JPH0574091B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はワイヤレス方式コンピユータ入力装置
に関する。

（従来の技術） 例えば、アイコンをクリツクしたり、グラフイ
ツクソフトのデイスプレー上のカーソルを移動す
るための従来のコンピユータ入力装置は、マウ
ス、ジヨイステイツク、ライトペン等があるが、
それらのすべてはワイヤー（有線）によつてコン
ピユータ本体に取付けられているものである。

（発明が解決しようとする課題） しかし、近年、持ち運び可能となつた小型コン
ピユータが製造されるようになると、入力装置も
場所を選ばず、どこでも使用できる能力が必要と
なつてきた。現在広く使われているマウスを例に
とると、それを使用するには平らな場所が必要で
あり、その表面も滑らかである一方マウス内のボ
ールが滑らないような条件が要求される。ラツプ
トツプのように膝の上で操作する場合などでは、
このようなマウスは使用できない。またワイヤー
（有線）のために持ち運びの不便さに加えて、マ
ウスを移動するたびに線が動き、机の上の物が邪
魔になつたり、線がからまつたりする欠点があつ
た。また、他のコンピユータ入力装置、例えばジ
ヨイステイツクを考えても、すべてワイヤー（有
線）でコンピユータに取付けてあるために、上記
と同様な欠点があつた。

また、これらすべての入力方式は、カーソルの
２次元的移動を利用しているが、将来必要となる
かもしれない３次元空間での入力形態に対しては
考慮がまつたくなされていない。

このように、従来の入力装置は、マウスに代表
されるように、使用環境の規制が大きく、キーボ
ードから手を離して入力する欠点があつた。ま
た、コンピユータとつながるワイヤー（有線）の
ため、煩雑さや移動時の絡みつきなどの欠点をも
つていた。さらに３次元空間での入力ができない
原理的問題を持つていた。

したがつて、本発明の目的は、ワイヤー（有
線）から生じる問題と、使用環境の条件を解消し
て、どこでも使えるワイヤレス方式コンピユータ
入力装置を提供することにある。また、本発明の
他の目的は将来の可能性のために３次元的値を入
力できるように容易に変更可能なワイヤレス方式
コンピユータ入力装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 前述の目的を達成するために、本発明は、位置
パルスを発信するペン型入力装置と、発信した位
置パルスを２つの位置で受信してペン型入力装置
と該２つの位置との間の距離を算出する入力装置
本体と、を有することを特徴とするワイヤレス方
式コンピユータ入力装置を採用するものである。

（実施例） 次に、図面を参照して本発明を説明する。

第１図は、ワイヤレス入力装置本体およびペン
型入力装置から成る本発明のワイヤレス方式コン
ピユータ入力装置をパソコンに用いた場合の第１
実施例の斜視図であり、第２図は、同様な本発明
の第２実施例の斜視図であり、第３図はペン型入
力装置の拡大平面図であり、第４図はワイヤレス
入力装置本体の拡大平面図であり、第５図は、ワ
イヤレス入力装置本体をキーボードに内蔵したワ
イヤレス方式コンピユータ入力装置の第３実施例
を示す斜視図であり、第６図は、第５図のキーボ
ードを拡大して示す平面図であり、第７図はペン
型入力装置の回路ブロツク図であり、第８図はワ
イヤレス入力装置本体の回路ブロツク図であり、
第９図はペン型入力装置のパルス発信・受信器か
ら発信する初期パルスを示す図であり、第１０図
は、ワイヤレス入力装置本体のパルス発信・受信
器から発信する検出パルスを示す図であり、第１
１図はペン型入力装置のパルス発信・受信器から
発信する位置パルスを示す図である。

最初に、第１図ないし第４図を参照すると、第
１図ないし第４図は従来のコンピユータの構成を
そのまま利用できるワイヤレス方式コンピユータ
入力装置を示している。第１図において、CRT
２およびキーボード３に接続されているパソコン
本体１からのマウスケーブル６の先端に適当な支
持体（例えばデスク）の上に載せられたワイヤレ
ス入力装置本体（以下単に入力装置本体という）
４が接続されている。ペン型入力装置５が非使用
時にはこの入力装置本体４の収納兼充電ボア３９
に収容されて充電状態に保持され、使用時には収
納兼充電ボア３９から引出されて用いられるよう
に構成されている。このように、第１実施例にお
いては、従来のマウスの代わりに、入力装置本体
４を接続することができ、従来のコンピユータを
利用できるものである。なお、図中２０，２１は
それぞれパルス発信・受信器を示すものであり、
これらの作動については第８図を参照して後述す
る。

第２図において、入力装置本体４はキーボード
３の背面に適当な固定具（図示せず）を用いて固
定されるように構成されている。このためキーボ
ード３と共にパソコン本体１の前面に置くことが
でき取扱いが便利である。

第３図に詳細に示すように、ペン型入力装置５
は、その本体の先端にパルス発信・受信器１０を
有し、本体の前部にはマウススイツチ１１、クリ
ツクスイツチ１２、クリツクスイツチ１３を有
し、後部に収容案内バー３７および充電用端子３
８を有している。なお、本体内部は他の機能素子
を有するが、それらについては第７図に関連して
後述する。

パルス発信・受信器１０は、超音波−電気トラ
ンスデユーサであるセンサ（図示せず）を含み、
例えば親指でマウススイツチ１１を押さえるとき
に、本体内部で発生する初期パルスを発信し、ま
た入力装置本体４からの検出パルスを受信し、さ
らに検出パルスを発信するものである。マウスス
イツチ１１は押されることによりパルス発信・受
信器１０を発信・受信状態にさせるものであり、
クリツクスイツチ１２および１３は例えば人差指
で押されることによりクリツクオン用スイツチお
よびクリツクオフ用スイツチとして作動するもの
であり、これらのクリツクスイツチはマウススイ
ツチ１１が押されているときだけ有効となるスイ
ツチである。収納案内バー３７はペン型入力装置
５を入力装置本体４の収納兼充電ボア３９中に収
納するときのガイドとして働くものであり、収納
兼充電ボア３９内に設けられた案内溝（図示せ
ず）に沿つて出し入れされるものである（なお、
第３図のペン型入力装置５は第４図の入力装置本
体４よりも大きく拡大されて示されている）。

このため、ペン型入力装置５の充電用端子３８
は入力装置本体４の対応する充電用端子（図示せ
ず）に対して位置決めされる。

第４図に示すように、入力装置本体４は、２つ
のパルス発信・受信器２０，２１、マウス用コネ
クタ３６、検出部８、変換部９および収納兼充電
ボア３９を有している。

パルス発信・受信器２０および２１は、パルス
発信・受信器１０と同様に超音波−電気トランス
デユーサであるセンサ（図示せず）を含み、その
内の一方、例えばパルス発信・受信器２０は前述
のペン型入力装置４からの初期パルスを受信し、
また前述の検出パルスを発信し、またこれら両方
のパルス発信・受信器２０および２１は前述の位
置パルスを受信するものである。

マウス用コネクタは従来のマウスケーブルと接
続するためのものである。なお、検出部８、変換
部９の具体的な回路構成および作動については第
８図に関連して後述する。

次に、第５図および第６図を参照すると、入力
装置本体４がキーボード３の内部に収納されるキ
ーボード内蔵型のワイヤレス方式コンピユータ入
力装置である本発明の第３実施例が示されてい
る。キーボード３の後部上面の両側にパルス発
信・受信器２０および２１が取付けられており、
また収納兼充電ボア３９がキーボード３の後部左
側の側面に設けられている（第５図）。

また第６図に示すように、検出部８、変換部９
がキーボード３の本体内に配置されており、マウ
ス用コネクタ３６がキーボード３の背面に取付け
られている。

このように第３実施例は、ワイヤレス方式コン
ピユータの入力装置を当初から意図して作成する
場合、キーボード内蔵型として構成し、入力装置
本体４が別体であるときの取扱いの不便さをなく
すものである。

次に、第７図ないし第１１図を参照して、本発
明のワイヤレス方式コンピユータ入力装置（ペン
型入力装置および入力装置本体）の回路構成およ
び作動について説明する。

最初第７図を参照すると、ペン型入力装置５の
回路ブロツク図が示されている。パルス発信・受
信器１０は、前述したように超音波−電気トラン
スデユーサを含み、前述したように初期パルス
（第９図参照）および位置パルス（第１１図参照）
の発信および検出パルス（第１０図参照）の受信
を行う。パルス受信・受信器１０はスイツチ１４
に接続されており、スイツチ１４は後述する制御
回路１８の指令によりα接点およびβ接点の間の
切換えを行う。スイツチ１４がα接点側にあると
きには発信パルス発生器１５に接続されて発信状
態にあり、またβ接点側にあるときには増幅器１
６、さらに検出回路に接続されて受信状態にあ
る。発信パルス発生器１５は制御回路１８の制御
の下で初期パルスまたは位置パルスを発生し、ス
イツチ１４のα接点を介してパルス発信・受信器
１０に送る。増幅器１６はパルス発信・受信器１
０からスイツチ１４のβ接点を介して受信した信
号を増幅し、検出回路１７は信号が検出パルスで
あるか否かを識別し、検出パルスの場合に制御回
路１８に信号を送る。

マウススイツチ１１は前述したように、ペン型
入力装置を発信・受信状態に切換え、クリツクス
イツチ１２，１３はクリツクオン信号、クリツク
オフ信号を発生するものである。

制御回路１８は、ペン型入力装置全体の作動を
制御するものであり、主に次のような制御を行
う。すなわち、 (1) マウススイツチ１１が最初に押されたとき、
マウススイツチ１１のα接点側に切換えて発信
状態にする。

(2) 発信状態において、発信パルス発生器に初期
パルスまたは位置パルスを発生させる。なお、
位置パルス発生時にはクリツクスイツチ１２，
１３の状態（押されているか否か）によつてク
リツクスイツチ信号を位置パルスに含ませる。

(3) 初期パルス発信後スイツチ１４をβ接点側に
切換えて受信状態にする。

(4) 検出パルスを検出した後、スイツチ１４をα
接点側に切換えて発信状態にする。なおこのと
き、前述の位置パルスを発生するように発信パ
ルス発生器１５に指示する。

また、電源１９は充電用端子１５により充電さ
れる電源である。

次に、第８図を参照すると、入力装置本体４の
回路ブロツク図が示されている。パルス発信・受
信器２０は、この実施例では、前述したように初
期パルスおよび位置パルスの受信、および検出パ
ルスの発信を行う。また、パルス発信・受信器２
１は、この実施例では、受信専用として用いら
れ、初期パルスおよび位置パルスの受信を行う。
なお初期パルスはいずれか一方のパルス発信・受
信器により受信されてもよいものである。２つの
パルス発信・受信器２０，２１は検出部８に接続
されており、この検出部８はスイツチ２２、増幅
器２３、検出器２４、発信パルス発生器２５、増
幅器２６、検出回路２７、制御回路２８、クロツ
ク２９、カウンタＡ３０、カウンタＢ３１を含
む。スイツチ２２、増幅器２３、検出回路２４お
よび発信パルス発生器２５は前述のペン型入力装
置５のスイツチ１４、増幅器１６、検出回路１７
および発信パルス発生器１５とそれぞれほぼ同様
な機能を有するので、詳細な説明は省略するが、
ただし発信パルス発生器２５は初期パルスおよび
位置パルスの代わりに検出パルスを発生する点で
発信パルス発生器１５と異なつており、また検出
回路２４は検出パルスではなく初期パルスおよび
位置パルスを検出する点で検出回路１７と異なつ
ている。また、増幅器２６および検出回路２７は
ペン型入力装置５の増幅器１６および検出回路１
７と同様な機能を有するが、検出回路２４と同様
に初期パルスおよび位置パルスを検出する。

クロツク２９はクロツクパルスを発生するもの
であり、カウンタＡ３０およびカウンタＢ３１
は、初期パルスの受信時からパルス発信・受信器
２０および２１によつて受信したそれぞれの位置
パルスの検出時までのクロツクパルスを計数する
ものであり、カウンタＡおよびＢの計数値はペン
型入力装置５のパルス発信・受信器１０から入力
装置本体４のパルス発信・受信器２０および２１
のそれぞれまでの距離（入力装置本体に対するペ
ン型入力装置の位置）に対応するものである。な
お、この実施例においては初期パルスの受信時か
らカウンタＡおよびＢの計数を開始しているが、
例えば検出パルス発信時から計数を開始してもよ
いものである。

制御回路２８は入力装置本体全体の作動を制御
するものであり、主に次のような制御を行う。す
なわち (1) パソコンの電源投入時にスイツチ２２をα接
点に切換えて受信状態にする。またクロツク２
９を作動させクロツクパルスを発生させる。

なお、クロツクは初期パルス検出時に発生さ
せるようにしてもよい。

(2) 初期パルス検出時にスイツチ２２をβ接点に
切換えて発信状態にする。

(3) 初期パルス検出時にカウンタＡ３０およびカ
ウンタＢ３１の計数を開始させ、位置パルス検
出時に位置パルスの持つメインパルスの立上が
り時にカウンタＡおよびＢを停止し、その計数
を読取る。

(4) 初期パルス検出後に、スイツチ２２をβ接点
に切換えて発信状態にする。

(5) 検出パルス発信後に、スイツチ２２をα接点
に切換えて受信状態にする。

(6) カウンタＡおよびＢの計数値を後述する演算
回路３２に送り、やはり後述するマウスパルス
変換回路３３により従来のマウスが発生する直
交座標（Ｘ座標およびＹ座標）に変換する。

変換部９は演算回路３２およびマウスパルス変
換回路３３を含む。演算回路３２はカウンタＡお
よびＢの計数値に基づきペン型入力装置５のパル
ス発信・受信器１０からの入力装置本体４のパル
ス発信・受信器２０および２１のそれぞれまでの
距離を算出する。マウスパルス変換回路３３はそ
のようにして算出した値を従来のマウスの直交座
標に変換してパルス信号を発生する。

その他、コネクタ３６、電源３４および充電器
３５が設けられており、コネクタ３６はマウスパ
ルス変換回路３３により発生された座標パルスを
マウスケーブルを通してパソコン本体に送り、ま
たパソコン本体からの電力を入力装置本体に送る
ためのものであり、電源３４は制御回路２８を始
めとして各々の機能素子に電力を供給するもので
ある。

次に、本発明のワイヤレス方式コンピユータ入
力装置の作動について説明する。

ペン型入力装置５のマウススイツチ１１を押す
と、その制御回路１８はそれを確認してスイツチ
１４をα接点に切換える。同時に、発信パルス発
生器１５に第９図に示すような初期パルスのパル
ス信号を生成させ、パルス発信・受信器１０から
初期パルスの発信を開始する。制御回路１８は、
初期パルス発信後すぐにスイツチ１４をβ接点に
切換え、受信状態とする。

入力装置本体４のパルス発信・受信器２０また
は２１は、この初期パルスを受信する。（２２の
スイツチは、電源投入時に受信状態になつてい
る。）この初期パルスは、増幅器２３または２６
を経て検出回路２４または２７に入り、初期パル
スか否かを検出する。どちらか一方のパルス発
信・受信器２０で初期パルスが検出されると、制
御回路２８はスイツチ２２を発信に切換える。同
時にクロツクカウンタＡ，Ｂ（３０，３１）をス
タートし、発信パルス発生器２５に、第１０図に
示すような検出パルスの発信を命令する。これを
受け、パルス発信・受信器２０により、検出パル
スが発信される。

一方、ペン型入力装置５は、初期パルス発信
後、パルス受信状態で、検出パルス到達の待機を
おこなつている。ただし、マウススイツチ１１
が、これら一連の動作中、押されていなければな
らない。ペン型入力装置５のパルス発信・受信器
１０で、入力装置本体４から発信された検出パル
スが受信され、増幅器１６を経て検出回路１７に
より検出・確認される。この検出を受けて、制御
回路１８は、スイツチ１４を発信に切換える。そ
れと同時に、クリツクスイツチ１２と１３の状態
を調べ、その状態に対応する位置パルスの生成を
発信パルス発生器１５に命令する。これより、パ
ルス発信・受信器１０から、クリツクスイツチ１
２，１３の情報を含んだ、第１１図に示すような
位置パルスを発信する。

ここでパルス幅でτmax（単位msec）を音波が
約70cmの距離を移動するのに必要な時間とする。
本装置の場合、τmaxを2msecとした。点線のパ
ルスは、クリツクスイツチ１２および１３のため
のもので、クリツクスイツチが押されている間、
この位置にパルスが立つ。

入力装置本体４上のセンサ２０および２１によ
り、この位置パルスが受信されると、それぞれ増
幅器２３と２６を経由して検出回路２４および２
７により位置パルスの検出が行われる。制御回路
２８は、位置パルスの検出を確認した後、それぞ
れの位置パルスの持つメインパルス立ち上がりを
トリガーとして、カウンタＡ３０およびＢ３１を
停止する。この値は、演算回路３２に送られて、
ペン型入力装置５の位置を求めるためのデータと
なる。演算回路３２により計算されたペン型入力
装置５の位置座標は、マウスパルス変換回路３３
によつて、従来のマウスで使われているパルス情
報（直交座標）に変換され、コネクタ３６よりパ
ソコン１へと送られる。この間、ペン型入力装置
５からの初期パルスが受信されても無視をする。
これら一連の動作が終了して後、次の初期パルス
の受信に入る。

このように入力装置本体４のパルス発信・受信
器２０および２１は、ペン型入力装置５より発信
された位置パルスを独立に受信し、同時にカウン
タをストツプさせる。反射波などによる誤動作を
防ぐため、本体の受信状態をクロツクカウンタ開
始後、ある一定時間でストツプする。これは、入
力装置本体４とペン型入力装置５の距離があまり
離れている場合などや、他の装置からの信号の漏
れ混みを防ぐためである。

このようにして、以下同様にペン型入力装置５
の位置座標が求められるが、CRT２のデイスプ
レー上のカーソルの移動方向および移動距離は例
えばクリツクオンスイツチ１２のオン状態によつ
て特定される。

以上、本発明を２次元的移動について説明して
きたが、本発明は３次元的空間での入力形態に対
しても容易に適用できるものである。すなわち、
入力装置本体４の２つのパルス発信・受信器２０
および２１に加えて、他のパルス発信・受信器お
よびこれに関連する増幅器、検出回路、カウンタ
等を設けることにより、３次元空間の位置を検出
することができる。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明はコンピユ
ータ入力装置にワイヤレス方式を用いるので、入
力環境の制限がなくなり、単に空間を移動するこ
とによりマウスの移動情報を作成することがで
き、ワイヤによる絡み付き等の欠点がなくなりキ
ーボードから手を離すことなく入力できるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、入力装置本体およびペン型入力装置
から成る本発明のワイヤレス方式コンピユータ入
力装置をパソコンに用いた場合の第１実施例の斜
視図である。第２図は、同様な本発明の第２実施
例の斜視図である。第３図はペン型入力装置の拡
大平面図である。第４図は入力装置本体の拡大平
面図である。第５図は、入力装置本体をキーボー
ドに内蔵したワイヤレス方式コンピユータ入力装
置の第３実施例を示す斜視図である。第６図は、
第５図のキーボードを拡大して示す平面図であ
る。第７図はペン型入力装置の回路ブロツク図で
ある。第８図は入力装置本体の回路ブロツク図で
ある。第９図はペン型入力装置のパルス発信・受
信器から発信する初期パルスを示す図である。第
１０図は、入力装置本体のパルス発信・受信器か
ら発信する検出パルスを示す図である。第１１図
はペン型入力装置のパルス発信・受信器から発信
する位置パルスを示す図である。 １……パソコン本体、２……CRT、３……キ
ーボード、４……入力装置本体、５……ペン型入
力装置、６……マウスケーブル、８……検出部、
９……変換部、１０……パルス発信・受信器、２
０，２１……パルス発信・受信器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ペン型入力装置および入力装置本体を有する
   ワイヤレス方式コンピユータ入力装置において、 (a) ペン型入力装置は、 (i) ペン型入力装置を作動状態にするマウスス
   イツチと、 (ii) クイツクオンおよびクリツクオフ信号を発
   生する２つのクリツクスイツチと、 (iii) 初期パルス、およびクリツクオンおよびク
   リツクオフ信号を含む位置パルスを発信しか
   つ検出パルスを受信するパルス発信・受信器
   と、 (iv) 初期パルスおよび位置パルスを発生してパ
   ルス発信・受信器に送る発信パルス発生器
   と、 (v) パルス発信・受信器からの検出パルスを検
   出する検出回路と、 を有し、 (b) 入力装置本体は、 (i) 少なくとも一方で初期パルスを受信し、検
   出パルスを発信し、かつ両方で位置パルスを
   受信する２つのパルス発信・受信器と、 (ii) 検出パルスを発生して一方のパルス発信・
   受信器に送る発信パルス発生器と、 (iii) パルス発信・受信器からの初期パルスを少
   なくとも一方で検出しかつパルス発信・受信
   器からの位置パルスを両方で検出する２つの
   検出回路と、 (iv) 初期パルス検出時から２つのパルス発信・
   受信器で受信した位置パルス検出時までの時
   間に対応するクロツクをそれぞれ計数する２
   つのカウンタと、 (v) ２つのカウンタの計数値を演算して入力装
   置本体に対するペン型入力装置の位置情報を
   算出する演算回路と、 を有する、 ことを特徴とするワイヤレス方式コンピユータ入
   力装置。 ２ 請求項１記載のワイヤレス方式コンピユータ
   入力装置において、入力装置本体が２つの位置情
   報をマウスパルスに変換するマウルパルス変換回
   路をさらに有することを特徴とするワイヤレス方
   式コンピユータ入力装置。 ３ ペン型入力装置および入力装置本体を有する
   ワイヤレス方式コンピユータ入力装置において、 (i) 初期パルスを発信する、ペン型入力装置の初
   期パルス発信手段と、 (ii) 初期パルス発信手段からの初期パルスを受信
   して検出パルスを発信する、入力装置本体の検
   出パルス発信手段と、 (iii) 検出パルス発信手段からの検出パルスを受信
   して位置パルスを発信する、ペン型入力装置の
   位置パルス発信手段と、 (iv) 位置パルス発信手段からの位置パルスを受信
   する、入力装置本体の２つの位置パルス受信手
   段と、 (v) 初期パルス受信時から２つの位置パルス受信
   手段による位置パルス受信時までのクロツクを
   それぞれ計数する、入力装置本体のクロツク計
   数手段と、 (vi) クロツク計数手段の計数値を演算して入力装
   置本体に対するペン型入力装置の位置情報を算
   出する、入力装置本体の距離算出手段と、 を有することを特徴とするワイヤレス方式コンピ
   ユータ入力装置。 ４ 請求項３記載のワイヤレス方式コンピユータ
   入力装置において、入力装置本体が２つの位置情
   報をマウスパルスに変換するマウスパルス変換手
   段をさらに有することを特徴とするワイヤレス方
   式コンピユータ入力装置。 ５ 請求項３記載のワイヤレス方式コンピユータ
   入力装置において、位置パルスがクリツクオンお
   よびクリツクオフ情報を有することを特徴とする
   ワイヤレス方式コンピユータ入力装置。