JPH053012B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、コンピユータ・システムに指向した
対話型表示に用いられ、このようなコンピユー
タ・システムの表示スクリーン上の位置間で可視
的なカーソルを移動させるカーソル制御装置（光
マウスとして知られてもいる）に関する。

［従来の技術］ 1985年６月４日に発行された米国特許第
4521772号は、コンピユータ・システムに指向す
る対話型表示方式に用いられ、このようなコンピ
ユータ・システムの表示スクリーン上の位置間で
可視的なカーソルを移動させるカーソル制御装
置、即ち「光マウス」を開示している。この装置
は、光センサー・アレーと、この光センサー・ア
レーを形成している複数のセンサー・セルに基づ
いて検出可能なビツト・マツプを具現する回路と
を含むIC（集積回路）チツプを備えている。識別
可能なビツト・マツプは、センサー・アレーの光
学的なコントラスト入力に関連するカーソル制御
装置の方向及び移動量を表わした出力を得るため
の比較手段として用いられており、その比較出力
はスクリーン上の１つの位置から他の位置へとカ
ーソルを移動させる手段として用いられる。

1985年６月４日に発行され、先の特許及び本特
許出願と同一の譲渡人に譲渡された米国特許第
4521773号は、複数の識別可能なビツト・マツプ
のイメージが得られ、かつ放射の検知が可能なセ
ンサー・マツプ・アレーを備えたイメージ・アレ
ーを開示している。センサー・セルは、それらの
セル間のパターン対応によつて識別可能なビツ
ト・マツプ・イメージを形成する具合にして接続
されている。形成された各ビツト・マツプ・イメ
ージは、１以上のセルの組合わせからなり、イメ
ージ・ピクセルの検出を表わしていなかつたセ
ル・アレー・フイールド内におけるイメージ・ピ
クセルの検出を表わしている。パターン対応はセ
ル・アレーにおいて他のセルの動作禁止のうちの
一つ、又はセル・アレーにおいて他のセルに対す
る動作表示のうちの一つである。種々のパターン
対応はビツト・マツプ・イメージを生成するセル
から生成される。ビツト・マツプ・イメージはセ
ル・アレーにおいて非応答セル・フイールド内の
応答セルの組合わせからなるものでもよい。例え
ば、各ビツト・マツプ・イメージは、放射を検出
しなかつた、又は放射検知が禁止されていたセ
ル・フイールド内で、充分な量の放射を検知した
放射応答セル・アレーからなるものでもよい。他
方、各ビツト・マツプ・イメージは充分な量の放
射を検出したセルのフイールド内で、充分な量の
放射を検出しなかつたセルからなるものであつて
もよい。イメージ・アレーは、カーソル制御装置
のICチツプに、又は対話型表示方式が適応され
たコンピユータ・システムに用いられ、このよう
なコンピユータ・システムの表示スクリーン上の
位置間で可視的なカーソルを移動させる光マウス
に適用されるものである。

［発明が解決しようとする問題点］ 前述の２つ特許のに開示されている光学的マウ
スの従来技術は、その記述のとおりに動作し、か
つ、コンパクトなものであるが、照明されたパタ
ーン・パツドから集積回路チツプ上の光センサ
ー・アレーに反射された光の焦点合わせが容易で
ないことが明らかとなつた。

［問題点を解決するための手段］ 本発明によれば、光源からの光が光学的なパタ
ーン・パツドによつて反射され、光学的なパター
ン・パツドから所定の距離にあるレンズによつ
て、印刷配線板上に反転して搭載されている集積
回路に、その印刷配線板の孔を通つて光を直接集
束するように配置した光マウスを開示するもので
あり、前記集積回路は透明なプラスチツク・パツ
ケージに組み込まれている。レンズから集積回路
のプラスチツク・パツケージへの経路は光ガイド
をなすので、光学的なパターン・パツドからレン
ズまでの距離、及びレンズから集積回路の光セン
サーまでの距離は、それ以上光学的な調整の必要
がないように、製造及びアツセンブリ時に固定さ
れる。集積回路のチツプの反転状態は、上述の従
来技術における常法と異なり、印刷配線板の穴を
介して所定の距離を得ることを可能にする。

本発明のより完全な理解のため、以降では図面
を参照しつつ、関連して本発明について詳細な説
明をする。

［実施例］ 前述の米国特許第4521772号及び第4521773号に
詳細に説明されているように、光マウスは約
85.05ｇの総合重量を有する携帯カーソル位置決
めユニツトである。その出力信号は光マウスがパ
ターン・パツド上を移動するので、その位置的な
変化に関連するデイジタル信号となる。光マウス
の上に２又は３又はそれ以上のボタン・スイツチ
を備えてオペレータが機能的な選択を行なうよう
にしてもよい。光マウスはマルチワイヤ・ケーブ
ル・アツセンブリによりホスト・システムとイン
タフエース接続してもよい。

光マウスは光センサーにより指定されたパター
ン・パツドを介して動作を検出し、この動作を
xyパルス列の出力に変換する。動作方向及び動
作速度は出力信号の位相シフト及び周波数の中に
含まれており、この出力信号が復調され、パーソ
ナル・コンピユータ又は作業ステーシヨンの陰極
線管のようなスクリーン上にカーソルを表示する
際に用いられる。種々の時点で、光マウスに内蔵
のマイクロスイツチを作動させるブツシユ・ボタ
ンは、陰極線管のスクリーン面上の機能に利用し
てもよい。例えば、カーソルがワードの左端文字
の左の下にあつたときに左ボタンを押し、ワード
の右端文字の右にマウスを移動させて光マウスの
右ボタンを押すと、陰極線管のスクリーン上のワ
ードを高輝度にして消去すること、又はフオント
（font）若しくはフオント内の文字の大きさの変
更を可能にさせる。また、必要に応じて一方又は
他方のスイツチを押すことにより、カーソルがス
クリーン上の所定の位置にあるときに印刷機能又
は消去機能のような操作を実行することができ
る。

前記２つの特許で述べている光マウスの一つの
欠点は、全体の形状をコンパクトにするために折
返しのある光学系を備えた反射ミラーを必要とし
ており、製造及びアツセンブリ工程でそのアライ
メントを必要とすることである。一般に光学系の
アライメントは手数、ならびに、それに伴う費用
が掛かるばかりでなく、折返しのあるミラー光学
系をも備える必要があるので、構造それ自体の複
雑化を免れない。ここで、全体の形状がコンパク
トの光マウスを提供することができ、しかも折返
しのある光学系を備える必要がなく、本発明は製
造中に全体のユニツトがアツセンブリされたとき
に、光学装置及び部品がその動作状態になるため
に、それ以上の機械的又は光学的なアライメント
を必要とすることはないという点でいくつかの問
題点を解決するものである。

第３図は、本発明の要旨に従つて構成されたカ
ーソル制御装置、すなわち、光マウスの側面を示
す。光マウス１００はハウジング・アツセンブリ
１０８により覆われた状態で示されている。これ
は従来技術で周知の型式のプラスチツク成形によ
るものでもよい。光マウス１００の外側に現われ
る主要な部品は、作動点１１５を介してマイクロ
スイツチ１１４を作動させるボタン１１６にある
ことが判る。システムの選択によつて、２又は３
又はそれ以上のこれらのボタン及びマイクロスイ
ツチを用いることもあり得る。３以上の場合はオ
ペレータを混乱させ、また印刷配線板１１８の複
雑さも増加するので、通常は２又は３個のマイク
ロスイツチ及びこれに付随するボタンが用いら
れ、マイクロスイツチ１１４が印刷配線板１１８
の穴に取付けられる。回路の動作に必要な抵抗
器、コンデンサ及びコネクタのような他の電子部
品は、印刷配線板１１８上に示されていないが、
本発明の構成要素をなすものではない。光源１０
６を備え、これはハウジング１０７内に取り付け
られている。レンズ１２０は光ガイド１２２内に
設置された状態で示されており、光ガイド１２２
は印刷配線板１１８の穴１２６にはめ込まれてい
る。第３図に示すように、光源１０６の光は光セ
ンサー・アレー１２８上を照射することになる。
集積回路パツケージ１２４の構成を以下において
特に第１ｂ図及び第２ｂ図に関連させて説明しよ
う。

動作においては、光源１０６が光マウス１００
のハウジング・アツセンブリ１０８の底部にある
穴１１０に向かつてその光を照射するのに用いら
れる。光源１０６は集積回路パツケージ１２４内
に設けた光センサー・アレー１２８の光感度に応
じて可視領域又は赤外線領域で発光する発光ダイ
オードでもよい。光センサー・アレー１２８の光
感度に依存してこれらの１、２又は３個の光源１
０６をハウジング１０７に取付けることが可能で
あり、余分の光源を望むか否かは設計者による。
しかし、本発明の要旨から必要なのは１個の光源
１０６だけである。光がパツド面２２上のパター
ンに当ると、明暗の陰影がパツド面２２から反射
され、そのうちのいくつかはレンズ１２０により
光ガイド１２２を介し、光センサー・アレー１２
８上に集束される。パツド面２２上のパターンの
処理及び検出された種々の信号の意味は以上で説
明した２つの米国特許において充分に説明されて
いる。光源１０６はハウジング・アツセンブリ１
０８内に取り付けられ、レンズ１２０は印刷配線
板１１８にある穴１２６を通つて延びている光ガ
イド１２２の終端に位置決めされ、そしてまた集
積回路パツケージ１２４はリード線の長さに応じ
て屈曲自在に形成され、可能な限り光ガイド１２
２に接近してはめ込まれているので、この光マウ
スの部品を組み立てた後では光学的なアライメン
トや計測は全く不必要であり、このことのために
光マウスの製造が簡単化されることになる。

また、印刷配線板１１８の一方の側に集積回路
１２４が取り付けられ、印刷配線板１１８の他方
の側に光ガイド１２２によりレンズ１２０が取り
付けられているので、第３図に示すように、パツ
ド面２２から反射された光の集束路の中間に印刷
配線板１１８が配置されることになる。したがつ
て、全体の形状をコンパクトにすることができ
る。すなわち、印刷配線板１１８の両側の空間が
前記集束路の及ぶ範囲内にあるので、印刷配線板
に取り付けるマイクロスイツチ１１４等の回路部
品を集束路の及ぶ範囲内にほぼ収めることがで
き、これにより、全体の形状をコンパクトにする
ことができる。

集積回路パツケージ１２４は、本発明において
はその製造及び実施態様が独持のものとなつてい
る。従来技術である第１ａ図は、上から見たとき
に右上端のピン番号を１とした標準的な集積回路
パツケージのピンの番号付けを示す。アライメン
トの凹みはピン１とピン１６との間にある。これ
は、従来技術の集積回路パツケージでは光センサ
ー・アレーが存在する筈の上面にある。しかし、
本発明の集積回路パツケージでは逆であり、上面
が底面となるように反転され、集積回路のパツケ
ージを光マウスのハウジング・アツセンブリ内に
取り付けたときに、その底面のアライメントを直
ちに取ることができようにしてい。第１ｂ図は本
発明の集積回路パツケージでの場合における反転
されたパツケージのピン出力を示す。その反転状
態ではピンが逆になるので、印刷配線板の設計の
書き込み処理ではピンがどこにあるかについて注
意すべきである。なお、１３３は集積回路パツケ
ージの脚部を示す。

第３図には光ガイド１２２の上端に配置された
集積回路パツケージ１２４を有する構成が示され
ており、光ガイド１２２はレンズ１２０から光セ
ンサー・アレー１２８に至るスペーサとして機能
している。また、光ガイド１２２は印刷配線板の
穴１２６の上方では短くしてあるので、光センサ
ー・アレーが配置される印刷配線板からの高さを
集積回路パツケージのピンによつて決めることが
できる。この場合、多くの集積回路パツケージで
は、ピンは広い幅寸法で集積回路パツケージの本
体から直接延伸し、それから幅寸法が狭められて
いる。従つて、印刷回路板の穴１２６が狭い集積
回路パツケージのピンの寸法のみに適合するよう
に作られているのであれば、集積回路パツケージ
が印刷回路又は印刷配線板内に配置されたとき
は、集積回路のパツケージのピンが正しく曲げら
れているものと仮定すると、ピンが狭い幅から広
い幅に寸法を変更する個所の肩部をスペース・ア
スペクトとして用いることができる。

第２ａ図は従来の通常的な集積回路パツケージ
を示しており、能動回路素子が集積回路パツケー
ジ１２４の集積回路接着板１３４の上にあり、電
気リード線がこの作動面から曲げられている。第
２ｂ図には、本発明の集積回路パツケージが示さ
れており、ピンが光センサー・アレー１２８に向
かつて逆位置に曲げられている。また、ピン１３
０を下方に向けるように集積回路パツケージ全体
を反転させたときは、第３図に示すように、光セ
ンサー・アレー１２８の面も下に向けられて印刷
配線板１１８上に配置される。光センサー・アレ
ー１２８がレンズ１２０からその焦点長の位置に
正確に配置できるようにするために、全体の集積
回路パツケージは、正確な配置及びレンズ１２０
から能動的な光センサー・アレー及びパツド面２
２までの距離を取ることが可能な形式の透明なプ
ラスチツクから作られたものでよい。第３図の脚
部１３２はハウジング・アツセンブリ１０８の底
面を光ガイド１２２から距離を取つて正確に配置
できるようにするものである。このような脚部１
３２を備えたい場合には、パツド面２２からレン
ズ１２０までの距離を、システム設計の際に考慮
に入れればよい。

レンズ１２０は集積回路パツケージに関連させ
ることができるが、これには新しいパツケージ形
状についてカスタム・モデルと、特殊な取り扱い
とが必要となるであろう。しかし、集積回路パツ
ケージ１２４の封入用成形材料として光学的に透
明なプラスチツク及び従来技術のプラスチツク・
レンズで用いられているものと同一のものの利用
が可能である。更に、光源、プリズム、総合レン
ズ及び位置決めピン及び／又はガイドがカスタ
ム・プラスチツク・パツケージに組み込まれた、
高度に複雑なものも達成可能である。

全てのアライメントは印刷配線板１１８の組み
立てに対するものなので、全部品の組み立て作業
を、ネジ及びプラスチツク溶接を用いることな
く、スナツプにより組立てることが実現可能であ
り、従つて望ましいものとなる。要するに、本発
明の基本的な目標の一つが、自動化された組み立
て工程及び試験と両立し得る安価にして正確な光
マウス、すなわち、カーソル制御装置を得ること
にあつたからである。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば、コンパク
ト化の要請と折返しのある光学系の排除（光学系
の単純化）の要請の２つの相反する要請を同時に
満たすことができる。

また、従来の集積回路パツケージでは、チツ
プ・ダイが金属接着板の上に存在する。ここで述
べたパツケージング方法により、作用のある集積
回路接着板の底にチツプ・ダイが搭載され、また
能動領域がチツプ・ダイ上にあるので、パツケー
ジ方法は下記のものが可能となる。即ち、 ａ レンズ・アライメントのための自動化された
集積回路センサー、 ｂ 折返しの光路でなく直接的光路、 ｃ 単一層の印刷配線板アツセンブリの使用が可
能、 ｄ 自動化された集積回路挿入の使用が可能、 ｅ 固定された単一レンズの焦点、 ｆ 簡単化された照明、及び ｇ アツセンブリ工程の工数及びコストの低
減。

本発明は特定の実施例を参照して説明したが、
本発明の真の精神及び範囲から逸脱することな
く、種々の変更を行なうこと、及びその要素を等
価物により置換が可能なことは当該の技術分野で
習熟する物にとり理解されるところであろう。更
に、本質的な本発明の教えるところから逸脱する
ことなく、多くの修飾も可能である。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は標準的な集積回路パツケージのピン
の配列及び番号付けを表わす平面図、第１ｂ図は
逆転した、即ち反転した集積回路パツケージのピ
ンの配列と、本発明で用いるピン配列及び番号付
けとを示す図、第２ａ図は光センサー・アレーを
配置している集積回路パツケージと、光センサ
ー・アレーと関連させた通常の集積回路パツケー
ジのピン配置及び曲げとを示す図、第２ｂ図は集
積回路パツケージを反転させて印刷配線板に配置
したときに、集積回路パツケージから印刷回路板
まで所定の固定距離に常に存在するようにした光
センサー・アレーを有する集積回路パツケージに
対する反転曲げを示す図、第３図はレンズ、光ガ
イド、及び逆に曲げた反転集積回路パツケージを
用いた本発明による光マウスの概要図である。 １０６……光源、１０７……ハウジング、１０
８……ハウジング・アツセンブリ、１１８……印
刷配線板、１２０……レンズ、１２２……光ガイ
ド、１２４……集積回路パツケージ、１２６……
穴、１２８……光センサー・アレー、１３３……
集積回路パツケージの脚部、１３２……ハウジン
グアセンブリの脚部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光マウスとしてのカーソル制御装置におい
   て、少なくとも上面、側面及び底面を有するハウ
   ジング・アツセンブリと、 前記ハウジング・アツセンブリ内に水平に取り
   付けられた印刷配線板と、 前記印刷配線板に形成された所定の大きさの穴
   と、 前記印刷配線板の一方の側に取り付けられた集
   積回路手段であつて、それの能動回路素子が前記
   穴に対面して整列されている前記集積回路手段
   と、 前記穴に、かつ前記集積回路手段の能動回路素
   子に整列して取り付けられた光ガイド手段と、 前記能動回路素子から離れて前記光ガイド手段
   の終端に取り付けられたレンズ手段と、 前記レンズ手段に隣接して取り付けられ、前記
   レンズ手段から所定距離の領域を照射する発光手
   段とを備え、 前記領域から反射された光を集め、かつ、前記
   光ガイド手段を介し、前記レンズ手段により前記
   集積回路手段の前記能動回路素子上に該光の焦点
   を結ばせるようにしたことを特徴とするカーソル
   制御装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載のカーソル制御
   装置において、前記集積回路手段は、ハウジング
   と、該ハウジングの一表面上に取り付けられた能
   動回路素子と、該能動回路素子が取り付けられて
   いる集積回路接着板と、該集積回路接着板から発
   散している電気リード線とを有し、前記電気リー
   ド線は前記能動回路素子を含む前記集積回路手段
   の表面に向つて曲げられており、それにより前記
   集積回路手段がその正規の取り付け配置から反転
   させて効率的に取り付けられるようにしたこと、 を特徴とする前記カーソル制御装置。