JPH06348403A - 差動オプトメカニカル感知式のポインティングデバイス - Google Patents
差動オプトメカニカル感知式のポインティングデバイスInfo
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- JPH06348403A JPH06348403A JP5198165A JP19816593A JPH06348403A JP H06348403 A JPH06348403 A JP H06348403A JP 5198165 A JP5198165 A JP 5198165A JP 19816593 A JP19816593 A JP 19816593A JP H06348403 A JPH06348403 A JP H06348403A
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- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/0304—Detection arrangements using opto-electronic means
- G06F3/0317—Detection arrangements using opto-electronic means in co-operation with a patterned surface, e.g. absolute position or relative movement detection for an optical mouse or pen positioned with respect to a coded surface
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- G06F3/0304—Detection arrangements using opto-electronic means
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- G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
- G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of two-dimensional [2D] relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
- G06F3/03543—Mice or pucks
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- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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- G06F2203/033—Indexing scheme relating to G06F3/033
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Position Input By Displaying (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＬＥＤと光検出器とのマッチングを必要とし
ないオプトメカニカルセンサを含むカーソル制御装置を
提供する。 【構成】 １つ以上のシャフトエンコーダに係合するボ
ールを備え、各シャフトエンコーダはエンコーダホイー
ルを有し、更に、ボールの回転運動を表す光パルスを検
出するためのモノリシックな光感知アレイを備えたポイ
ンティングデバイスが提供される。上記光感知アレイは
複数の分解能を与え、マスクを必要とせずにボールの回
転運動を正確に追跡することができる。比較器及びラッ
チ手段が上記アレイの出力に基づいて動作し、デジタル
ヒステリシスを与える。
ないオプトメカニカルセンサを含むカーソル制御装置を
提供する。 【構成】 １つ以上のシャフトエンコーダに係合するボ
ールを備え、各シャフトエンコーダはエンコーダホイー
ルを有し、更に、ボールの回転運動を表す光パルスを検
出するためのモノリシックな光感知アレイを備えたポイ
ンティングデバイスが提供される。上記光感知アレイは
複数の分解能を与え、マスクを必要とせずにボールの回
転運動を正確に追跡することができる。比較器及びラッ
チ手段が上記アレイの出力に基づいて動作し、デジタル
ヒステリシスを与える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、パーソナルコンピュー
タ及びワークステーション用のビデオディスプレイスク
リーンのカーソルに対するポインティングデバイスに係
り、より詳細には、ボールの回転を、そのような運動を
表すデジタル信号に変換するためのオプトメカニカル
（光学機械式）センサに係る。
タ及びワークステーション用のビデオディスプレイスク
リーンのカーソルに対するポインティングデバイスに係
り、より詳細には、ボールの回転を、そのような運動を
表すデジタル信号に変換するためのオプトメカニカル
（光学機械式）センサに係る。
【０００２】
【従来の技術】マウスやトラックボールのようなポイン
ティングデバイスは、パーソナルコンピュータやワーク
ステーション用の良く知られた周辺装置である。このよ
うなポインティングデバイスは、ディスプレイスクリー
ン上のカーソルを迅速に再位置設定することができ、多
くのテキスト、データベース及びグラフィックプログラ
ムにおいて有用である。おそらく、ポインティングデバ
イスの最も一般的なものは電子マウスである。
ティングデバイスは、パーソナルコンピュータやワーク
ステーション用の良く知られた周辺装置である。このよ
うなポインティングデバイスは、ディスプレイスクリー
ン上のカーソルを迅速に再位置設定することができ、多
くのテキスト、データベース及びグラフィックプログラ
ムにおいて有用である。おそらく、ポインティングデバ
イスの最も一般的なものは電子マウスである。
【０００３】マウスの場合、ユーザは基準表面上でマウ
スを移動することによってカーソルを制御し、カーソル
は、マウスの移動に比例した方向及び距離に移動する。
ある電子マウスは基準パッド上での光の反射を用いてい
るが、ほどんどのマウスは、その下面に取り付けられた
ボールを使用し、マウスが移動されるときに基準表面
（机の上のような）上をこのボールが転がるようになっ
ている。このような装置では、ボールが一対のシャフト
エンコーダに接触し、ボールの回転によってシャフトエ
ンコーダが回転し、これは複数のスリットを有するマス
クを含んでいる。しばしばＬＥＤである光源がマスクの
片側に配置され、一方、ホトトランジスタのようなホト
センサが光源に実質的に対向して配置される。それらの
間でマスクが回転すると、一連の光パルスがホトセンサ
によって受け取られ、それにより、ボールの回転運動
を、カーソルを動かすのに使用できるデジタル表示に変
換することができる。
スを移動することによってカーソルを制御し、カーソル
は、マウスの移動に比例した方向及び距離に移動する。
ある電子マウスは基準パッド上での光の反射を用いてい
るが、ほどんどのマウスは、その下面に取り付けられた
ボールを使用し、マウスが移動されるときに基準表面
（机の上のような）上をこのボールが転がるようになっ
ている。このような装置では、ボールが一対のシャフト
エンコーダに接触し、ボールの回転によってシャフトエ
ンコーダが回転し、これは複数のスリットを有するマス
クを含んでいる。しばしばＬＥＤである光源がマスクの
片側に配置され、一方、ホトトランジスタのようなホト
センサが光源に実質的に対向して配置される。それらの
間でマスクが回転すると、一連の光パルスがホトセンサ
によって受け取られ、それにより、ボールの回転運動
を、カーソルを動かすのに使用できるデジタル表示に変
換することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の電子マウスで
は、２対のＬＥＤ及び光検出器を使用することによりマ
ウスの移動を表す直角信号が発生される。しかしなが
ら、この直角信号の質は、これらホトセンサの感度とＬ
ＥＤの光出力とのマッチングによってしばしば変化す
る。従って、多くの場合には、ＬＥＤと光検出器をその
組立の前にマッチングさせるという経費のかかるプロセ
スが必要となる。更に、ＬＥＤからの光出力が変化する
と、センサへの光の収束状態が悪化すると共に、ＬＥ
Ｄ、エンコーダホイール及びホトセンサの間の距離に対
しホトセンサの出力が極端な感度になることがある。
は、２対のＬＥＤ及び光検出器を使用することによりマ
ウスの移動を表す直角信号が発生される。しかしなが
ら、この直角信号の質は、これらホトセンサの感度とＬ
ＥＤの光出力とのマッチングによってしばしば変化す
る。従って、多くの場合には、ＬＥＤと光検出器をその
組立の前にマッチングさせるという経費のかかるプロセ
スが必要となる。更に、ＬＥＤからの光出力が変化する
と、センサへの光の収束状態が悪化すると共に、ＬＥ
Ｄ、エンコーダホイール及びホトセンサの間の距離に対
しホトセンサの出力が極端な感度になることがある。
【０００５】それ故、特定のＬＥＤ又は一群のＬＥＤに
対してマッチングを必要としないと同時に、ＬＥＤ対セ
ンサの変化する距離に対して良好な応答を与えるような
ホトセンサが要望されている。
対してマッチングを必要としないと同時に、ＬＥＤ対セ
ンサの変化する距離に対して良好な応答を与えるような
ホトセンサが要望されている。
【０００６】更に、多くの公知マウスは、エンコーダホ
イールに組み合わせてマスクを使用して、エンコーダホ
イールの回転を適切に区別している。このようなマスク
及びエンコーダホイールは一般に射出成形プラスチック
で構成されるので、その公差をほとんどの半導体デバイ
スの精度まで制御することができない。これは、このよ
うなマウスを使用するソフトウェアの将来の方向性とし
て益々高い分解能の使用が要求されるにも係わらず、実
際には、従来のオプトメカニカルマウスの精度に機械的
な上限を課する結果となっている。そこで、射出成形の
これまでの公差によって精度が限定されることのないカ
ーソル制御装置が要望される。
イールに組み合わせてマスクを使用して、エンコーダホ
イールの回転を適切に区別している。このようなマスク
及びエンコーダホイールは一般に射出成形プラスチック
で構成されるので、その公差をほとんどの半導体デバイ
スの精度まで制御することができない。これは、このよ
うなマウスを使用するソフトウェアの将来の方向性とし
て益々高い分解能の使用が要求されるにも係わらず、実
際には、従来のオプトメカニカルマウスの精度に機械的
な上限を課する結果となっている。そこで、射出成形の
これまでの公差によって精度が限定されることのないカ
ーソル制御装置が要望される。
【０００７】更に、ある場合には、異なる分解能をもつ
カーソル制御装置を提供することが所望される。従っ
て、例えば、ある用途においては、２００ドット／イン
チの分解能を有するカーソル制御装置が適当であり、一
方、別の用途においては、４００ドット／インチの分解
能を有するカーソル制御装置が所望される。このような
状況においては、このように異なる分解能を実施するた
めに異なる機械部品が必要とされ、複雑さ及び経費を増
すことになる。この経費の増加は必然的に顧客に影響が
及び、高価な製品となる。そこで、適当な他の部品と組
み合わせたときに異なる分解能で動作することのできる
カーソル制御装置をオプトメカニカル的に実施すること
が要望される。
カーソル制御装置を提供することが所望される。従っ
て、例えば、ある用途においては、２００ドット／イン
チの分解能を有するカーソル制御装置が適当であり、一
方、別の用途においては、４００ドット／インチの分解
能を有するカーソル制御装置が所望される。このような
状況においては、このように異なる分解能を実施するた
めに異なる機械部品が必要とされ、複雑さ及び経費を増
すことになる。この経費の増加は必然的に顧客に影響が
及び、高価な製品となる。そこで、適当な他の部品と組
み合わせたときに異なる分解能で動作することのできる
カーソル制御装置をオプトメカニカル的に実施すること
が要望される。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、差動感知構成
を用いた光学センサを提供することにより、前記した公
知の制約を実質的に解消する。このような解決策は、以
下に詳細に述べるように、ＬＥＤとそれに関連したホト
センサとのマッチングの必要性を実質的に排除する。
を用いた光学センサを提供することにより、前記した公
知の制約を実質的に解消する。このような解決策は、以
下に詳細に述べるように、ＬＥＤとそれに関連したホト
センサとのマッチングの必要性を実質的に排除する。
【０００９】更に、単一の基体上に多数のセンサを適当
に位置設定しそしてそれに関連したマイクロプロセッサ
制御を与えることにより、機械的なマスクの必要性を排
除することができる。このように機械的なマスクを排除
すると、半導体の製造に比してプラスチックの射出成形
に関連した精度の制約を取り除くことにより、分解能を
高めることができる。
に位置設定しそしてそれに関連したマイクロプロセッサ
制御を与えることにより、機械的なマスクの必要性を排
除することができる。このように機械的なマスクを排除
すると、半導体の製造に比してプラスチックの射出成形
に関連した精度の制約を取り除くことにより、分解能を
高めることができる。
【００１０】更に、このセンサは、単一のシリコンウェ
ハ上の多数のセンサで構成することができ、単一の機械
部品を変更しそして監視されるセンサを選択し直すだけ
で、異なる分解能で使用できるようになる。
ハ上の多数のセンサで構成することができ、単一の機械
部品を変更しそして監視されるセンサを選択し直すだけ
で、異なる分解能で使用できるようになる。
【００１１】又、本発明は、公知技術よりも、ＬＥＤと
センサとの距離に対してより不感である。
センサとの距離に対してより不感である。
【００１２】電子マウス、トラックボール、又は回転運
動をデジタル信号に変換する他のポインティングデバイ
スと共に動作することのできる本発明のポインティング
デバイスは、ボールのような回転部材の運動によって回
転されるよう配置された少なくとも１つの、そして典型
的には２つの、シャフトエンコーダを備えている。この
シャフトエンコーダは、ポインティングデバイスの分解
能（ドット／インチ）に適合するようにスリットが貫通
したマスク又はエンコーダホイールを備えている。典型
的な分解能は、２００ないし４００ドット／インチの間
で変化するが、実質的にそれより高い分解能も珍しくは
ない。
動をデジタル信号に変換する他のポインティングデバイ
スと共に動作することのできる本発明のポインティング
デバイスは、ボールのような回転部材の運動によって回
転されるよう配置された少なくとも１つの、そして典型
的には２つの、シャフトエンコーダを備えている。この
シャフトエンコーダは、ポインティングデバイスの分解
能（ドット／インチ）に適合するようにスリットが貫通
したマスク又はエンコーダホイールを備えている。典型
的な分解能は、２００ないし４００ドット／インチの間
で変化するが、実質的にそれより高い分解能も珍しくは
ない。
【００１３】各シャフトエンコーダに対し、エンコーダ
ホイールの各側には、２対のＬＥＤ及びホトセンサが配
置されている。これらの対はホイールの直径に沿わない
ように配列される。
ホイールの各側には、２対のＬＥＤ及びホトセンサが配
置されている。これらの対はホイールの直径に沿わない
ように配列される。
【００１４】差動サンプリング回路がＬＥＤを通るホイ
ールの運動を検出し、直角信号を発生させる。この直角
信号は次いでマイクロプロセッサへ送られ、そこで、本
発明の譲受人に譲渡された「低出力オプトエレクトロニ
ックデバイス及び方法(Low Power Optoelectronic Devi
ce and Method)」と題する米国特許出願第０７／３５
０，０５９号に開示されたように、信号がサンプリング
されて操作される。次いで、このマイクロプロセッサの
出力として従来のカーソル制御信号が与えられるが、適
当なラインドライバ及びそれに関連した回路が挿入され
てもよい。特に、上記用途について述べられた他の技術
の中でも、電力を節約するためにＬＥＤのパルス動作が
用いられる。
ールの運動を検出し、直角信号を発生させる。この直角
信号は次いでマイクロプロセッサへ送られ、そこで、本
発明の譲受人に譲渡された「低出力オプトエレクトロニ
ックデバイス及び方法(Low Power Optoelectronic Devi
ce and Method)」と題する米国特許出願第０７／３５
０，０５９号に開示されたように、信号がサンプリング
されて操作される。次いで、このマイクロプロセッサの
出力として従来のカーソル制御信号が与えられるが、適
当なラインドライバ及びそれに関連した回路が挿入され
てもよい。特に、上記用途について述べられた他の技術
の中でも、電力を節約するためにＬＥＤのパルス動作が
用いられる。
【００１５】特に、本発明の差動センサは単一のチップ
として実施されて、その上にホトダイオードやホトトラ
ンジスタのような複数の光検出器が配置されてもよい。
典型的な構成では、互いに正確な距離だけ離間された２
対のホトセンサが半導体上に敷設されるが、ここに示す
好ましい実施例では、６個のセンサが半導体に形成さ
れ、そのうちの２つのセンサは低い分解能のみに使用さ
れ、別の２つは低い分解能及び高い分解能の両方に使用
され、そしてもう２つは高い分解能のみに使用される。
このように、同じセンサを、例えば、２００ｄｐｉ及び
４００ｄｐｉの分解能に使用することができる。いずれ
の場合にも、一度に２対のセンサが使用される。
として実施されて、その上にホトダイオードやホトトラ
ンジスタのような複数の光検出器が配置されてもよい。
典型的な構成では、互いに正確な距離だけ離間された２
対のホトセンサが半導体上に敷設されるが、ここに示す
好ましい実施例では、６個のセンサが半導体に形成さ
れ、そのうちの２つのセンサは低い分解能のみに使用さ
れ、別の２つは低い分解能及び高い分解能の両方に使用
され、そしてもう２つは高い分解能のみに使用される。
このように、同じセンサを、例えば、２００ｄｐｉ及び
４００ｄｐｉの分解能に使用することができる。いずれ
の場合にも、一度に２対のセンサが使用される。
【００１６】光検出器を支持する半導体は、光検出器が
ＬＥＤのような一対の光源から離間されてそれらの間に
エンコーダホイールが配置されるように、カーソル制御
装置内に位置設定される。ポインティングデバイスの所
望の分解能に基づいて、エンコーダホイールは、より多
く又はより少数の貫通スロットを有し、これにより、光
（通常は赤外線であるが必ずしもそうでなくてもよい）
が光検出器に当たってその運動を指示できるようにされ
る。より多数のスロットは、通常、高い分解能に換算さ
れ、即ちエンコーダホイールの中心のまわりの半径方向
のスロット配列は、ＬＥＤからの光が適当な時間にのみ
センサに確実に当たるよう正確に管理され、より詳細に
は、１対の検出器に当たる光の周期が、隣接する検出器
における暗部の周期に対応するようにされる。この技術
により、光検出器は、エンコーダホイールが適切に整列
したときに電流を流すことができるが、光が当たらない
ときには実際上開路となる。従って、ＬＥＤの出力は、
位相の異なる一連の完全な形状でない電流パルスでよ
い。
ＬＥＤのような一対の光源から離間されてそれらの間に
エンコーダホイールが配置されるように、カーソル制御
装置内に位置設定される。ポインティングデバイスの所
望の分解能に基づいて、エンコーダホイールは、より多
く又はより少数の貫通スロットを有し、これにより、光
（通常は赤外線であるが必ずしもそうでなくてもよい）
が光検出器に当たってその運動を指示できるようにされ
る。より多数のスロットは、通常、高い分解能に換算さ
れ、即ちエンコーダホイールの中心のまわりの半径方向
のスロット配列は、ＬＥＤからの光が適当な時間にのみ
センサに確実に当たるよう正確に管理され、より詳細に
は、１対の検出器に当たる光の周期が、隣接する検出器
における暗部の周期に対応するようにされる。この技術
により、光検出器は、エンコーダホイールが適切に整列
したときに電流を流すことができるが、光が当たらない
ときには実際上開路となる。従って、ＬＥＤの出力は、
位相の異なる一連の完全な形状でない電流パルスでよ
い。
【００１７】検出を改善するために、複数の電流比較器
より成る比較回路が、各対の光検出器からのパルス列を
そのＡ及びＢ入力に受け取る。ここに示す好ましい実施
例では、これらの電流比較器は光検出器と同じチップ上
に形成されるが、この構成はあらゆる場合に要求される
ものではない。ここに示す好ましい実施例では、４つの
比較器が使用され、各比較器に与えられるＡ及びＢ入力
は６つの光検出器のうちの選択されたものからである。
各比較器は、Ａ＞Ｂの場合に第１出力に信号を発生し、
そしてＢ＞Ａの場合に第２出力に信号を発生する。これ
らの出力は、それに関連した４つのＲＳラッチへの入力
となり、次いで、これらラッチの出力はマイクロプロセ
ッサに送られ、必要に応じてサンプリング及び操作され
て、ポインティングデバイスの運動の正確な表示が与え
られる。ここに示す好ましい実施例では、ＲＳラッチ
も、光検出器及び比較器と同じ基体上に形成される。
より成る比較回路が、各対の光検出器からのパルス列を
そのＡ及びＢ入力に受け取る。ここに示す好ましい実施
例では、これらの電流比較器は光検出器と同じチップ上
に形成されるが、この構成はあらゆる場合に要求される
ものではない。ここに示す好ましい実施例では、４つの
比較器が使用され、各比較器に与えられるＡ及びＢ入力
は６つの光検出器のうちの選択されたものからである。
各比較器は、Ａ＞Ｂの場合に第１出力に信号を発生し、
そしてＢ＞Ａの場合に第２出力に信号を発生する。これ
らの出力は、それに関連した４つのＲＳラッチへの入力
となり、次いで、これらラッチの出力はマイクロプロセ
ッサに送られ、必要に応じてサンプリング及び操作され
て、ポインティングデバイスの運動の正確な表示が与え
られる。ここに示す好ましい実施例では、ＲＳラッチ
も、光検出器及び比較器と同じ基体上に形成される。
【００１８】そこで、本発明の１つの目的は、ＬＥＤと
光検出器とのマッチングを必要としないオプトメカニカ
ルセンサを含むカーソル制御装置を提供することであ
る。
光検出器とのマッチングを必要としないオプトメカニカ
ルセンサを含むカーソル制御装置を提供することであ
る。
【００１９】本発明の別の目的は、ボールを使用し、ボ
ールの回転運動を検出する差動センサを備えたカーソル
制御装置を提供することである。
ールの回転運動を検出する差動センサを備えたカーソル
制御装置を提供することである。
【００２０】本発明の更に別の目的は、光学感知の異な
った分解能を与えるために複数の光検出器が配置された
モノリシックホトセンサを提供することである。
った分解能を与えるために複数の光検出器が配置された
モノリシックホトセンサを提供することである。
【００２１】本発明の更に別の目的は、カーソル制御装
置であって、その移動を表すボールの回転を検出するた
めにエンコーダホイール、光源及び光検出器しか必要と
しないカーソル制御装置を提供することである。
置であって、その移動を表すボールの回転を検出するた
めにエンコーダホイール、光源及び光検出器しか必要と
しないカーソル制御装置を提供することである。
【００２２】
【実施例】本発明のこれら及び他の目的は、添付図面を
参照した、本発明の以下の詳細な説明より明らかとなろ
う。
参照した、本発明の以下の詳細な説明より明らかとなろ
う。
【００２３】図１には、電子式ポインティングデバイ
ス、特に、電子マウス１０が分解斜視図で示されてい
る。このマウス１０は、上部ハウジング２０と、プリン
ト回路板３０と、これに接近して並置されたボールかご
４０と、下部ハウジング５０（これにボールかごが取り
付けられることもある）と、ボール６０と、ボールをボ
ールかご４０内に保持するために下部ハウジングに接続
する腹部ドア７０とを備えている。
ス、特に、電子マウス１０が分解斜視図で示されてい
る。このマウス１０は、上部ハウジング２０と、プリン
ト回路板３０と、これに接近して並置されたボールかご
４０と、下部ハウジング５０（これにボールかごが取り
付けられることもある）と、ボール６０と、ボールをボ
ールかご４０内に保持するために下部ハウジングに接続
する腹部ドア７０とを備えている。
【００２４】プリント回路板３０は、典型的に、ボール
６０のアナログ運動をデジタル信号に変換するための回
路を含んでおり、より詳細には、ボール６０に係合状態
に維持された一対のシャフトエンコーダ８０Ａ及び８０
Ｂを備えている。これらシャフトエンコーダ８０Ａ及び
８０Ｂの各々は、参考としてここに取り上げる本発明と
共通に譲渡された「ポインティングデバイスの一体的な
ボールかご(IntegralBall Cage for Pointing Devic
e)」と題する米国特許出願第０７／７６８，８１３号に
開示された形式のエンコーダホイール９０Ａ及び９０Ｂ
を備えている。従って、マウスが運動すると、ボールが
回転運動し、この回転運動がデジタル信号に変換され、
これが、関連パーソナルコンピュータ、ターミナル又は
ワークステーションのスクリーン上のカーソルを制御す
る。シリアルポートマウスの場合には、プリント回路板
が、典型的に、ＲＳ２３２信号のような標準のシリアル
通信信号を送信及び受信するためのマイクロプロセッサ
及び関連ドライバ回路を備えている。或いは又、マウス
がバスデバイスの場合には、ＰＣ内に設置される回路板
に典型的にインテリジェント部が見られ、マウス内の回
路板は、単に、光検出器及びそれに関連した信号整形回
路と、ＰＣ内の回路板に信号を送信するラインドライバ
のみを含む。
６０のアナログ運動をデジタル信号に変換するための回
路を含んでおり、より詳細には、ボール６０に係合状態
に維持された一対のシャフトエンコーダ８０Ａ及び８０
Ｂを備えている。これらシャフトエンコーダ８０Ａ及び
８０Ｂの各々は、参考としてここに取り上げる本発明と
共通に譲渡された「ポインティングデバイスの一体的な
ボールかご(IntegralBall Cage for Pointing Devic
e)」と題する米国特許出願第０７／７６８，８１３号に
開示された形式のエンコーダホイール９０Ａ及び９０Ｂ
を備えている。従って、マウスが運動すると、ボールが
回転運動し、この回転運動がデジタル信号に変換され、
これが、関連パーソナルコンピュータ、ターミナル又は
ワークステーションのスクリーン上のカーソルを制御す
る。シリアルポートマウスの場合には、プリント回路板
が、典型的に、ＲＳ２３２信号のような標準のシリアル
通信信号を送信及び受信するためのマイクロプロセッサ
及び関連ドライバ回路を備えている。或いは又、マウス
がバスデバイスの場合には、ＰＣ内に設置される回路板
に典型的にインテリジェント部が見られ、マウス内の回
路板は、単に、光検出器及びそれに関連した信号整形回
路と、ＰＣ内の回路板に信号を送信するラインドライバ
のみを含む。
【００２５】図２には、トラックボール２００が斜視図
で示されている。トラックボールは典型的にオプトメカ
ニカルという観点では電子マウスに対して同様である
が、ボールを支持する物理的な観点は通常はかなり異な
る。従って、トラックボール２００は、上部ハウジング
２１０及び下部ハウジング２２０を備え、それらの間に
ボール２３０がサンドイッチされる。上部及び下部ハウ
ジング内には、「可逆のトラックボール(Invertible Tr
ackball)」と題する米国特許第５，００８，５２８号に
開示されたようなボール支持エレメントが包囲され、こ
れは、図１のマウスと同様に、ボールの回転運動をカー
ソル制御信号に変換する。
で示されている。トラックボールは典型的にオプトメカ
ニカルという観点では電子マウスに対して同様である
が、ボールを支持する物理的な観点は通常はかなり異な
る。従って、トラックボール２００は、上部ハウジング
２１０及び下部ハウジング２２０を備え、それらの間に
ボール２３０がサンドイッチされる。上部及び下部ハウ
ジング内には、「可逆のトラックボール(Invertible Tr
ackball)」と題する米国特許第５，００８，５２８号に
開示されたようなボール支持エレメントが包囲され、こ
れは、図１のマウスと同様に、ボールの回転運動をカー
ソル制御信号に変換する。
【００２６】図３を参照すれば、図１のプリント回路板
３０に含まれた回路が良く理解されよう。特に、一対の
ＬＥＤ３００Ａ及び３００Ｂは、ライン３０２に沿って
電流増幅トランジスタ３０４のベースに送られる制御信
号に基づいて光子を発生し、トランジスタ３０４のコレ
クタはＶCCに接続されている。制御ライン３０２は、プ
ロセッサ３０６によって制御され、これは電力を節約す
るためにＬＥＤ３００Ａ及び３００Ｂを典型的にパルス
付勢するが、このようなパルス付勢は必ずしも必要とさ
れない。ＬＥＤをパルス付勢する１つの方法が参考とし
てここに取り上げる前記の米国特許出願第０７／３５
０，０５９号に開示されている。
３０に含まれた回路が良く理解されよう。特に、一対の
ＬＥＤ３００Ａ及び３００Ｂは、ライン３０２に沿って
電流増幅トランジスタ３０４のベースに送られる制御信
号に基づいて光子を発生し、トランジスタ３０４のコレ
クタはＶCCに接続されている。制御ライン３０２は、プ
ロセッサ３０６によって制御され、これは電力を節約す
るためにＬＥＤ３００Ａ及び３００Ｂを典型的にパルス
付勢するが、このようなパルス付勢は必ずしも必要とさ
れない。ＬＥＤをパルス付勢する１つの方法が参考とし
てここに取り上げる前記の米国特許出願第０７／３５
０，０５９号に開示されている。
【００２７】適当な状態において、ＬＥＤ３００Ａ及び
３００Ｂからの光は、光検出回路３０８Ａ及び３０８Ｂ
に当たる。図４について述べるように、光検出回路３０
８Ａ及び３０８Ｂの各々は、実際には、光検出器のアレ
イ及び関連回路（関連比較器及びラッチを含む）で構成
される。当業者に明らかなように、図３には示されてい
ないが、図１に示すエンコーダホイール９０Ａ及び９０
Ｂは、実際には、ＬＥＤ３００と光検出回路３０８との
間に挿入され、ＬＥＤからの光は、エンコーダホイール
のスロットがＬＥＤから光検出器への通路を形成すると
きだけ光検出器に到達する。
３００Ｂからの光は、光検出回路３０８Ａ及び３０８Ｂ
に当たる。図４について述べるように、光検出回路３０
８Ａ及び３０８Ｂの各々は、実際には、光検出器のアレ
イ及び関連回路（関連比較器及びラッチを含む）で構成
される。当業者に明らかなように、図３には示されてい
ないが、図１に示すエンコーダホイール９０Ａ及び９０
Ｂは、実際には、ＬＥＤ３００と光検出回路３０８との
間に挿入され、ＬＥＤからの光は、エンコーダホイール
のスロットがＬＥＤから光検出器への通路を形成すると
きだけ光検出器に到達する。
【００２８】光検出回路３０８Ａ及び３０８Ｂの出力は
プロセッサ３０６に送られ、ここでは、前記米国特許出
願第０７／３５０，０５９号に教示されたように信号の
サンプリング及び操作が行われる。
プロセッサ３０６に送られ、ここでは、前記米国特許出
願第０７／３５０，０５９号に教示されたように信号の
サンプリング及び操作が行われる。
【００２９】更に、ユーザ操作スイッチ３１０Ａないし
３１０Ｃによってもプロセッサに制御信号を送ることが
できる。最終的に、図３の実施例では、プロセッサは、
シリアルポート３３０を構成する複数のライン３２０を
経て通常のＲＳ２３２信号を受け取ったり出力したりす
る。
３１０Ｃによってもプロセッサに制御信号を送ることが
できる。最終的に、図３の実施例では、プロセッサは、
シリアルポート３３０を構成する複数のライン３２０を
経て通常のＲＳ２３２信号を受け取ったり出力したりす
る。
【００３０】図４には、光検出回路３０８が概略ブロッ
ク図の形態で示されている。特に、各回路３０８は光検
出器４００のアレイを備え、ここに示す好ましい実施例
では６個の光検出器４００Ａないし４００Ｆを備えてい
る。ある状態においては、このような複数のセンサを設
ける必要はないが、この構成は、使用するエンコーダホ
イール９０の形式と、光検出器４００Ａないし４００Ｆ
のどれが監視のために選択されるかとに基づいて、異な
る分解能を与えられるようにするという効果を発揮す
る。
ク図の形態で示されている。特に、各回路３０８は光検
出器４００のアレイを備え、ここに示す好ましい実施例
では６個の光検出器４００Ａないし４００Ｆを備えてい
る。ある状態においては、このような複数のセンサを設
ける必要はないが、この構成は、使用するエンコーダホ
イール９０の形式と、光検出器４００Ａないし４００Ｆ
のどれが監視のために選択されるかとに基づいて、異な
る分解能を与えられるようにするという効果を発揮す
る。
【００３１】図４に示す実施例では、例えば、光検出器
４００Ａ及び４００Ｃは、２００ｄｐｉ及び４００ｄｐ
ｉの両分解能に使用され、一方、光検出器４００Ｂ及び
４００Ｄは、４００ｄｐｉの分解能のみに使用され、そ
して光検出器４００Ｅ及び４００Ｆは、２００ｄｐｉの
分解能のみに使用される。どの分解能が選択されるかに
係わりなく、光検出器の動作は、ＬＥＤ３００からエン
コーダホイール９０を経て受け取った光に応答して出力
ライン４１０Ａないし４１０Ｈにパルス列を発生するこ
とである。
４００Ａ及び４００Ｃは、２００ｄｐｉ及び４００ｄｐ
ｉの両分解能に使用され、一方、光検出器４００Ｂ及び
４００Ｄは、４００ｄｐｉの分解能のみに使用され、そ
して光検出器４００Ｅ及び４００Ｆは、２００ｄｐｉの
分解能のみに使用される。どの分解能が選択されるかに
係わりなく、光検出器の動作は、ＬＥＤ３００からエン
コーダホイール９０を経て受け取った光に応答して出力
ライン４１０Ａないし４１０Ｈにパルス列を発生するこ
とである。
【００３２】光検出器４００は、ホトダイオードである
か又はホトトランジスタであるかのいずれかであること
に注意されたい。ここに示す好ましい実施例では、応答
時間が速いことから、ホトダイオードが使用される。し
かしながら、多くの場合に、ホトトランジスタ及び特に
ダーリントン対も受け入れられる。
か又はホトトランジスタであるかのいずれかであること
に注意されたい。ここに示す好ましい実施例では、応答
時間が速いことから、ホトダイオードが使用される。し
かしながら、多くの場合に、ホトトランジスタ及び特に
ダーリントン対も受け入れられる。
【００３３】各光検出器４００Ａないし４００Ｆの出力
は、同じ分解能の別の光検出器の出力と対にされ、各対
の出力４１０は、電流比較器４２０Ａないし４２０Ｄの
アレイの１つへの入力となる。従って、例えば、出力４
１０Ａ及び４１０Ｄは、比較器４２０Ａへの対入力を与
え、一方、出力４１０Ｃ及び４１０Ｆは、比較器４２０
Ｂへの対入力を与える。説明上、これらの対構成は、高
い分解能を表すものであるとみなす。従って、対４１０
Ｂ／４１０Ｇ及び４１０Ｅ／４１０Ｈとそれに関連した
比較器４２０Ｃ及び４２０Ｄは、低い分解能を表すもの
とみなす。当業者に明らかなように、付加的な光検出器
４００及びそれに関連した回路を設けるだけで、多数の
付加的な分解能を与えることができる。
は、同じ分解能の別の光検出器の出力と対にされ、各対
の出力４１０は、電流比較器４２０Ａないし４２０Ｄの
アレイの１つへの入力となる。従って、例えば、出力４
１０Ａ及び４１０Ｄは、比較器４２０Ａへの対入力を与
え、一方、出力４１０Ｃ及び４１０Ｆは、比較器４２０
Ｂへの対入力を与える。説明上、これらの対構成は、高
い分解能を表すものであるとみなす。従って、対４１０
Ｂ／４１０Ｇ及び４１０Ｅ／４１０Ｈとそれに関連した
比較器４２０Ｃ及び４２０Ｄは、低い分解能を表すもの
とみなす。当業者に明らかなように、付加的な光検出器
４００及びそれに関連した回路を設けるだけで、多数の
付加的な分解能を与えることができる。
【００３４】電流比較器４２０Ａないし４２０Ｄの各々
は、それらの各入力Ａ及びＢを比較し、Ａ入力信号がＢ
入力信号よりも大きい場合に第１出力４２２Ａないし４
２２Ｄに比較出力信号を発生する。同様に、Ｂ入力信号
がＡ入力信号よりも大きい場合には第２出力４２４Ａな
いし４２４Ｄに比較出力信号が発生される。
は、それらの各入力Ａ及びＢを比較し、Ａ入力信号がＢ
入力信号よりも大きい場合に第１出力４２２Ａないし４
２２Ｄに比較出力信号を発生する。同様に、Ｂ入力信号
がＡ入力信号よりも大きい場合には第２出力４２４Ａな
いし４２４Ｄに比較出力信号が発生される。
【００３５】出力信号４２２Ａないし４２２Ｄの各々
は、４つのＲＳラッチ４３０Ａないし４３０Ｄの関連す
る１つへセット入力を与え、一方、出力信号４２４Ａな
いし４２４Ｄの各々は、その関連するＲＳラッチ４３０
Ａないし４３０Ｄへリセット入力を与える。各分解能に
対し、２つのラッチを動作することができ、ラッチ４３
０Ａないし４３０Ｄの出力の２つが、図３に示すよう
に、各光検出回路３０８からプロセッサ３０６（図３）
に送られる。
は、４つのＲＳラッチ４３０Ａないし４３０Ｄの関連す
る１つへセット入力を与え、一方、出力信号４２４Ａな
いし４２４Ｄの各々は、その関連するＲＳラッチ４３０
Ａないし４３０Ｄへリセット入力を与える。各分解能に
対し、２つのラッチを動作することができ、ラッチ４３
０Ａないし４３０Ｄの出力の２つが、図３に示すよう
に、各光検出回路３０８からプロセッサ３０６（図３）
に送られる。
【００３６】図４と共に図５及び６を参照すれば、１つ
のチャンネル（即ち、１つの比較器４２０と１つの関連
するラッチ４３０）の動作が良く理解できよう。説明
上、光検出器４００Ａ及び４００Ｃと、比較器４２０Ａ
と、ラッチ４３０Ａとを任意に選択する。先ず、図５を
参照すると同時に、図６の詳細図を参照すれば、ホトダ
イオード４００Ａ及び４００Ｃは、ＬＥＤ３００からの
光が当たるのに応答して各々電流Ｉx 及びＩy を発生す
る。
のチャンネル（即ち、１つの比較器４２０と１つの関連
するラッチ４３０）の動作が良く理解できよう。説明
上、光検出器４００Ａ及び４００Ｃと、比較器４２０Ａ
と、ラッチ４３０Ａとを任意に選択する。先ず、図５を
参照すると同時に、図６の詳細図を参照すれば、ホトダ
イオード４００Ａ及び４００Ｃは、ＬＥＤ３００からの
光が当たるのに応答して各々電流Ｉx 及びＩy を発生す
る。
【００３７】これらの電流Ｉx 及びＩy は、各入力に対
して対称的な回路である各電流ミラー回路５１０Ａ及び
５１０Ｂにおいて各々鏡像的に処理される。更に、遅延
電流ミラー回路５１２Ａないし５１２Ｂが設けられてい
る。その結果、電流Ｉx 及びＩy は、ｂ＞１及びａ＜１
の比率で鏡像的に処理される。遅延電流ミラー５１２Ａ
の出力Ｓ’は、Ｉx とｂＩy ＋ａＩx との比較結果であ
り、同様に、遅延電流ミラー５１２Ｂの出力Ｒ’は、Ｉ
y とｂＩx ＋ａＩy との比較結果であり、ｂミラー係数
は、Ｉy 及びＩx に各々交差結合された一対の回路５１
４Ａ及び５１４Ｂによって与えられる。従って、出力
Ｓ’は、ダイオード４００Ａの電流がダイオード４００
Ｃの電流よりもｂ／（１−ａ）だけ大きいときにグラン
ドへ駆動され、一方、出力Ｒ’は、ダイオード４００Ｃ
の電流がダイオード４００Ａの電流よりもｂ／（１−
ａ）だけ大きいときにグランドへ駆動されることが明ら
かであろう。これら出力は、通常、ＲＳラッチ４３０Ａ
に供給される前にインバータ５１６Ａ及び５１６Ｂにお
いて反転される。
して対称的な回路である各電流ミラー回路５１０Ａ及び
５１０Ｂにおいて各々鏡像的に処理される。更に、遅延
電流ミラー回路５１２Ａないし５１２Ｂが設けられてい
る。その結果、電流Ｉx 及びＩy は、ｂ＞１及びａ＜１
の比率で鏡像的に処理される。遅延電流ミラー５１２Ａ
の出力Ｓ’は、Ｉx とｂＩy ＋ａＩx との比較結果であ
り、同様に、遅延電流ミラー５１２Ｂの出力Ｒ’は、Ｉ
y とｂＩx ＋ａＩy との比較結果であり、ｂミラー係数
は、Ｉy 及びＩx に各々交差結合された一対の回路５１
４Ａ及び５１４Ｂによって与えられる。従って、出力
Ｓ’は、ダイオード４００Ａの電流がダイオード４００
Ｃの電流よりもｂ／（１−ａ）だけ大きいときにグラン
ドへ駆動され、一方、出力Ｒ’は、ダイオード４００Ｃ
の電流がダイオード４００Ａの電流よりもｂ／（１−
ａ）だけ大きいときにグランドへ駆動されることが明ら
かであろう。これら出力は、通常、ＲＳラッチ４３０Ａ
に供給される前にインバータ５１６Ａ及び５１６Ｂにお
いて反転される。
【００３８】ＲＳラッチの適切な動作を確保するために
は、ある予防的処置が適当である。より詳細には、比率
ｂ＞１を維持すると、同じ電流Ｉx ＝Ｉy に対し、信号
Ｓ’及びＲ’が高レベルであること、即ちＳ’＝Ｒ’＝
１であることが確保される。更に、遅延ミラー回路にお
いて比率ａ＜１であることは、ＬＥＤがオフに切り換わ
った後であって次のフラッシュが生じる前に出力が１に
復帰するように確保する。出力ノードＳ’及びＲ’に関
連した時定数は、そのノードのキャパシタンスに比例
し、そしてこのキャパシタンスを充電又は放電する電流
に反比例する。即ち、時定数は、どれほど多くの光が光
検出器に当たるかによって左右される。ＬＥＤがオフに
なったときには、ホトダイオードに暗電流しか得られな
い。このブランチに高い電流を維持して、時間ｔ内にキ
ャパシタンスを充電できるようにするために、遅延ミラ
ー回路５１２Ａ及び５１２ＢにＩx 及びＩy が蓄積され
る。これは、ＬＥＤのパルス周波数よりも相当に小さい
時定数で出力が１に復帰するよう確保する。遅延電流ミ
ラーの出力波形は、図７から良く理解できよう。
は、ある予防的処置が適当である。より詳細には、比率
ｂ＞１を維持すると、同じ電流Ｉx ＝Ｉy に対し、信号
Ｓ’及びＲ’が高レベルであること、即ちＳ’＝Ｒ’＝
１であることが確保される。更に、遅延ミラー回路にお
いて比率ａ＜１であることは、ＬＥＤがオフに切り換わ
った後であって次のフラッシュが生じる前に出力が１に
復帰するように確保する。出力ノードＳ’及びＲ’に関
連した時定数は、そのノードのキャパシタンスに比例
し、そしてこのキャパシタンスを充電又は放電する電流
に反比例する。即ち、時定数は、どれほど多くの光が光
検出器に当たるかによって左右される。ＬＥＤがオフに
なったときには、ホトダイオードに暗電流しか得られな
い。このブランチに高い電流を維持して、時間ｔ内にキ
ャパシタンスを充電できるようにするために、遅延ミラ
ー回路５１２Ａ及び５１２ＢにＩx 及びＩy が蓄積され
る。これは、ＬＥＤのパルス周波数よりも相当に小さい
時定数で出力が１に復帰するよう確保する。遅延電流ミ
ラーの出力波形は、図７から良く理解できよう。
【００３９】更に、電流比較器及びＲＳラッチを用いた
図５及び６の実施例はヒステリシス機能を導入し、ヒス
テリシスのスレッシュホールドはａ及びｂの値によって
決定される。図８を参照すれば、比較器のヒステリシス
が良く理解できよう。図８の第１の曲線は、電流比較器
の出力を電流比の関数として示しており、これに対して
第２の曲線は、電流比較器の出力をダイオード電流の値
の関数として示している。図８の第３の曲線はＲＳラッ
チの出力を電流比の関数として示している。
図５及び６の実施例はヒステリシス機能を導入し、ヒス
テリシスのスレッシュホールドはａ及びｂの値によって
決定される。図８を参照すれば、比較器のヒステリシス
が良く理解できよう。図８の第１の曲線は、電流比較器
の出力を電流比の関数として示しており、これに対して
第２の曲線は、電流比較器の出力をダイオード電流の値
の関数として示している。図８の第３の曲線はＲＳラッ
チの出力を電流比の関数として示している。
【００４０】ノイズ及び部品不整合の問題を回避するに
充分なヒステリシスであって、しかも、使用できる半導
体エリア及び電流消費に対して充分に小さいヒステリシ
スを確保するために、ｂ＝３及びａ＝１／３の値が首尾
良く実施された。これは、比ｂ（１−ａ）＝４．６を生
じる。この比は、図６から最も明らかなように、ミラー
の一方のブランチに３つの並列なトランジスタを構成し
そして他方のブランチに１つのみのトランジスタを構成
することによって実現できる。当業者に明らかなよう
に、全検出器３０８は、図５及び６に示す複数の回路を
備え、特に、ここに示す好ましい実施例では、実際に独
立して動作する４つのこのような回路を備えている。
充分なヒステリシスであって、しかも、使用できる半導
体エリア及び電流消費に対して充分に小さいヒステリシ
スを確保するために、ｂ＝３及びａ＝１／３の値が首尾
良く実施された。これは、比ｂ（１−ａ）＝４．６を生
じる。この比は、図６から最も明らかなように、ミラー
の一方のブランチに３つの並列なトランジスタを構成し
そして他方のブランチに１つのみのトランジスタを構成
することによって実現できる。当業者に明らかなよう
に、全検出器３０８は、図５及び６に示す複数の回路を
備え、特に、ここに示す好ましい実施例では、実際に独
立して動作する４つのこのような回路を備えている。
【００４１】次いで、図９を参照すれば、光検出器４０
０及び比較器４２０の出力の波形が良く理解できよう。
より詳細には、左又は右へのボールの移動に伴う波形の
形状が理解できよう。特に、４つの光検出器がいずれか
の分解能に対して動作できるとすれば、４つの光検出器
の出力は、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３及びＤ４として示されてお
り、左及び右への回転が図の上部に示されている。次い
で、関連比較器４２０の最終出力がＣ１及びＣ２で示さ
れている。
０及び比較器４２０の出力の波形が良く理解できよう。
より詳細には、左又は右へのボールの移動に伴う波形の
形状が理解できよう。特に、４つの光検出器がいずれか
の分解能に対して動作できるとすれば、４つの光検出器
の出力は、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３及びＤ４として示されてお
り、左及び右への回転が図の上部に示されている。次い
で、関連比較器４２０の最終出力がＣ１及びＣ２で示さ
れている。
【００４２】以上の説明から、本発明により、マスクの
必要性を排除すると同時に高い分解能を得られるという
点で、カーソルのポインティングデバイスに使用する簡
単なオプトメカニカルエンコーダが提供されたことが明
らかであろう。
必要性を排除すると同時に高い分解能を得られるという
点で、カーソルのポインティングデバイスに使用する簡
単なオプトメカニカルエンコーダが提供されたことが明
らかであろう。
【００４３】更に、本発明のエンコーダの差動感知は、
ＬＥＤと光検出器とのマッチングの必要性を実質上排除
し、従って、実質的に簡単に自動組み立てを行えるよう
にする。
ＬＥＤと光検出器とのマッチングの必要性を実質上排除
し、従って、実質的に簡単に自動組み立てを行えるよう
にする。
【００４４】更に、単一のセンサに光検出器のアレイを
使用して、所望の分解能に基づいて特定の検出器を監視
することにより、自動化へと通じる簡単な組み立てが与
えられる。
使用して、所望の分解能に基づいて特定の検出器を監視
することにより、自動化へと通じる簡単な組み立てが与
えられる。
【００４５】空間関係を良く理解するために、図１０を
参照すれば、その上の図は、２００ｄｐｉの実施例にお
けるディスクスロット７００とホトダイオード４００と
の間の空間関係を示しており、ｄspace 及びｄslotの値
は、各々、０．６２３ｍｍと０．２ｍｍ程度である。図
１０の下の図は、４００ｄｐｉの実施例におけるディス
クスロット７１０とホトダイオード４００との間の対応
する空間関係を示しており、距離ｄspace 及びｄ
slotは、１．０４４ｍｍと０．４７ｍｍである。
参照すれば、その上の図は、２００ｄｐｉの実施例にお
けるディスクスロット７００とホトダイオード４００と
の間の空間関係を示しており、ｄspace 及びｄslotの値
は、各々、０．６２３ｍｍと０．２ｍｍ程度である。図
１０の下の図は、４００ｄｐｉの実施例におけるディス
クスロット７１０とホトダイオード４００との間の対応
する空間関係を示しており、距離ｄspace 及びｄ
slotは、１．０４４ｍｍと０．４７ｍｍである。
【００４６】以上、本発明の好ましい実施例を詳細に説
明したが、本発明の範囲から逸脱せずに多数の変更や等
効物が当業者に明らかであろう。それ故、本発明は、上
記の説明に限定されるものではなく、特許請求の範囲の
みによっ限定されるものとする。
明したが、本発明の範囲から逸脱せずに多数の変更や等
効物が当業者に明らかであろう。それ故、本発明は、上
記の説明に限定されるものではなく、特許請求の範囲の
みによっ限定されるものとする。
【図１】本発明によるポインティングデバイス、特に、
マウスを示した分解斜視図である。
マウスを示した分解斜視図である。
【図２】本発明によるカーソル制御装置、特に、トラッ
クボールの斜視図である。
クボールの斜視図である。
【図３】図１及び２のカーソル制御即ちポインティング
デバイスに関連した電子回路の回路図である。
デバイスに関連した電子回路の回路図である。
【図４】本発明による光検出器、比較回路及びラッチの
ブロック図である。
ブロック図である。
【図５】本発明の電流比較器及びラッチ回路の一般的な
ブロック図である。
ブロック図である。
【図６】図５に示した回路を部品レベルで示す図であ
る。
る。
【図７】図５及び６の遅延電流ミラーの出力波形を示す
図である。
図である。
【図８】図５及び６の回路によって発生されるヒステリ
シスを示す図である。
シスを示す図である。
【図９】カーソル制御装置のボールの回転に応答して本
発明の光検出器によって発生された一連の波形を示す図
である。
発明の光検出器によって発生された一連の波形を示す図
である。
【図１０】異なった分解能で使用するためのモノリシッ
ク半導体上の光検出器のレイアウトを示す図である。
ク半導体上の光検出器のレイアウトを示す図である。
１０ 電子マウス ２０ 上部ハウジング ３０ プリント回路板 ４０ ボールかご ５０ 下部ハウジング ６０ ボール ７０ 腹部ドア ８０ シャフトエンコーダ ９０ エンコーダホイール ２００ トラックボール ２１０ 上部ハウジング ２２０ 下部ハウジング ２３０ ボール ３００ ＬＥＤ ３０６ プロセッサ ３０８ 光検出回路 ４００ 光検出器 ４２０ 電流比較器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エリック ヴィットー スイス ツェーハー2053 セルニエール ボワデュ パキエール 15
Claims (3)
- 【請求項１】 ビデオディスプレイスクリーン上のカー
ソルの位置を制御するためのカーソル制御装置であっ
て、少なくとも１つのシャフトエンコーダに係合する回
転可能なボールを使用して、ボールの回転運動を、カー
ソルの移動を表すデジタル信号に変換するためのカーソ
ル制御装置において、 ハウジングと、 スロットを有するエンコーダホイールが設けられた上記
少なくとも１つのシャフトエンコーダに係合するように
上記ボールを支持する手段と、 上記エンコーダホイールの片側にあってそのエンコーダ
ホイールの方向に光を放射する発光手段と、 上記エンコーダホイールの他側にある複数の光感知手段
であって、上記エンコーダホイールのスロットにより上
記発光手段からの光がこれら光感知手段の少なくとも１
つに当たることが許されるときを検出しそしてそれに応
答して少なくとも１つの出力信号を発生し、上記発光手
段とこれら光感知手段との間にマスクが介在しないよう
にした光感知手段と、 少なくとも幾つかの上記光感知手段の出力信号を比較し
そして少なくとも幾つかの上記光感知手段の相対的な大
きさを表す少なくとも１つの差動信号を発生するための
差動感知手段と、 上記少なくとも１つの差動信号に応答して、上記ボール
の運動を表すカーソル制御出力を発生するためのプロセ
ッサ手段とを具備することを特徴とするカーソル制御装
置。 - 【請求項２】 オプトメカニカルエンコーダに選択的な
分解能を与える方法において、 光源を用意し、 複数の光検出器を配列状態で用意し、所望の分解能に関
連した所定量だけこれら光検出器の各々を互いに離間
し、 所望の分解能に関連した所定量だけ離間された所定数の
スロットを有しているエンコーダホイールを用意し、 所望の分解能に基づいて上記光検出器の全部より少ない
所定の光検出器を選択的に監視するという段階を備えた
ことを特徴とする方法。 - 【請求項３】 差動感知回路にヒステリシスを与える方
法において、 第１及び第２の入力電流を監視し、 第１の入力電流に応答すると共に、第２の入力電流に対
して固定比率ｂの出力を有する第１の電流ミラーを用意
し、上記ｂの値は１より大きく、 第２の入力電流に応答すると共に、第１の入力電流に対
して固定比率ｂの出力を有する第２の電流ミラーを用意
し、 第１の入力電流に応答すると共に、第１の入力電流に対
して固定比率ａの出力を有する第１の遅延電流ミラーを
用意し、上記ａの値は１より小さく、 第１の入力電流に応答すると共に、第２の入力電流に対
して固定比率ａの出力を有する第２の遅延電流ミラーを
用意し、 第１の入力電流をｂＩy ＋ａＩx の加算値と比較しそし
てその結果を第１出力として確立し、 第２の入力電流をｂＩx ＋ａＩy の加算値と比較しそし
てその結果を第２出力として確立し、そして上記第１及
び第２出力を最終出力に対するラッチ入力として使用す
るという段階を備えたことを特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| US07/927334 | 1992-08-10 | ||
| US07/927,334 US5680157A (en) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | Pointing device with differential optomechanical sensing |
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Family
ID=25454590
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