JPH06250781A - データ入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 Ｘ軸座標データおよびＹ軸座標データに加え
て、Ｚ軸以上の多次元情報を容易に入力できるデータ入
力装置を実現すること。 【構成】 装置本体は、プッシュボタン１４の押し下げ
動作により移動可能な可動部材６を内蔵しており、この
可動部材６に形成されたラインパターン２Ｚを読み取る
ためのＬＥＤ３１Ｚ，レンズ３６Ｚおよび受光素子３３
Ｚからなる読み取り装置３Ｚを有している。このような
マウス１０を用いることにより、マウス１０をマウスパ
ッド１上において移動させ、ディスプレイ上のアイコン
をＸ，Ｙ座標方向で固定した後に、プッシュボタン１４
を押し下げることにより可動部材６を動かすと、アイコ
ンをＺ軸座標方向に移動させることができ、３次元座標
の座標値の入力が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、卓上式データ入力装置
に関し、特に、ＣＲＴなどの画面上に表示されるアイコ
ンを移動するための座標データを入力する所謂マウスの
構成に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＣＲＴ、あるいは液晶ディスプレイなど
に表示されるアイコンを自由に動かすためのデータ入力
装置として、マウス，ジョイスティック，トラックボー
ルなど幾つかのものが用いられている。マウスとして
は、球体の回転量，方向などから移動方向，距離を検出
する機械式のもの、また、マウスパッドに用意された透
明又は不透明のラインパターンを感知することにより、
移動方向，距離を検出する光学式のものが知られてい
る。マウスなどのデータ入力装置を用いることにより、
ディスプレイ上に表示される諸機能の選択や任意の範囲
指定など、ディスプレイ上の情報を極めて簡易に取り扱
うことが可能となり、パーソナルコンピュータやワーク
ステーション、およびワードプロセッサなどの電子機器
の普及率が増加した要因の一つと言える。このような背
景から、データ入力装置の使用を前提としたソフトウェ
アが普及しており、機能選択や作図などの作業もさらに
簡易に行なえるようになっている。また、近年では、パ
ーソナルコンピュータなどの電子機器の普及、および情
報の一層の多様化によって、たとえば３次元画像のよう
なより特色ある情報処理が要求されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マウス
は卓上式であり、机上平面を移動させるものであること
から、入力が可能な座標データは、Ｘ方向とＹ軸方向の
データに限定されており、Ｚ軸以上の多次元情報を入力
することはできなかった。

【０００４】そこで、本発明においては、以上の問題点
に鑑みて、Ｚ軸以上の多次元情報を容易に入力できるデ
ータ入力装置を実現することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために、本発明において講じた手段は、装置本体自身
と机上又はパッド等の外部面との相対移動により外部面
上の２次元座標の座標値を入力可能の外部座標値入力手
段を備えたデータ入力装置において、装置本体に内蔵さ
れた可動部材との相対移動により該可動部材に担持され
た座標の座標値を入力可能の内蔵座標値入力手段を１又
は２以上設けたことを特徴とする。可能部材としては外
部面に直交する方向に装置本体に対し可動自在の縦スラ
イダであっても良いし、また外部面の平行方向に装置本
体に対し可動自在の横スライダであっても良い。更に、
可動部材を前記装置本体に支承された回動体としても良
い。内蔵座標値入力手段は機械式データ入力手段で構成
することもできるし、また光学式データ入力手段で構成
することもできる。ここで、外部座標値入力手段が光学
式データ入力手段である場合には、その光照射系の少な
くとも一部の光源を内蔵座標値入力手段の光源と共用す
る構成を採用できる。

【０００６】

【作用】斯かる手段を講じた本発明に係るデータ入力装
置においては、従前通り、Ｘ軸方向の位置情報及びＹ軸
方向の位置情報の入力ができると共に、装置本体の可動
部材を動かすことにより、２次元座標の外に、これとは
独立の座標の入力が可能となる。この内蔵座標は空間３
次元のＺ軸座標の指定に用いることができるが、単純に
パラメータ指定に用いることができる。内蔵座標の種類
が２以上の場合は、それぞれ独立の座標入力が可能であ
るが、同一種の座標に関して座標ピッチを異ならしめて
入力することもできる。例えば第１の内蔵座標値入力手
段では、「厚み」というパラメータを座標ピッチ１ｃｍ
で入力し、第２の内蔵座標値入力手段では「厚み」パラ
メータ座標ピッチ１ｍｍで入力するとにより、装置本体
のサイズにより可動部材の可動範囲が制限された状態に
おいても、ダブルスケールにより目標入力数値の指定操
作を容易化できる。

【０００７】また外部座標値入力手段が光学式データ入
力手段である場合において、その光照射系の少なくとも
一部の光源を内蔵座標値入力手段の光源と共用する構成
を採用すると、多次元座標の入力装置でありながら、部
品点数を減らして安価かつコンパクトな装置を実現でき
る。

【０００８】

【実施例】以下に、添付図面を参照して本発明の実施例
を説明する。

【０００９】〔実施例１〕図１に、本発明の実施例１に
係るデータ入力装置たるマウスの概要を示し、図２にそ
の断面を示してある。本実施例に係るマウスは、光学系
を用いて位置を検出する光学式マウス１０であり、光学
系を含めたマウス１０の詳細は、本出願人の出願による
特公平１−３９１２８に詳しく開示されている。本例の
マウス１０は、Ｘ軸方向の位置（座標データ）を示すラ
インパターン２ＸおよびＹ軸方向の位置（座標データ）
を示すラインパターン２Ｙがそれぞれ表面および裏面に
形成されたマウスパッド１の上を移動させることにより
２次元座標データを入力するものである。マウス１０に
は、これらのラインパターン２Ｘ，２Ｙを検出する光学
系の読み取り装置２２が内蔵されている。また、マウス
１０の本体を形成しているケース１１からはコンピュー
タへの接続ケーブル１３が延出しており、このケース１
１の前方上部には、選択，非選択の直方形状の２つのス
イッチボタン１２ａ，１２ｂが設けられている。そし
て、このスイッチボタン１２ａ，１２ｂを入力状況に応
じてクリックすることにより、コンピュータへ入力する
データが選択できるようになっている。このマウス１０
において、スイッチ１２ａ，１２ｂの間には円形状のプ
ッシュボタン１４が設けられており、このプッシュボタ
ン１４を操作することによって、Ｚ軸方向の位置（座標
データ）を変化させることができる。

【００１０】このマウス１０には、図２に示すように、
Ｘ軸方向検出用ラインパターン２Ｘを読み取るＸ軸方向
の読み取り装置３Ｘと、Ｙ軸方向検出用ラインパターン
２Ｙを読み取るＹ軸方向の読み取り装置３Ｙに加えて、
Ｚ軸方向検出用ラインパターン２Ｚを読み取るＺ軸方向
の読み取り装置３Ｚを備えている。読み取り装置３Ｘ，
３Ｙは、マウスパッド１のラインパターン２Ｘ，２Ｙを
それぞれ照射するＬＥＤ３１Ｘ，３１Ｙ、ラインパター
ン２Ｘ，２Ｙをそれぞれ検知する受光素子３３Ｘ，３３
Ｙ、およびラインパターン２Ｘ，２Ｙの実像を受光素子
３３Ｘ，３３Ｙ上にそれぞれ結像させるためのレンズ３
６Ｘ，３６Ｙによって構成されている。

【００１１】一方、Ｚ軸方向検出用ラインパターン２Ｚ
の駆動量を検出する読み取り装置３Ｚの構成は、読み取
り装置３Ｘ，３Ｙの構成と同様に、発光源たるＬＥＤ３
１Ｚと、このＬＥＤ３１Ｚから照射されてラインパター
ン２Ｚにより反射された光を判定する受光素子３３Ｚ
と、ラインパターン２Ｚからの反射光を受光素子３３Ｚ
に集光させるレンズ３６Ｚから構成されている。ここ
で、プッシュボタン１４に連結され、Ｚ軸方向の位置を
指定するラインパターン２Ｚが設けられた可動部材６の
基体は、ガラス板あるいはアクリル樹脂板で形成されて
おり、この透明基板の表面側に、真空蒸着されたアルミ
ニウム薄膜の平行細線によってラインパターン２Ｚが形
成されている。この可動部材６は、その下方部とマウス
ケース１１の底面との間に設けられたコイルバネ７によ
って付勢されており、プッシュボタン１４の押し動作に
よってガイド体によって規定される軌道上を垂直往復動
可能となっている。。

【００１２】このような構成のマウス１０においては、
従来のマウスと同様に、マウスパッド１上を駆動させる
と、読み取り装置３Ｘ，３Ｙにおいて、ＬＥＤ３１Ｘ，
３１Ｙから照射され、ラインパターン２Ｘ，２Ｙにより
反射された光を受光素子３３Ｘ，３３Ｙにより判断する
ことで、マウスパッド１上に置かれたマウス１０の位置
を読み取り、その位置情報を座標データとしてスイッチ
ボタン１２ａ，１２ｂの状態と共にコンピュータに伝達
できるようになっている。この結果、ディスプレイ上に
表示されるアイコンはマウスパッド１上のマウス１０の
動きに倣って、その位置を変化させる。本例のマウス１
０においては、アイコンをＸ，Ｙ軸方向に移動できると
同時に、Ｚ軸方向へも任意に駆動できることを特徴とし
ている。

【００１３】たとえば、マウス１０をマウスパッド１上
において任意に移動させることにより、ディスプレイ上
のアイコンをＸ，Ｙ軸方向における所望の位置に移動さ
せた後、スイッチボタン１２ａをクリックすると、アイ
コン指示のＸ座標位置及びＹ座標位置が選択される。こ
の状態から、プッシュボタン１４を押し下げて、可動部
在６を下方向に直線移動させると、読み取り装置３Ｚに
対して可動部材６上のラインパターン２Ｚが相対的に移
動されることになるので、可動部材６の押し下げ量、す
なわ読み取り装置３Ｚに対するラインパターン２Ｚの通
過量が検出され、ディスプレイ上のアイコンがＺ軸方向
へ駆動される。そして、アイコンを所望のＺ軸位置に設
定した後、スイッチ１２ａをクリックすることにより、
アイコンの３次元上のＸ，Ｙ，Ｚ軸位置がコンピュータ
に入力されたことになる。

【００１４】このように、本例のマウス１０によれば、
Ｘ軸方向およびＹ軸方向の位置指定に加えて、Ｚ軸方向
の位置も指定することができる。また、Ｚ軸方向の位置
指定は、マウス１０の上面側に設置されたプッシュボタ
ン１４の押し下げ動作によって達成されるので、オペレ
ーターはディスプレイを着目したままの状態で位置指定
が行なえ、操作は極めて容易である。従って、立体的図
面などをはじめ、３次元画像を作成する上で必要なＺ軸
位置をマウス１０から容易に入力でき、３次元以上の多
次元情報の取り扱いが簡易化される。それ故、ラップト
ップ型のコンピュータ等、近年普及率の高い可搬性の小
型コンピュータにおいても、３次元情報処理を含めたよ
り高度な情報処理が可能となる。

【００１５】〔実施例２〕図３は、本発明の実施例２に
係るデータ入力装置たるマウスの構成を示す平断面図
（ａ）、および縦断面図（ｂ）である。なお、本実施例
に係るマウス１０ａは、実施例１のマウス１０と同様の
光学式マウスであり、実施例１のマウス１０に共通する
部分には同一参照符号を付して、その説明を省略する。
本例のマウス１０ａにおいて着目すべき点は、Ｚ軸方向
の読み取り装置３Ｚが、座標ピッチの大きな大変位入力
部４と、座標ピッチの小さな小変位入力部５とから構成
されている点にある。さらに、これらの大変位入力部４
を構成するＬＥＤ３４が読み取り装置３Ｘの発光部を兼
ねており、また、小変位入力部５を構成するＬＥＤ３５
が読み取り装置３Ｙの発光部を兼ねている点にある。本
例のマウス１０ａは、図３に示すように、マウスケース
１１の上面部に並設された２つの可動部材１５ａ，１５
ｂを有しており、これらの可動部材１５ａ，１５ｂの裏
面側にはそれぞれ座標ピッチの異なるラインパターン２
Ｚが形成されている。用意されている。可動部材１５
ａ，１５ｂは、マウス１０ａの前方側から後方側へ向け
て直線的に移動自在に取付けられているため、上述した
実施例１のマウス１０の使用態様と同様に、ディスプレ
イ上において、アイコンのＸ軸位置およびＹ軸位置を固
定した後、この可動部材１５ａ，１５ｂを移動させるこ
とにより、アイコンをＺ軸方向の任意の位置に移動させ
ることができる。ここで、本例のマウス１０ａにおいて
は、光がマウス１０ａの底面側へ向けて照射されるよう
に設置されたＬＥＤ３４，３５の前方側に、中央に開口
部を備える凹形状の反射ミラー３２を設置することによ
り、１つのＬＥＤ３４によって読み取り装置３Ｘ，３Ｚ
（大変位入力部４）の発光部とし、また、１つのＬＥＤ
３５によって読み取り装置３Ｙ，３Ｚ（小変位入力部
５）の発光部とすることができる。すなわち、ＬＥＤ３
４，３５から発せられた光のうち反射ミラー３２の開口
部を通過する光はマウスパッド１に形成されたラインパ
ターン２Ｘ，２Ｙに照射され、反射して受光素子３３
Ｘ，３３Ｙに集光される。一方、反射ミラー３２の凹面
によって反射された光は、マウス１０ａの上面側のライ
ンパターン２Ｚに照射され、ラインパターン２Ｚにより
反射して受光素子３７，３８に入射する。従って、この
ような光源共用によって部品点数を減らすことができ、
安価且つコンパクトな多次元マウスを提供できる。

【００１６】また、このマウス１０ａにおいては、Ｚ軸
方向の座標データ入力方法として、座標ピッチの大きい
可動部材１５ａを有する大変位入力部４と、座標ピッチ
の小さい可動部材１５ｂを有する小変位入力部５とを有
している。従って、可動部材１５ａの押動によりアイコ
ン移動を大きくすることができ、また可動部材１５ｂの
押動によりアイコン移動を小さくすることができので、
両方の可動部材１５ａ，１５ｂを併用することにより、
可動範囲が限定されているにもかかわらず、入力座標範
囲を拡大できると共に、目標値の指定操作が容易とな
る。

【００１７】〔実施例３〕図４は、本発明の実施例３に
係るデータ入力装置たるマウスの概要を示す斜視図であ
る。なお、本例のマウス１０ｂにおいて、実施例１のマ
ウス１０に共通する部分には同一参照符号を付して、そ
の説明を省略する。本例のマウス１０ｂは、実施例１お
よび実施例２において説明した光学式マウスと異なり、
マウス１０ｂの上面部に設けられたダイアル１６の回転
量を電気的信号に変換してＺ軸方向の座標データ入力を
行なう機械式マウスである。

【００１８】このマウス１０ｂは、図５に示すように、
ダイアル１６と一体的に形成され、ダイアル１６の回転
動に合わせて回転する回転軸１７の先端部にラインパタ
ーン２Ｚが形成されている。従って、本例のマウス１０
ｂにおいては、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の位置を固定し
た後に、ダイアル１６を回転させると、回転軸１７の回
転量を検出する読み取り装置３Ｚにおいて、ＬＥＤ３１
Ｚ，レンズ３６Ｚおよび受光素子３３Ｚにより、回転軸
１７先端のラインパターン２Ｚの変動が検出される。こ
の結果、受光素子３３Ｚからマウス１０ｂの基板（図示
せず）に構成されるデータ出力部（ＣＰＵ）に出力され
た電気的信号に基づく座標指定信号がコンピュータに伝
達され、ディスプレイ上のカーソルを所望の位置に駆動
させることができる。

【００１９】なお、本例のマウス１０ｂと同様に、電気
的信号による機械式マウスのデータ入力部（読み取り装
置）の構成としては、図５に示す構成に限らず、様々な
構成のデータ入力部を採用することが可能である。たと
えば、図６に示すように、ダイアル１６に反射ミラー４
１が装着されたデータ入力部においては、ＬＥＤ３１Ｚ
より照射され、反射ミラー４１によって反射された光が
レンズ３６Ｚにより受光素子３３Ｚに結像されるので、
ダイアル１６の回転量を検出することが可能であり、デ
ィスプレイ上のカーソルを任意の位置（Ｚ軸方向）に駆
動させることができる。また、図７に示すように、ダイ
アル１６に複数の開口スリット４２を設け、このダイア
ル１６を挟んで設置されたレーザーダイオード３１Ｚお
よび受光素子３３Ｚによってダイアル１６の回転量を検
出することができる。勿論、図８に示すように、ダイア
ル１６の表面側に直接ラインパターン２Ｚを形成するこ
とも可能である。このようなダイアル１６にラインパタ
ーン２Ｚを形成する場合には、図９に示すように、ダイ
アル１６の表面側を凹型の集光ミラー（反射レンズ）で
構成することにより、ＬＥＤ３１Ｚからの光を受光素子
３３Ｚ上に結像するレンズが不要となるので、構成部品
点数の削減ができ、製造工数の短縮およびコストダウン
を図ることができる。さらに、図１０に示すように、ダ
イアル１６の一方側側面を中央部が円錐形状を呈するミ
ラー４３として形成すると共に、表面側に複数の開口部
４４を設けることにより、ミラー４３に照射された光は
周囲に略均一に拡散して開口部４４より通光する。この
開口部４４から通光する光４５を受光素子３３Ｚによっ
て検出可能であるので、ダイアル１６の回転量に応じた
Ｚ軸方向のデータ入力が行なえる。また、データ入力部
の構成として採用可能な別なる一例としては、図１１に
示すように、ダイアルの回転に応じて回転する回転軸４
６の先端部を多角錐形状に形成して、レーザーコリメー
ト３１Ｚから光を照射することにより、回転軸４６の多
角錐形状に対応した三角形のスポット４７が結像され、
これを受光素子３３Ｚにより検出することでＺ軸方向の
データ入力を行なうことができる。

【００２０】なお、上記の可動部材やダイアル等は手動
のみならずモータ駆動に動かすこともでき、その正逆回
転を制御できる操作部材を装置本体に設けても良い。

【００２１】

【発明の効果】以上に説明したとおり、本発明に係るデ
ータ入力装置においては、装置本体自身と机上又はパッ
ド等の外部面との相対移動により外部面上の２次元座標
の座標値を入力可能の外部座標値入力手段を備えたデー
タ入力装置において、装置本体に内蔵された可動部材と
の相対移動により該可動部材に担持された座標の座標値
を入力可能の内蔵座標値入力手段を１又は２以上設けた
ことを特徴とするものであるので、次のような効果を奏
する。

【００２２】装置本体の可動部材を動かすことによ
り、２次元座標の外に、これとは独立の座標の入力が可
能となる。この内蔵座標は空間３次元のＺ軸座標の指定
に用いることができるが、単純にパラメータ指定に用い
ることができる。内蔵座標の種類が２以上の場合は、そ
れぞれ独立の座標入力が可能であるが、同一種の座標に
関して座標ピッチを異ならしめて入力することもでき
る。

【００２３】外部座標値入力手段が光学式データ入力
手段である場合において、その光照射系の少なくとも一
部の光源を内蔵座標値入力手段の光源と共用する構成を
採用すると、多次元座標の入力装置でありながら、部品
点数を減らして安価かつコンパクトな装置を実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１に係る光学式マウスおよびパ
ッドの概要を示す斜視図である。

【図２】（ａ）は同マウスの構成を示す横断面図、
（ｂ）は同マウスの構成を示す縦断面図である。

【図３】（ａ）は本発明の実施例２に係る光学式マウス
の構成を示す横断面図、（ｂ）は同マウスの構成を示す
縦断面図である。

【図４】本発明の実施例３に係るマウスの概要を示す斜
視図である。

【図５】同実施例のマウスにおける回転式データ入力部
として採用可能な第１の例を示す説明図である。

【図６】同実施例のマウスにおける回転式データ入力部
として採用可能な第２の例を示す説明図である。

【図７】同実施例のマウスにおける回転式データ入力部
として採用可能な第３の例を示す説明図である。

【図８】同実施例のマウスにおける回転式データ入力部
として採用可能な第４の例を示す説明図である。

【図９】同実施例のマウスにおける回転式データ入力部
として採用可能な第５の例を示す説明図である。

【図１０】同実施例のマウスにおける回転式データ入力
部として採用可能な第６の例を示す説明図である。

【図１１】同実施例のマウスにおける回転式データ入力
部として採用可能な第７の例を示す説明図である。

【符号の説明】

１・・・マウスパッド ２Ｘ，２Ｙ，２Ｚ・・・ラインパターン ３Ｘ，３Ｙ，３Ｚ・・・読み取り装置 ６・・・可動部材 ７・・・コイルバネ １０・・・マウス １１・・・マウスケース １２ａ，１２ｂ・・・スイッチボタン １３・・・接続ケーブル １４・・・プッシュボタン １５ａ，１５ｂ・・・可動部材 ２２・・・光学系 ３１Ｘ，３１Ｙ，３１Ｚ・・・発光部（ＬＥＤ） ３２・・・反射ミラー ３３Ｘ，３３Ｙ，３３Ｚ・・・受光素子 ３４，３５・・・発光部（ＬＥＤ） ３６Ｘ，３６Ｙ，３６Ｚ・・・レンズ ３７，３８・・・受光素子

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 装置本体自身と机上又はパッド等の外部
   面との相対移動により外部面上の２次元座標の座標値を
   入力可能の外部座標値入力手段を備えたデータ入力装置
   であって、 前記装置本体に内蔵された可動部材との相対移動により
   該可動部材に担持された座標の座標値を入力可能の内蔵
   座標値入力手段を１又は２以上有することを特徴とする
   データ入力装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記可動部材は前記
   外部面に直交する方向に前記装置本体に対し可動自在の
   縦スライダであることを特徴とするデータ入力装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、前記可動部材は前記
   外部面の平行方向に前記装置本体に対し可能自在の横ス
   ライダであることを特徴とするデータ入力装置。
4. 【請求項４】 請求項１において、前記可動部材は前記
   装置本体に支承された回動体であることを特徴とするデ
   ータ入力装置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に
   おいて、内蔵座標値入力手段は機械式データ入力手段で
   あることを特徴とするデータ入力装置。
6. 【請求項６】 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に
   おいて、内蔵座標値入力手段は光学式データ入力手段で
   あることを特徴とするデータ入力装置。
7. 【請求項７】 請求項６において、前記外部座標値入力
   手段は光学式データ入力手段であり、その光照射系の少
   なくとも一部の光源が前記内蔵座標値入力手段の光源と
   共用されてなることを特徴とするデータ入力装置。