比較してかなり少ない。しかしなが
ら、拡散反射受光素子１３に接続されている増幅
回路の増幅段数を正反射受光素子１５の増幅段数
より大きくしてやれば両者の最終信号レベルを同
じ大きさにすることができる。

ところで、マウスの移動に伴ない第１１図に示
す如く、マウスパツド１００の点Ａ１（時点ｔ＝
t3）から点Ｖ（時点ｔ＝t4）までマウスからの出
射される光のスポツトが移動する間に、該スポツ
トは透明なライン７Ｌ上に位置することがある。

透明なライン７Ｌ上では、前述の如く正反射が
生じ、正反射光は正反射受光素子１５に入射して
透明なライン７Ｌの有無を識別する信号に変換さ
れる。

しかしながら、この正反射光成分は紙面に垂直
な方向には行かないため、拡散反射受光素子１３
に入射して誤動作を与えることはない。

一方、透明なライン７Ｌを透過した光は、紙６
の白色部に達し拡散反射する。従つて、透明なラ
イン７Ｌの厚さが均一ならば、拡散反射光は第５
図、第６図におけると略同様な形状の強度分布で
反射していく。厳密には透明なライン７Ｌを透過
して光が出るとき約６％光量が減少するため、透
明なライン７Ｌを透過する拡散反射光は、透明な
ライン７Ｌのない部分からの拡散反射光に対し少
ない。

従つて、拡散反射受光素子１３には、透明なラ
イン７Ｌの存在に拘わず、白色のライン、黒色の
ラインの光量差に相当し変化する電流が流れる。

この変化を電子回路で電圧変化の信号に変換し
た波形を第１２ｂ図に示す。図中、符号１７は透
明なライン７Ｌの有無に伴なうリプルを示す。ま
た、TU1、TL1をしきい値としてヒステリシ
ス・コンパレータを用いてデイジタル信号に変換
した信号波形を第１２図ｂに示す。よつて、拡散
反射受光素子１３はｘ軸方向のラインだけを検知
することがわかる。

以上により、本例に係るマウスは、マウスパツ
ド１００上のｘ軸、ｙ軸方向のラインパターンを
区別してカウントできるためカーソルの位置を正
確に制御できる。

実施例 ２（第１３図、第１４図参照） 前記実施例１のマウスは、印刷されたマウスパ
ツド表面上に接触して動き回るものであつた。従
つて、使用に伴なつてラインパターンは次第に摩
耗していき、遂にはマウスパツドとしての機能が
失なわれるおそれがある。

もし、実施例１におけるマウスパツド１００が
非常に安価に製造できれば使い捨てマウスパツド
として消耗品扱いができるため実用的であるとい
える。

しかしながら、たとえ使い捨てマウスパツドで
あつても、できるだけ寿命が長いマウスパツドで
あることが望ましいので、そのような長寿命のマ
ウスパツドを作製する実施例について説明する。

本例では、実施例１におけるマウスパツド１０
０の上に更に透明板を設けた如き構成とする。

この透明板は、例えば厚さ１mm位のアクリル樹
脂板か、厚さ0.2mm位のポリエステルフイルムが
適当である。第１３図に示す如く、この透明板２
０は上記マウスパツド１００上に空気層を介して
重ねるだけでよい。勿論重ねたままでは透明板の
マウスパツド１００とがずれしまうため、第１４
図に示す如く、マウスパツド１００の外周端から
内側に幅th3（＝10mm〜15mm位）の部分を接着剤２
１により全周にわたり接着するのである。接着剤
の厚さは正反射する透明なライン７Ｌの厚さと同
程度が望ましい。なお、図では説明の都合上、厚
さ方向での寸法を強調してあらわしてある。

透明板２０を乗せた場合の検出方法を説明す
る。

第１３図において、光２２が100％の光量で透
明板に入射すると、表面では光２３が４％の光量
で反射する。従つて透明板２０の裏表では光２４
における４％の光量と合わせて８％の光量の光が
反射光として生ずる。この現象は透明なライン７
Ｌの正反射光を検出する場合に影響を与える。

例えば、透明なライン７Ｌ上にスポツトがくる
正反射光の総光量はライン表面の反射率が上記透
明板２０の裏表の反射率が加わるため、光２３，
２４の合計光量である８％に、ライン表面で反射
する前後に透明板２０を往復透過して出射される
光２５の光量5.1％を加えた13.1％の光量となる。

ちなみに、上記5.1％は、透明板２０での透過
損失（0.92×２）に透明なライン７Ｌでの反射率
６％を乗じて得た値である。

一方、透明なライン７Ｌ外にスポツトがきたと
きは、紙面からの正反射がないため、光２６が
100％の光量で入射するにも拘らず、透明板２０
の裏表からの各反射光２７，２８の合計光量であ
る８％となる。

それ故、正反射受光素子１５に入射される正反
射光量は８％から13.1％の間で変動することとな
り、光量の変化に伴なう信号波形は実施例１にお
ける第１０図ｂの波形と同じになる。

よつて、しきい値TU、TLを適当に決めれば
第１０図におけるが如き信号は第１０図ｂの如き
デイジタル信号に変換され、実施例１と同様に正
反射するラインの検出が可能となる。

次に、紙面上の黒色のライン１０Ｌ及び白色の
ラインからの拡散反射光は透明板２０を透過する
とき反射により８％の光量が失なわれるため、92
％に光量が減少するだけで反射光の強度分布の形
状及び黒色のライン１０Ｌ、白色のラインからの
光量差の割合は変わらない。従つて、実施例１と
同様、拡散反射光に係るラインの検知が可能であ
る。

以上の方法によりマウスパツド１００の寿命を
長くすることができる。なお、本実施例におい
て、透明板２０の耐摩耗性を向上させるため、マ
ウスのマウスパツド接触面について一般にハード
コートと呼ばれている硬質の膜を設けた透明板を
設けてもよい。

この透明板を設ければ、マウスパツドの寿命は
更に長くなる。

本実施例で使用されるマウスパツドにおいて
は、透明板２０とマウスパツド基材たる紙６の表
面（黒ライン、白ライン印刷面）間に空気の層が
なければならない。その理由は、もし透明なライ
ン７Ｌと透明板２０との間に透明接着材等が介在
すると屈折率の差が小さくなり、この部分での反
射率が13.1％から８％に低下するため、ラインの
判別ができなくなるからである。それ故、透明板
２０は紙６の外周だけで接着した構造とするので
ある。

実施例 ３（第１５図、第１６図参照） 前記実施例１における透明なライン７Ｌを上記
実施例２における透明板２０の裏面に設けても該
実施例と同等の機能を持つマウスパツドを得るこ
のができる。

本例はそのような実施例に係る。

但し、この場合、透明なライン７Ｌの反射率は
透明板２０の反射率より高くなければならない。
その理由は、透明板２０と透明なライン７Ｌとの
間に空気層が介在しないため、透明なライン７Ｌ
外の反射率である８％よりも透明なライン７Ｌで
の反射率が高くないとラインの判別が困難になる
ためである。

透明なライン７Ｌ部の反射率を高くする手段と
しては、該部を真空蒸着法で蒸着する方法があ
る。

この方法によれば、ラインの反射率を任意に変
えることができる。

第１５図はその例を説明したもので、透明ライ
ン７Ｌを構成していたポリエステルフイルム７の
外表面にアルミ蒸着薄膜３０が形成され、全体と
して半透明となつている。そこで以下、このライ
ンを蒸着膜ライン３０Ｌと称する。

本実施例では、下の紙面からの拡散反射光に対
する影響を少なくするため、蒸着膜ライン３０Ｌ
の反射率を20％に設定した。それ故、第１７図に
示す如く光量100％の光３０が入射されると、そ
の反射光３１は透明板２０の反射率４％に蒸着膜
ライン３０Ｌでの反射率20％を加えた24％の反射
率で正反射受光素子１５に入射されることにな
る。

また、蒸着膜ライン３０Ｌのない部分では光量
100％の入射光３２に対して、反射光３３は透明
板２０での裏表での反射率８％で出射されること
になる。

よつて、蒸着膜ライン３０Ｌの有無による光量
差は24％と８％の差となり、ラインの判別が可能
である。なお、ここで蒸着膜ライン３０Ｌで実現
した20％の反射率のラインを得る他の手段とし
て、特願昭60−27713号に開示された内容に準じ、
反射率の高い微小な要素パターンとこの要素パタ
ーンの残部の遮光性部との面積比を調整し、以て
反射率20％のラインを構成することもできる。

一方、紙６の面上で生ずる拡散反射光に対し、
上記蒸着膜ライン３０Ｌの存在は白色ライン、黒
色ラインの認識に影響を与える。

すなわち、蒸着膜ライン３０Ｌ上にスポツトが
あるときには、100−24−24＝52％、蒸着膜ライ
ン３０Ｌ外にスポツトがあるときは、100−４−
４＝92％に拡散反射光は減少する。

従つて、第１６図に示すように紙面上の白色の
ライン及び黒色のライン１０Ｌ等からの拡散反射
光を受光した拡散反射受光素子１３の出力信号波
形には蒸着膜ライン３０Ｌによるリプル１７０が
乗る。

このリプル１７０は前記第１２図ａにおけるリ
プル１７より大きくあらわれる。しかしながらデ
イジタル信号に変換するためのしきい値TU3、
TL3のレベルを適当に設定することによりデイジ
タル信号化は可能である。

以上の理由により、本実施例におけるマウスパ
ツドも実施例１と同様、マウスパツドとしての機
能を発揮する。

本実施例における透明板２０は、マウスと接触
する表面にハードコート層を設けたアクリル板か
ポリエステルフイルムとして構成することもでき
る。そして、実施例２と同様、マウスパツド外周
端で透明板２０と紙製パツド基材を接着する構成
が適当である。

なお、マウス操作中に、マウスパツドが机上で
滑らないよう該パツド基材の下面には机上面との
間に薄いゴム板を介在させる等、滑り防止対策が
必要である。更に、本実施例においても特願昭59
−106115号に開示の如く、アルミ蒸着膜薄膜３０
での眩しさを防ぐため、LED発光波長の赤外光
は通すが可視光を遮断するように着色された透明
板を用いることが望ましい。

実施例 ４（第１７図乃至第２１図参照） 既述の実施例１乃至実施例３は正反射性の透明
ラインを拡散反射面上に重ねた構成であつた。

これに対し、本実施例は、同一平面上に正反射
性の黒色微小部分と白色微小部分及び拡散反射性
の黒色微小部分、白色微小部分を設けた構成とし
ている。

すなわち、表面が非常に滑らかで、つやのある
黒色、白色部分と、表面が梨地で、つやの殆んど
ない黒色、白色部分を例えば印刷で同一平面上に
設けるのである。既に説明したように、つやのあ
る黒色、白色部分においては正反射が生ずる。

ここで、黒色の顔料は光を吸収する性質があ
り、白色の顔料は光を反射する性質を有する。従
つて、同じつやのある表面でも黒色と白色とでは
その正反射光に顔料の色の差による光の反射光強
度差と、僅かに拡散反射する成分が重畳されて反
射光の強度分布が生ずる。

これらの強度分布は、正反射性の白色部ハにつ
いては第１７図、正反射性の黒色部ニについては
第１８図に、それぞれ破線で示す領域の分布とし
てあらわされる。各図において符号３１は入射
光、符号３２は反射光をそれぞれ示す。

次に、拡散反射性の黒色、白色部分は実施例１
と同じ方法で設けられる。これらの強度分布は拡
散反射性の白色部イについては第１９図、拡散反
射性の黒色部ロについては第２０図に、それぞれ
破線で示す領域の分布としてあらわされる。

これら４つの部分イ，ロ，ハ，ニを一組の最小
パターン要素３５として第２１図のように配列す
る。すると、ｙ軸方向に配列された部分ハ，ニ，
ハ，ニ…の組合せが正反射ラインとなり、これと
隣接する部分イ，ロ，イ，ロ…の組合せが拡散反
射ラインとなる。

従つて、マウスに、ｘ軸方向を検知するための
正反射受光素子１５を第１図の如く配置すれば、
部分ハ，ニ，ハ，ニ…のラインからは強い反射光
が得られ、部分イ，ロ，イ，ロ…のラインからは
弱い反射光しかこないため正反射受光素子１５は
部分ハ，ニラインと、部分イ，ロラインを光量差
として区別することができ、ｘ軸方向の位置検出
が可能となる。

この場合、部分ハと部分ニの反射光量差及び部
分イと部分ロの反射光量差が受光素子の出力信号
にリプルとして乗るが、しきい値を適当に選べ
ば、前述の実施例と同様読み取りエラーにはなら
ない。

一方、ｙ軸方向の位置検出については、部分
イ，ハ，イ，ハ…の組み合せが拡散反射光の強度
が大きい白ラインとなり、部分ロ，ニ，ロ，ニ…
の組み合せが拡散反射光の強度が小さい黒ライン
となる。

従つて、ｘ軸方向には実施例１における拡散反
射する白色のラインと黒色のラインが交互に並ん
でいることと同じになり、第１図における拡散反
射受光素子１３でこれらの白色のライン、黒色の
ラインを検出することが可能となる。

この場合、部分イとロの光量差及び部分ロとニ
の光量差が受光素子の出力信号にリプルとして乗
るが、部分イ，ハライン部分ロ，ニラインに比較
してその差が小さいため、ヒステリシス・コンパ
レータのしきい値を適当に選べば読み取りエラー
にはならない。

なお、本実施例において、マウスパツドを構成
するとき、パターン保護のための前記第１３図、
第１４図で説明した構成に準じて保護用の透明板
を設けることが望ましい。

実施例 ５（第２２図参照） これまでに述べた各実施例は１つの光源と２つ
の受光素子を組み合わせたものであつた。

それに対し、本実施例は２つの光源と１つの受
光素子を用いたものである。

本実施例では第図に示す如く、２つの光源１１
Ａ，１１Ｂと１つの受光素子１３５をマウスパツ
ド７０上方に配置する。

このマウスパツド７０は、実施例１乃至実施例
４で説明したマウスパツドの何れであつてもよ
い。符号４２，４４，４６はそれぞれ集光レンズ
を示す。

本例においては、光源１１Ａと光源１１Ｂは交
互に点灯させて使用する。光源１１Ａが点灯した
とき、正反射性の白色及び黒色、拡散反射性の白
色及び黒色の各部からは前述したようにそれぞれ
正反射方向に強度分布の差のある反射光が生ず
る。

ここで、正反射性ラインからの光量の方が拡散
反射性ラインからの光量よりも大きいため、受光
素子１３５により正反射性ラインと拡散反射性ラ
インの区別が可能になる。

一方、光源１１Ｂが点灯したとき、受光素子１
３５には該素子１３５方向に向かう拡散反射成分
しか受光されない。それ故、拡散反射性ラインの
黒色、白色だけをその光量差として区別できる。

この光学系の電気信号を処理する電子回路は実
施例１乃至実施例４における場合よりも若干複雑
になる。すなわち、光源１１Ａが点灯したとき正
反射性ラインを検出中、光源１１Ｂが点灯したと
きは拡散反射性ラインを検出中という判断をさせ
る必要があるからである。しかし、技術的には十
分可能であり、例えば回路上、光源の点灯時間と
受光素子が動作している時間とを同期されてやれ
ばよいのである。

（発明の効果・作用） 本発明では加工容易で特に危険を伴なうことも
なく、安価でもある紙をマウスパツドの基材とし
て使用でき、これに印刷紙等簡易な手段にてライ
ンパターンを形成できるので、簡易かつ低コスト
にて光学マウスを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２２図はそれぞれマウスの光学系配
置を説明した図、第２図は鏡面での正反射の様子
を説明した図、第３図は非鏡面での拡散反射の様
子を説明した図、第４図は透明なラインの形成例
を説明した図、第５図は白色面での拡散反射光の
強度分布を説明した図、第６図は黒色面での拡散
反射光の強度分布を説明した図、第７図はマウス
パツドの部分正面図、第８図は同上図の部分断面
図、第９図、第１１図はマウスパツド上でのマウ
スの軌跡を説明した図、第１０図ａはマウスの動
きに応じて正反射光を受光した正反射受光素子の
出力を示す信号波形図、第１０図ｂは同上図の信
号をデイジタル変換した波形図、第１２図ａはマ
ウスの動きに応じて拡散反射光を受光した拡散反
射受光素子の出力を示す信号波形図、第１２図ｂ
は同上図の信号をデイジタル変換した波形図、第
１３図は表面保護用の透明板を乗せたマウスパツ
ドにおける光路を説明した図、第１４図は同上図
における透明板の接着状態を説明した断面図、第
１５図は保護用の透明板の裏面に正反射性ライン
を形成したマウスパツドの断面図、第１６図は透
明ラインの反射率が大きい場合における拡散反射
受光素子出力を示す信号波系図、第１７図は正反
射性白色部での光強度分布図、第１８図は正反射
性黒色部での光強度分布図、第１９図は拡散反射
性白色部での光強度分布図、第２０図は拡散反射
性黒色部での光強度分布図、第２１図は反射特性
の異なる微小部の組合せによるラインパターンの
説明図である。 ７Ｌ……透明なライン、３０Ｌ……蒸着膜ライ
ン、９Ｌ……白色のライン、１０Ｌ……黒色のラ
イン、１１……LED、１３……拡散反射受光素
子、１５……正反射受光素子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光学的に検知可能な第１の方向を検出するた
   めの第１のラインパターンを、正反射面と、拡散
   反射する拡散反射面とで形成する一方、 光学的に検知可能な第２の方向を検出するため
   の第２のラインパターンを、相対的に拡散反射率
   が異なる高拡散反射面と、低拡散反射面とで形成
   したマウスパツドを備え、 上記マウスパツドを照射する照射光源と、 上記正反射面から正反射光を受光する正反射受
   光素子と、 上記拡散反射面からの拡散反射光を受光する拡
   散反射受光素子とを含むラインパターン読取装置
   とからなる光学式マウス。