JPH07175584A

JPH07175584A - ポインティング・デバイス

Info

Publication number: JPH07175584A
Application number: JP5320582A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Amano; 和彦天野
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1993-12-20
Filing date: 1993-12-20
Publication date: 1995-07-14

Abstract

(57)【要約】【目的】容易に小型化が可能であって、座標指定の際
に本体を移動させる必要のないポインティング・デバイ
スを提供すること。【構成】位置センサ１０は、弾性ゴム１とその底面に
設置される感圧素子とから構成される。これら感圧素子
は、それぞれ検出圧力に比例した電圧Ｖ₁〜Ｖ₄をそれぞ
れ出力する。弾性ゴム１の半球面上にて圧迫による振動
が発生すると、ＣＰＵ１２は、この圧迫地点を感圧素子
の設置平面上に投影した座標値を、感圧素子による電圧
Ｖ₁〜Ｖ₄の比から算出する。この座標値に基づいて座標
指定が行なわれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、パソコン等の補助入
力装置に用いて好適なポインティング・デバイスに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、パソコンやワークステーショ
ン等の主入力装置としてはキーボードが使用され、補助
入力装置としてポインティング・デバイスが使用されて
いる。ポインティング・デバイスは、主に、画面に表示
されるカーソル（ポインタ）の座標指定を行なうために
用いられ、大別すると、次の２種類に分類することがで
きる。絶対座標検出型（タッチスクリーンや、タブレット
など）これは、ディスプレイ上の表示に対応する領域を外部に
設け、該領域を指定することによって、画面上の座標を
入力する装置である。入力操作は、タッチスクリーンで
は、画面上に設けられる透明電極を触れることによっ
て、また、タブレットでは、板状の入力装置をペン状の
ものでタッチすることによって、それぞれ行なわれる。相対座標検出型（マウスや、トラック・ボールな
ど）これは、それ自体の平面移動に対応させた移動距離およ
び方向（すなわち、単位時間あたりの移動ベクトル）を
パルス情報としてパソコンに供給し、これに対応してデ
ィスプレイに表示されるカーソルを移動させて、座標を
指定する装置である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、の絶
対座標検出型のポインティング・デバイスでは、装置自
体が複雑な上、高価であり、構造上小型化に向いていな
いという欠点がある。例えば、タッチスクリーンは、表
示画面上に透明電極を張り付ける構成上、装置自体の小
型化はできない。タブレットも同様に、画面とタッチ領
域とを１対１対応させる必要があるため、小型化には向
いていない。

【０００４】また、の相対座標検出型のポインティン
グ・デバイスには、例えば、次のような欠点がある。マ
ウスには、本体を平面移動させるために、ある程度の広
さが必要であり、さらに、移動方向のｘ，ｙ軸の各成分
を検出するためにエンコーダを２つ必要とする。トラッ
ク・ボールでは本体が固定であり、ボールだけが回転す
る構造のため、移動させるための広さは必要としない
が、ボール回転方向のｘ，ｙ軸の各成分を検出するエン
コーダを２つ必要とする点では、マウスと同様である。

【０００５】このため、相対座標検出型のポインティン
グ・デバイスを小型化するには、ボールの回転検出機構
を精密に製作せねばならない、という問題がある。ま
た、可動部分を有するため信頼性に乏しく、埃やゴミを
まき取って故障が発生しやすくなる、という問題もあっ
た。最近では、移動方向のｘ，ｙ軸の各成分を光学式で
検出するものもあるが、専用のパッドが必要である、と
いう欠点がある。この発明は、上述した問題に鑑みてな
されたものでその目的とするところは、容易に小型化が
可能であって、座標指定の際に本体を移動させる必要の
ないポインティング・デバイスを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前述した問題を解決する
ために、請求項１に記載の発明にあっては、平面上の異
なる位置での圧力を互いに検出し、該位置での圧力に応
じた信号をそれぞれ出力する少なくとも３つ以上の圧力
検出手段と、凸形状であって、その底面が前記少なくと
も３つ以上の圧力検出手段の検出位置を覆うように、前
記平面に係着する弾性部材と、操作者による前記弾性部
材の露出面への圧迫により発生した振動地点を前記平面
上に投影した座標値を、前記少なくとも３つ以上の圧力
検出手段による各検出信号の比から算出する第１の演算
手段とを具備し、この座標値に基づいて座標指定を行な
うことを特徴としている。

【０００７】請求項２に記載の発明にあっては、請求項
１に記載の発明において、前記第１の演算手段による座
標算出を所定時間ごとに行なうことを特徴としている。

【０００８】前述した問題を解決するために請求項３に
記載の発明にあっては、平面上の異なる位置での圧力を
互いに検出し、該位置での圧力に応じた信号をそれぞれ
出力する少なくとも３つ以上の圧力検出手段と、凸形状
であって、その底面が前記少なくとも３つ以上の圧力検
出手段の検出位置を覆うように、前記平面に係着する弾
性部材と、操作者による前記弾性部材の露出面への圧迫
により発生した振動地点を前記平面上に投影した座標値
を、前記少なくとも３つ以上の圧力検出手段による各検
出信号の比から、所定時間毎に求めるとともに、所定時
間における該座標値の移動成分を算出する第２の演算手
段とを具備し、この移動成分に基づき座標指定を行なう
ことを特徴としている。

【０００９】請求項４に記載の発明にあっては、請求項
２または３に記載の発明において、前記座標値の移動速
度を算出し、この移動速度に対応して前記所定時間を制
御する時間間隔制御手段を備えることを特徴としてい
る。請求項５に記載の発明にあっては、請求項１または
３に記載の発明において、前記弾性部材と前記少なくと
も３つ以上の圧力検出手段とが、弾性を有する接着層に
よって接合されることを特徴としている。請求項６に記
載の発明にあっては、請求項１，３または５に記載の発
明において、前記少なくとも３つ以上の圧力検出手段は
４つであり、これらの検出位置が、それぞれ前記弾性部
材の底面中心にて互いに直交する軸上にあって、前記底
面中心から互いに等距離に位置することを特徴としてい
る。請求項７に記載の発明にあっては、請求項１，３，
５または６に記載の発明において、前記少なくとも３つ
以上の圧力検出手段は、互いに同一半導体基板に形成さ
れることを特徴としている。請求項８に記載の発明にあ
っては、請求項７に記載の発明において、前記弾性部材
の底面下であって、前記平面上の異なる位置に対してそ
れぞれ開口する中空室を備え、前記少なくとも３つ以上
の圧力検出手段の各々は、当該中空室内にそれぞれ収納
されて、当該中空室の内圧をそれぞれ検出することを特
徴としている。請求項９に記載の発明にあっては、請求
項８に記載の発明において、前記中空室の各々に、液状
物質を充填したことを特徴としている。請求項１０に記
載の発明にあっては、請求項７に記載の発明において、
前記弾性部材の底面下であって、前記平面上の異なる位
置に対してそれぞれ開口する中空室と、前記中空室での
各内圧を、前記少なくとも３つ以上の圧力検出手段の各
々に導く圧力伝達路とを備え、前記少なくとも３つ以上
の圧力検出手段の各々が、当該圧力伝達路の内圧をそれ
ぞれ検出することを特徴としている。請求項１１に記載
の発明にあっては、請求項１０に記載の発明において、
前記中空室および前記圧力伝達路の各々に、液状物質を
充填したことを特徴としている。請求項１２に記載の発
明にあっては、請求項１０または１１に記載の発明にお
いて、前記圧力伝達路は、剛体からなることを特徴とし
ている。

【００１０】請求項１３に記載の発明にあっては、請求
項１または３に記載の発明において、前記弾性部材より
も高い弾性率を有する高弾性部材を、前記弾性部材の露
出面に被覆したことを特徴としている。請求項１４に記
載の発明にあっては、請求項１または３に記載の発明に
おいて、前記被覆部材よりも高い弾性率を有する高弾性
部材の小片を、前記弾性部材の半露出面に離散的に配置
したことを特徴としている。請求項１５に記載の発明に
あっては、請求項１または３に記載の発明において、操
作者によって掴時される匡体を設け、この匡体に前記弾
性部材を露出させて設置したことを特徴としている。

【作用】

【００１１】請求項１に記載の発明によれば、操作者
が、弾性部材の露出面を圧迫すると、該圧迫地点を中心
とする振動が生じる。この振動は、弾性部材を弾性波と
して伝播し、その大きさが伝播距離の２乗に比例して減
衰して、各圧力検出手段によって検出される。そして、
圧迫地点を、弾性部材の底面に投影した座標値が、所定
の式に基づき、圧力検出手段の各検出信号の比により算
出され、この座標値に基づいて座標指定が行なわれる。

【００１２】請求項２に記載の発明によれば、所定時間
毎に行なわれるので、座標指定を連続的に行なうことが
できる。

【００１３】請求項３に記載の発明によれば、操作者
が、弾性部材の露出面を圧迫して、該圧迫地点を移動す
べき方向・量に対応して移動させる。これにより、該圧
迫地点を中心とする振動が生じ、この振動地点も移動す
る。この振動は、弾性部材を弾性波として伝播し、その
大きさが伝播距離の２乗に比例して減衰して、各圧力検
出手段によって検出される。圧迫地点を、弾性部材の底
面に投影した座標値が、所定の式に基づいて圧力検出手
段の各検出信号の比により所定時間毎に算出されて、こ
の所定時間における移動成分が求められる。座標指定
は、この移動成分に基づいて行なわれる。

【００１４】請求項４に記載の発明によれば、所定時間
が、座標値の移動速度に対応して変化するので、移動速
度が大きい場合においては、より細密に移動ベクトルを
算出することができる一方、移動速度が小さい場合にお
いては、座標値の算出回数を減らすことができる。請求
項５に記載の発明によれば、弾性部材の微小変位が、圧
力検出手段に直接加わるのを防止することができ、検出
精度をより高めることができる。請求項６に記載の発明
によれば、圧力の検出位置が底面中心に対して互いに対
称的に配置される。このため、露出面上の圧力振動発生
地点が移動する際においても、弾性部材の減衰性を各圧
力検出手段に対して等価とすることができる。また、圧
力振動地点の移動方向が弾性部材の頂点を通り、検出位
置の設置軸のどちらか一方に一致させれば、弾性波の伝
播距離を最小とすることができる。請求項７に記載の発
明によれば、半導体の製造技術を用いることが可能とな
るので、非常に小型・高精度で製造することが可能とな
る。請求項８に記載の発明によれば、請求項２記載の発
明と同様に、弾性部材の微小変位が、圧力検出手段に直
接加わるのを防止することができ、検出精度をより高め
ることができる。請求項９に記載の発明によれば、中空
室の各々における圧力変化を低い損失率で各圧力検出手
段で検出することができる。請求項１０〜１２に記載の
発明によれば、圧力を検出すべき位置にかかわらず圧力
検出手段を配置することができる。とくに、中空室およ
び圧力伝達路の各々に液状物質を充填すれば、それら内
部での圧力変化を低い損失率で各圧力検出手段で検出す
ることができる。また、圧力伝達路を平面中心に向ける
ように設ければ、圧力検出手段を集約することができ
る。請求項１３に記載の発明によれば、高弾性部材の被
覆によって、露出表面に沿って伝搬する表面弾性波が小
さくなり、その分検出方向に向かう弾性波が大きくなる
ので、各圧力検出手段から出力される信号のレベルを大
きくすることができる。請求項１４に記載の発明によれ
ば、弾性部材の露出面上での振動発生が離散的となる
が、高弾性部材の配置によって露出表面に沿って伝搬す
る表面弾性波を小さくすることができるので、その分検
出方向に向かう弾性波を大きくすることができるので、
各圧力検出手段から出力される信号のレベルを大きくす
ることができる。請求項１５に記載の発明によれば、操
作者は、匡体を保持し、弾性部材を圧迫することによ
り、容易に座標指定を行なうことが可能となる。

【００１５】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の各実施例に
ついて説明する。

【００１６】Ａ−１：第１実施例の構成まず、この発明による第１実施例の構成について説明す
る。図１は、この実施例のポインティング・デバイスＰ
Ｄの外観構成を示す斜視図である。この図に示すよう
に、ポインティング・デバイスＰＤの匡体Ｍの上面中央
には、略半球面形状の弾性ゴム１が突出して設けられて
おり、位置センサの一部をなしている。一方、匡体Ｍの
背側面からコードＣが引き出され、指定座標の情報を示
すパルスやクリック操作が行なわれた旨を示す信号（い
ずれも後述する）をパソコン（図示せず）に供給してい
る。

【００１７】Ａ−１−１：位置センサこの位置センサ１０は、操作者による弾性ゴム１への圧
迫により生じた圧力振動の発生座標を算出するものであ
る。

【００１８】図３（ａ）および（ｂ）は、それぞれこの
位置センサの構成を示す斜視図および斜視透視図であ
り、同図（ａ）は説明のため部分断面している。これら
の図に示すように、位置センサ１０は、感圧素子Ｓ₁〜
Ｓ₄と半球形状の弾性ゴム１とから構成される。なお、
ここでは、弾性ゴム１の形状を理想的な半球面として説
明する。感圧素子Ｓ₁〜Ｓ₄の各々は、弾性ゴム１の底面
（平面）Ｌに設置され、検出圧力に比例した電圧Ｖ₁〜
Ｖ₄を検出信号としてそれぞれ出力するものであり、そ
の構成の一例については後述する。これら感圧素子Ｓ₁
〜Ｓ₄による検出位置Ｑ₁〜Ｑ₄の座標（ｘ，ｙ）は、弾
性ゴム１の半径をｒ、底面Ｌの中心を原点（０，０）と
すると、それぞれ（ａ，０）、（０，ａ）、（−ａ，０）、（０，−ａ） ……（ｐ）である（ただし、ｒ＞ａ＞０）。すなわち、感圧素子Ｓ
₁〜Ｓ₄によって圧力を検出すべき座標は、底面Ｌのｘ，
ｙ軸上であって、原点から互いに等距離ａだけ離れてい
る。

【００１９】次に、感圧素子と弾性ゴム１との接合部に
ついて、感圧素子Ｓ₁ を例にとって説明する。図４は、
感圧素子Ｓ₁の構成を示す要部断面図である。弾性ゴム
１の底面Ｌには、半導体基板２が、弾性を有する接着層
３によって接着され、該半導体基板２には、検出位置Ｑ
₁での圧力を検出する感圧素子Ｓ₁が、検出位置において
開口する中空室４₁ とともに形成されている。この感圧
素子Ｓ₁は、ダイヤフラムとして用いる薄肉部（厚さ約
数十μｍ）５₁、およびこの薄肉部５₁の表面に形成され
たストレン・ゲージ６₁から構成される。感圧素子Ｓ₁
は、既知の半導体エッチング技術により形成され、特
に、ストレン・ゲージ６₁ は、不純物（例えばボロン）
の選択拡散技術を用いて形成されるピエゾ抵抗素子（ｐ
型抵抗層）から成る。このようなストレン・ゲージ６が
歪むと、該歪みに応じてその抵抗値が変化するようにな
っている。同様に、感圧素子Ｓ₂〜Ｓ₄が、半導体基板２
上に形成され、検出位置Ｑ₂〜Ｑ₄での圧力に比例してそ
の抵抗値がそれぞれ変化するようになっている。

【００２０】かかる構成による位置センサ１０では、弾
性ゴム１の半球面上にて圧力振動が生じると、該圧力振
動は弾性ゴム１内を弾性波として伝播し検出位置Ｑにて
微震動となり、中空室４₁〜４₄内の各圧力を変動させ
る。この際、ストレン・ゲージ６₁〜６₄の各々は、中空
室４₁〜４₄の各内圧と大気圧解放口７を介した外圧との
圧力差によってそれぞれ歪むので、その各抵抗値は該圧
力振動に応じて変化することになる。ストレン・ゲージ
６₁〜６₄の両端部には、外部回路に導くためのアルミ電
極（図示せず）が蒸着されており、既知の回路によって
それぞれ抵抗／電圧変換され、該電圧が、検出位置Ｑ₁
〜Ｑ₄での圧力に比例する検出電圧Ｖ₁ として出力され
るようになっている。

【００２１】ここで、必要ならば、中空室４₁〜４₄の各
々を単に空乏とはせずに、熱膨張率の低い液体（例え
ば、水、アルコールなど）、あるいは液状物質（例え
ば、ゼラチンなど）を充填した構成としても良い。これ
により、検出位置Ｑ₁〜Ｑ₄にてそれぞれ生じた微震動
を、低い損失率で、より正確に、それぞれ検出信号へと
変換することができる。

【００２２】Ａ−１−２：位置センサによる座標検出の
原理次に、かかる構成による位置センサ１０の座標検出の原
理について説明する。図５は、座標検出の原理を説明す
るための斜視図であり、この図では図３（ａ），（ｂ）
に示した位置センサ１０を説明のため簡略化してある。
操作者が、図６（ａ）に示すように、指４０により弾性
ゴム１の半球面上を圧迫したとする。この場合、弾性ゴ
ム１の半球面上の点Ｐ_n には、指４０に指尖動脈から発
生する圧力振動波、すなわち指尖脈波によって圧力振動
が発生する。ここで、点Ｐ_nは振動の重心（中心）とす
る。すなわち、点Ｐ_n は、弾性ゴム１の半球面上であっ
て、指４０による圧迫作用の中心とする。

【００２３】次に、この点Ｐ_n での振動が、時刻ｔ＝ｎ
において発生したとする。この振動は、弾性ゴム１を伝
播し、伝播距離の２乗に比例して減衰し、感圧素子Ｓ₁
〜Ｓ₄により電圧Ｖ₁〜Ｖ₄を有する検出信号としてそれ
ぞれ検出される。

【００２４】ところで、弾性ゴム１の球面を表す式は、
次のようになる。

【数１】（ただし、ｚ＞０）したがって、弾性ゴム１の球面上に
おける任意の点Ｐ_n の座標（ｘ，ｙ，ｚ）は、そのｘ，
ｙ座標の値をそれぞれｘ_n，ｙ_nとすると、式（１）から
次のようになる。

【数２】

【００２５】そして、点Ｐ_n と感圧素子Ｓ₁〜Ｓ₄の検出
位置Ｑ₁〜Ｑ₄との各距離は、式（２）および前述した各
検出位置の座標を示す（ｐ）からそれぞれ次式のように
なる。

【数３】

【００２６】次に、点Ｐ_nにて発生した振動は、弾性ゴ
ム１の伝播距離の２乗に比例して減衰するので、各素子
によって検出される電圧Ｖ₁〜Ｖ₄の値は、互いに、点Ｐ
_n と対応する素子の検出位置との距離の２乗に反比例す
ることになる。したがって、次の等式が成立する。

【数４】そして、式（４）から、点Ｐ_n のｘ、ｙ座標の値ｘ_n，
ｙ_nは、次のようになる。

【数５】このように、弾性ゴム１の半球面上の点Ｐ_nにて圧力振
動が発生すると、感圧素子Ｓ₁〜Ｓ₄の検出電圧Ｖ₁〜Ｖ₄
から、点Ｐ_nの座標値ｘ_n，ｙ_nを求めることができる。
これは、点Ｐ_nを、感圧素子Ｓ₁〜Ｓ₄の検出位置の平面
（ｘ−ｙ平面）、すなわち、弾性ゴム１の底面Ｌに垂直
投影した点Ｐ’_nの座標（図５参照）を求めていること
にほかならない。式（５）では、座標値ｘ_nを、ｘ軸上
に設置される感圧素子Ｓ₁，Ｓ₃の電圧Ｖ₁，Ｖ₃ から、
また、座標値ｙ_nを、ｙ軸上に設置される感圧素子Ｓ₂，
Ｓ₄の電圧Ｖ₂，Ｖ₄ から、それぞれ独立して求めること
ができるので、座標算出にあたって相互の影響を排除す
ることができる。

【００２７】これは、式（４）を詳細に検討すれば判る
ように、座標値ｘ_n，ｙ_nを求めるのに必要な電圧は、感
圧素子Ｓ₁〜Ｓ₄のうちの３つで済むのであるが、この場
合、一方の座標値の算出には、他方の座標値が影響を与
えてしまう。例えば、感圧素子Ｓ₁〜Ｓ₃のみによって座
標値ｘ_n，ｙ_nを算出するには、まず、座標値ｘ_nを電圧
Ｖ₁，Ｖ₃から算出し、次に、この座標値ｘ_nを式（４）
に代入すれば、座標値ｙ_nを、電圧Ｖ₂ から算出するこ
とができるが、該座標値ｙ_nは、電圧Ｖ₁〜Ｖ₃に依存し
てしまうことになるので、感圧素子に出力特性に差があ
る場合に、正確な座標算出ができなくなるからである。

【００２８】なお、この説明では、地点Ｐ’_n の座標値
ｘ_n，ｙ_nを求めるのに用いている式（１）〜（５）は、
弾性ゴム１が理想的な反球形状、すなわち、球体をその
中心を含む面によって切断したときに得られる形状を前
提としている。しかしながら、操作者の使用感などの触
感を考慮した場合、弾性ゴム１の形状は、かかる半球形
状よりも、図１４（ａ）に示すように、略凸形状である
ことが望ましい。また、工業的に考えてみても、位置セ
ンサ１０が、理想的な半球形状を満足して製造すること
は困難であり、むしろ、図１４（ａ）あるいは（ｂ）に
示すように、（これらの図においては極端な例を示す
が）、球体の中心からズレをもって製造されてしまうこ
とが多い。このような場合であっても、該ズレ量が測定
精度において許容範囲内であれば、式（５）を近似式と
して用いて、座標値ｘ_n，ｙ_nを求めることができる。

【００２９】そこで、この近似について説明する。い
ま、弾性ゴム１の形状が、理想的な球体の中心からΔｚ
だけズレて切断された疑似半球体とした場合について考
える。この場合、感圧素子Ｓ₁〜Ｓ₄による検出位置Ｑ₁
〜Ｑ₄の座標（ｘ，ｙ，ｚ）は、弾性ゴム１の半径を
ｒ、中心を原点（０，０，０）とすると、それぞれＱ₁（ａ，０，Δｚ）Ｑ₂（０，ａ，Δｚ）Ｑ₃（−ａ，０，Δｚ）Ｑ₄（０，−ａ，Δｚ）である。したがって、点Ｐ_n と検出位置Ｑ₁〜Ｑ₄との各
距離の２乗は、それぞれ式（３）と同様にして求めるこ
とができ、それぞれ次式のようになる。

【数６】ただし、これらの式において、

【数７】とおいている。この場合でも点Ｐ_nにて発生した振動
は、弾性ゴム１の伝播距離の２乗に比例して減衰するの
で、各センサによって検出される電圧Ｖ₁〜Ｖ₄の値は、
互いに点Ｐ_n と対応するセンサの検出位置との距離の２
乗に反比例することになる。すなわち、式（６）におけ
る各距離の２乗と、当該検出電圧Ｖ₁〜Ｖ₄との積におい
ては互いに等しいので、点Ｐ_n のｘ、ｙ座標の値ｘ_n，
ｙ_nは、次のようになる。

【数８】式（８）において、（Δｚ）² は、（Δｚ）をｚ軸方向
に対して充分に小さければ、無視することができる。ま
た、式（８）をみてもわかるように、（ｚ_n・Δｚ）に
ついては、原点からのセンサの距離ａを、半径ｒの範囲
内においてできるだけ大きくすることにより、無視する
ことができる。これにより式（８）は、実質的に式
（５）と等しくなる。

【００３０】またこの例では、地点Ｐ’_n の座標値
ｘ_n，ｙ_nを求めるのに、各検出信号の電圧Ｖ₁〜Ｖ₄を式
（５）に代入することにより求めたが、次の方法によっ
て求めても良い。すなわち、弾性ゴム１の露出面上で一
定の振動を実験的に発生させ、振動を加えた座標と電圧
Ｖ₁〜Ｖ₄の比との関係を予め測定し、この関係を示すテ
ーブルを作成しておく。実際に、地点Ｐ’_n の座標値ｘ
_n，ｙ_nを求めるには、電圧Ｖ₁〜Ｖ₄の比に対応する座標
をこのテーブルから読み出すことで可能である。このよ
うに、図３（ａ）における弾性ゴム１は、半球面形状に
する必要性はなく、操作者が操作しやすいような凸形状
であれば良い。

【００３１】Ａ−１−３：位置センサによる移動ベクト
ル成分算出の原理次に、時刻ｔ＝ｎ＋１（すなわち、サンプリングクロッ
クの１周期経過後）において、操作者が、図６（ｂ）に
示すように、指４０による弾性ゴム１の半球面を圧迫地
点を移動させて、圧力振動の発生源が点Ｐ_n+1 に移動し
たとする。この場合も同様に、該点Ｐ_n+1を、面Ｌに投
影した点Ｐ’_n+1の座標値ｘ_n+1，ｙ_n+1を求める。以
下、同様に、時刻ｔ＝ｎ＋２，ｎ＋３，……における点
Ｐ’_n+2，Ｐ’_n+3，……の座標値を求める。

【００３２】次に、求めた座標値から、サンプリングク
ロック１周期前に求めた座標値を減算することよって、
すなわち、ｘ_n+1−ｘ_n ｙ_n+1−ｙ_n をそれぞれ求めると、サンプリング１周期での、弾性ゴ
ム１の半球面への圧迫地点の移動ベクトルのうちの、
ｘ，ｙ軸方向の成分を求めることができる。さらに、こ
の成分の大きさ、すなわち移動距離を求めて、サンプリ
ングクロックの１周期で除算することによって、当該サ
ンプル時における移動ベクトルの速度を算出することが
できる。この速度Ｖを求める式は、サンプリングクロッ
クの周波数をＦｓとすると、次式のようになる。

【数９】

【００３３】Ａ−１−４：クリック操作また、この実施例では、検出電圧Ｖ₁〜Ｖ₄の相加平均が
所定のしきい値以上となった場合に、いわゆるクリック
操作が行なわれたと判断される。これは、弾性ゴム１の
半球面上を指で圧迫している状態で、さらに強く圧迫す
ることによって行なわれる。この際、式（５）を見ても
わかるように、座標の算出は電圧Ｖ₁ 〜Ｖ₄ の絶対値で
はなく、比によって行なわれるので、圧迫地点を変えな
い限り、座標指定には影響がない。

【００３４】Ａ−２−１：位置センサの他の例次に、位置センサの他の例について説明する。図７
（ａ）は、この例の構成を説明するための略平面図であ
り、図７（ｂ）は、同図（ａ）におけるｘ軸の方向の要
部断面図である。これらの図において、図３あるいは図
４と同じ部位には、同一符号を付与してあり、その説明
を省略する。これらの図に示すように位置センサ１０に
は、検出位置Ｑ₁ において開口する中空室４₁が設けら
れ、さらにこの中空室４₁の側壁に開口する中空管８₁
が平面Ｌの中心方向に延びて、半導体基板２に接続され
ている。同様に、検出位置Ｑ₂〜Ｑ₄において中空室４₂
〜４₄が、それぞれ設けられ、さらに中空管８₂〜８₄
が、平面Ｌの中心方向にそれぞれ延びている。半導体基
板２には、感圧素子Ｓ₁〜Ｓ₄が、各々設けられ、四方向
からそれぞれ延びている中空管８₁〜８₄に開端接続され
る。

【００３５】この場合好ましくは、中空室４₁〜４₄およ
び中空管８₁〜８₄は、半導体基板２とは別構成とし、例
えば硬質プラスチックや金属等の剛体９から形成した方
が良い。この方が、検出位置Ｑ₁〜Ｑ₄を考慮せずに、感
圧素子Ｓ₁〜Ｓ₄を半導体基板２に集約的に形成すること
ができるので、同一面積中での感圧素子の取り数を増加
させて、その分コストを低下させることができる、とい
う利点がある。また、この構成においても、中空室４₁
〜４₄および中空管８₁〜８₄に、熱膨張率の低い液体あ
るいは液状物質を充填した構成としても良い。

【００３６】なお、位置センサ１０としては、底面Ｌの
検出位置Ｑ₁〜Ｑ₄に既知の歪みゲージを直接張り付け、
該位置での振動を歪みとして検出する構成も可能ではあ
るが、この構成では弾性ゴム１を押圧した際の微小変形
による歪みが直接出力に現われるので、望ましくは、図
４に示したように接着層３および中空室４を介して弾性
波として検出する構成の方が良い。また、感圧素子の個
数は、上述した実施例では「４」であったが、前述した
ように「３」であっても良い。要は、感圧素子の各検出
位置と弾性ゴム１の半球面上の点との各距離が特定でき
るように、感圧素子の各検出位置が、半球面の底面であ
れば良い。

【００３７】上述した２つの例による位置センサ１０で
は、点Ｐ_n での振動による弾性波が、検出位置Ｑ₁〜Ｑ₄
方向のみならず、弾性ゴム１のあらゆる方向に向かって
ほぼ均等に伝搬する。このため、点Ｐ_n にて発生する振
動の大きさに対して検出位置Ｑ₁〜Ｑ₄で生じる圧力が小
さくなり、電圧Ｖ₁〜Ｖ₄の各値もこれに応じて小さくな
る傾向がある。したがって、これら実施例では、Ｓ／Ｎ
比が劣化しやすいという欠点を抱えている。そこで次
に、Ｓ／Ｎ比の改善を図った二例についてそれぞれ説明
する。

【００３８】Ａ−２−２：位置センサの他の例本願発明者は、弾性ゴム１よりも高い弾性率を有する部
材８１（例えば、硬質プラスチックや金属等）を、図８
に示すように、弾性ゴム１の半球面に被覆すると、感圧
素子Ｓ₁〜Ｓ₄による出力電圧Ｖ₁〜Ｖ₄が、部材８１の被
覆なしのときと比較して大となることを実験的に確認し
ている。これは、半球面の表面に沿って伝搬する表面弾
性波が、部材８１の存在によって伝搬しにくくなって、
弾性ゴム１の中心方向に向かうことになるので、その
分、各検出位置Ｑ₁〜Ｑ₄での圧力増加に寄与して、感圧
素子の出力電圧をより大きくしていると思われる。言い
換えれば、半球面から検出位置への弾性波の伝搬を示す
伝達関数が改善されるためと思われる。また、この実施
例においては、部材８１の被覆によって、弾性ゴム１が
操作者に直接接触することがなくなるので、皮脂による
弾性ゴム１の劣化が防止される、という利点もある。

【００３９】また、図９に示すように、部材８１の小片
８２を弾性ゴム１の半球面上に離散的に多数設ける構成
としても良い。小片８２が、半球面に対して埋め込まれ
るか、貼付されるかは、問わない（同図は、貼付した例
を示す）。このとき、前述した弾性波の伝達関数におい
ては、小片８２から検出位置へ向かうものの方が、弾性
ゴム１の露出表面から検出位置へ向かうものよりも改善
されるので、半球面上の振動点Ｐ_n が小片８２の設置場
所にと選択的に限定される（傾向がある）。このため点
Ｐ_n の座標値は、小片８２の設置場所を底面Ｌに投影し
た離散値になるという問題があるが、感圧素子Ｓ₁〜Ｓ₄
の出力電圧Ｖ₁〜Ｖ₄を大きくすることができるので、分
解能が比較的荒い時には有効である。また、この問題
は、小片８２を多数かつ効率良く設置することにより、
解決することができる。

【００４０】Ａ−３：第１の実施例の電気的構成次に、ポインティング・デバイスＰＤの電気的構成につ
いて図２を参照して説明する。この図において、１１は
Ａ／Ｄ変換器であり、感圧素子Ｓ₁〜Ｓ₄による検出電圧
Ｖ₁〜Ｖ₄の各々を、クロックＣＬＫによるタイミングに
て同時にサンプリングして、Ａ／Ｄ変換を行なう。詳細
には、このＡ／Ｄ変換器１１は、検出電圧Ｖ₁〜Ｖ₄の各
々をクロックＣＬＫのタイミングにてサンプル・ホール
ドし、これら電圧をマルチプレクサによってクロックＣ
ＬＫより充分速いタイミングにて順次切り換えて、Ａ／
Ｄ変換を行なう。これによりＡ／Ｄ変換すべき電圧の数
はＶ₁〜Ｖ₄の「４」であるが、Ａ／Ｄ変換器１１の個数
は「１」とすることができる。そして、変換された電圧
は、インターフェイス（図示せず）およびバスを介して
ＣＰＵ（Central Processing Unit）１２に供給され
る。１３はＲＯＭ（ramdom access Read Only Memory）
であり、ＣＰＵ１２によって演算を行なうためのプログ
ラム等が記憶されている。１４はＲＡＭ（Ramdom Acces
s read/write Memory ）であり、クロックＣＬＫのタイ
ミング毎に算出座標を記憶する。１５はタイマであり、
基本クロックφを生成してＣＰＵ１２に供給するととも
に、ＣＰＵ１２からの制御信号Ｓの下に、基本クロック
φの分周周期を変更したクロックＣＬＫを出力する。１
６はパルス発生器であり、ＣＰＵ１２により求めた移動
ベクトル成分に対応するカウントパルスを発生したり、
クリック操作が行なわれた旨の信号を生成して、外部の
パソコン（この図では図示せず）にコードＣ（図１参
照）を介して供給する。なお、このパルス発生器１６
は、後述する絶対座標検出型として用いる場合には、カ
ウントパルスを発生しないで、点Ｐ’_n の座標情報をパ
ソコンに供給する。

【００４１】ＣＰＵ１２は、前述の式（５）にしたがっ
てサンプリングした検出電圧から座標値ｘ_n，ｙ_nを求め
るとともに、必要に応じて該座標値の各々から前の座標
値ｘ_n-1，ｙ_n-1をそれぞれ減算し、クロックＣＬＫ１周
期あたりにおける移動ベクトルのｘ，ｙ軸方向の成分を
求める。また、ＣＰＵ１２は、求めた移動ベクトル、す
なわち移動速度が、所定値よりも大きい場合において
は、タイマ１５にクロックＣＬＫの周期を制御信号Ｓに
よって、例えば半分にするように命令する一方、移動速
度が、所定値よりも小さい場合においては、タイマ１５
にクロックＣＬＫの周期を制御信号Ｓによって、例えば
倍にするように命令する。なお、ＣＰＵ１２のその他動
作については後述する。

【００４２】Ｂ：第１の実施例の動作次に、上述した構成によるポインティング・デバイスＰ
Ｄの動作について説明する。

【００４３】この実施例によるポインティング・デバイ
スＰＤは、絶対座標検出型として用いられる場合と相対座標検出型として用いる場合との２通りの使用方法がある。そこで、各々の方法に分け
て説明する。なお、これら各方法は、図示せぬスイッチ
あるいは外部からのコマンドによって選択可能となって
いる。

【００４４】絶対座標検出型として用いる場合この場合、底面Ｌの座標系とパソコン側でのカーソル座
標系とは写像関係に、すなわち１対１対応の関係に、予
め設定されているものとする。まず操作者は、図６
（ａ）に示すように、弾性ゴム１の半球面上に指４０を
当てて圧迫する。この際に、所望とする指定座標が、圧
迫地点を底面Ｌに投影した座標となるように、弾性ゴム
を圧迫する。これによって、弾性ゴム１は圧迫地点を中
心として振動し、該振動による弾性波が発生する。該弾
性波は感圧素子Ｓ₁〜Ｓ₄によって電圧Ｖ₁〜Ｖ₄として検
出され、これら電圧がディジタル値へと変換される。そ
して、座標値ｘ_n，ｙ_nが、式（５）に基づき、変換され
た検出電圧からＣＰＵ１２によってそれぞれ算出され、
パソコン側に供給される。以降この動作がクロックＣＬ
Ｋの周期毎に行なわれ、座標指定が順次行なわれる。こ
のように、絶対座標検出型では、弾性ゴム１の球面上
において圧迫した地点を、検出位置Ｑ₁〜Ｑ₄の設置平面
（すなわち底面Ｌ）に垂直投影した座標値が、クロック
ＣＬＫのタイミング毎に求められて、カーソル座標とし
て指定するためにパソコン側に供給される。なお、この
絶対座標検出型では、操作者が弾性ゴム１を圧迫しない
場合、弾性波は発生しないので、感圧素子の検出電圧Ｖ
₁〜Ｖ₄は互いに等しくなる。このとき、式（５）を見て
も判るように、座標値は（０，０）となって、カーソル
が原点に復帰するようになっている。

【００４５】相対座標検出型として用いる場合パソコン側でのカーソル座標３０が、図１０に示すよう
に、初期状態（すなわち、時刻ｔ＝ｎ）において、画面
中央に設定されているものとし、この設定状態におい
て、所望のカーソル座標３１の位置が例えば画面右上端
であるとする。ここで、ｕは、パソコン側のカーソル座
標から操作者が所望するカーソル座標へのベクトルを示
す。なお、一般的に、パソコン画面のｙ軸においては、
下方向が（＋）であるが、この実施例では、位置センサ
１０に底面Ｌの座標系と一致させるため、上方向を
（＋）としている。

【００４６】この場合に操作者は、カーソル座標を所望
する位置へ移動させるため、図６（ｂ）に示すような操
作を行なう。すなわち操作者は、弾性ゴム１における任
意の地点を指４０で圧迫し（−１）、次に、ベクトル
ｕの方向に一致するように、圧迫地点を移動させる（
−２）。そして、操作者は、パソコンの画面を見なが
ら、カーソル座標３０が所望の座標となるように、上記
−１、−２の操作を繰り返し行なう。この操作は、
弾性ゴム１をベクトルｕの方向に回転させるような動作
となる。なお、弾性ゴム１は、実際には回転しないの
は、言うまでもない。

【００４７】次に、このような操作に対する実施例側の
動作について説明する。 −１時刻ｔ＝ｎにおいて、操作者が指４０により弾性ゴム１
を圧迫すると、絶対座標検出型と同様に、圧迫地点を
中心とする振動が発生し、該振動による弾性波が感圧素
子Ｓ₁〜Ｓ₄によって検出されて、圧迫地点を底面Ｌに投
影した座標値ｘ_n，ｙ_nがＣＰＵ１２によって算出され
る。該座標値はＲＡＭ１４に一旦、記憶される。 −２次に、クロックＣＬＫの１周期経過後、すなわち、時刻
ｔ＝ｎ＋１において、座標値ｘ_n+1，ｙ_n+1が、同様にそ
れぞれ算出されて両者がＲＡＭ１４に格納されるととも
に、クロックＣＬＫの１周期前に算出した座標値、すな
わち座標値ｘ_n，ｙ_n がＲＡＭ１４から読み出されて、
次の差が求められる。すなわち、ＣＰＵ１２によって、ｘ_n+1−ｘ_n、ｙ_n+1−ｙ_n がそれぞれ算出され、クロックＣＬＫの１周期あたりに
おけるｘ，ｙ軸方向の移動ベクトル成分が求められ、パ
ルス発生器１６に供給される。

【００４８】そして、パルス発生器１６では、カウント
パルスと移動方向を示す符号とが、求めたベクトル成分
に対応するように生成され、パソコン側に供給される。
詳細には、ベクトル成分の大きさ（絶対値）がカウント
パルスのパルス数として、ベクトルの移動方向が符号と
して、それぞれｘ，ｙ軸に対応して供給される。これに
より、時刻ｔ＝ｎにおけるカーソル３０の座標位置に対
し、求めたベクトル成分に対応する分だけ、カーソル３
０が移動する。

【００４９】次に、時刻ｔ＝ｎ＋２においては、ｘ_n+2−ｘ_n+1 ｙ_n+2−ｙ_ｎ＋１のベクトル成分がそれぞれ算出される。そして求めたベ
クトル成分に対応するように、カウントパルスと移動方
向を示す符号とがパソコン側に供給されて、時刻ｔ＝ｎ
＋１でのカーソル３０の座標位置に対し、求めたベクト
ル成分に対応する分だけ、カーソル３０が移動する。以
降同様に、時刻ｔ＝ｎ＋ｉ（ｉ＝１，２，３，…）にお
いて、ｘ_n+i−ｘ_n+i-1 ｙ_n+i−ｙ_n+i-1 がそれぞれ算出され、次に、求めたベクトル成分に対応
するように、カウントパルスと移動方向を示す符号とが
パソコン側に供給されて、カーソル座標３０は、所望の
座標に達することになる。このように、操作者が、パソ
コン側のカーソル座標から所望の座標へのベクトルｕの
方向に対応させて圧迫地点を移動させ、その移動距離が
ベクトルｕの大きさに対応するように、圧迫地点の移動
を繰り返し行なうことによって、パソコン側のカーソル
座標３０が所望の座標に達するようになっている。

【００５０】また、ＣＰＵ１２は、式（９）により求め
た移動ベクトルの速度Ｖにしたがって制御信号Ｓを出力
し、タイマ１５におけるクロックＣＬＫの分周周期を制
御する。すなわち、ＣＰＵ１２は、速度Ｖが、（０≦）Ｖ＜Ｖ_MIN ……（α）Ｖ_MIN≦Ｖ＜Ｖ_MAX ……（β）Ｖ_MAX≦Ｖ ……（γ）のうちのどの領域に属するかを判別する。ここで、Ｖ
_MIN，Ｖ_MAXは、予め設定される閾値である。そして、速
度Ｖが領域（α）に属するならば現在のクロックＣＬＫ
周期を例えば２倍にする旨の、また、速度Ｖが領域
（β）に属するならば現在のクロックＣＬＫ周期を維持
する旨の、速度Ｖが領域（γ）に属するならば現在のク
ロックＣＬＫ周期を例えば１／２倍にする旨の、制御信
号Ｓをタイマ１５にそれぞれの場合に応じて供給する。
これによって、この実施例では、圧迫地点の移動に対し
て適切なサンプリングが行なわれるようになっている。

【００５１】なお、この相対座標検出型では、操作者が
弾性ゴム１を圧迫しない場合、移動ベクトルは零となる
ので、カーソルは前の位置に保たれることになる。ま
た、この際に、その速度Ｖも零となるので、クロックＣ
ＬＫの周期は次第に長くなる。

【００５２】Ｃ：他の実施例上述した第１の実施例では、いわゆるデスクトップ・パ
ソコンを考慮して、ポインティング・デバイスＰＤをス
タンド・アロンとしたが、本願発明はこれにとらわれな
い。そこで、ポインティング・デバイスＰＤとパソコン
本体とを組み合わせた実施例について説明する。

【００５３】図１１は、本願発明による第２の実施例の
外観構成を示す斜視図であり、本願発明によるポインテ
ィング・デバイスＰＤを、表示部１７を備えるいわゆる
ラップ・トップ型パソコン５０に組み込んだものであ
る。この実施例では、この図に示すように弾性ゴム１
が、キーボード５１の手前に突出して設けられている。
図１２は、この実施例の電気的構成を示すブロック図で
ある。この図と、第１の実施例の構成を示す図２との相
違点は、移動ベクトルの成分を供給する必要がないた
め、パルス発生器１６を廃した一方、パソコン５０の表
示を行なうための表示部１７、および入力情報をＣＰＵ
１２に供給するためのキーボード５１が配置した点であ
る。また、この図におけるＣＰＵ１２、ＲＯＭ１３およ
びＲＡＭ１４は、パソコン５０と共用になる。すなわち
これらは、従来のパソコン処理を行なうとともに、第１
の実施例における座標算出あるいは移動ベクトルの成分
算出を行なって、これに基づいて直接、カーソル座標３
０が指定されるようになっている。

【００５４】次に、第３の実施例について説明する。図
１３は、この実施例の外観構成を示す斜視図であり、ポ
インティング・デバイスＰＤを、表示部１７を備えた小
型携帯電子文具、すなわちいわゆる電子手帳６０に組み
込んだものである。この図に示すように、弾性ゴム１が
キースイッチ群６１の上部近傍に設けられている。ま
た、この実施例の電気的構成は、図１２と同一となる。

【００５５】これら第２および第３の実施例によれば、
ポインティング・デバイスＰＤを可動構造を有すること
なく構成できるので、パソコン本体や電子手帳本体の小
型化を妨げることがない、という利点がある。

【００５６】上述した各実施例では、次のような方法に
よって感圧素子Ｓ₁〜Ｓ₄の出力特性差をキャンセルする
ことができる。この方法では、前述した３つの感圧素子
によって点Ｐ’_n の座標値を求める技術を用いる。ま
ず、４つの中から３つの感圧素子を選択して、これら感
圧素子のみによって座標値ｘ_n，ｙ_nを算出する。次に別
の感圧素子の組み合わせを選択して、同様に、座標値ｘ
_n，ｙ_nを算出する。異なる４つの中から３つを選択する
組み合わせは、４通り（＝₄Ｃ₃）存在するので、他の２
つの組み合わせによっても、同様に、座標値ｘ_n，ｙ_nを
算出する。これら４つの組み合わせによりそれぞれ独立
に算出した座標値ｘ_n，ｙ_nは、感圧素子Ｓ₁〜Ｓ₄の出力
特性がすべて同一であるならば、互いに一致するはずで
ある。仮に、一致しなければ、出力特性が相違している
とみなすことができ、算出した座標から逆に検出電圧を
補正して、該算出座標が一致するようすれば、感圧素子
の個体差に伴う出力特性の相違を互いにキャンセルこと
ができ、より正確な座標値を得ることができる。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したこの発明によれば、次のよ
うな効果がある。圧迫地点を圧力検出手段の設置平面上
に投影した座標を、直接的に指定することができるとと
もに、可動機構を一切有しない構造となるので、信頼性
が高くすることができ、また、座標指定おいては弾性部
材の露出面を圧迫するだけであるので、広い空間を必要
としない、という効果がある（請求項１）。座標指定を
連続的に行なうことができる（請求項２）

【００５８】圧迫地点の移動を圧力検出手段の設置平面
上に投影した移動に基づいて、座標を相対的に指定する
ことができるとともに、可動部分を一切有しない構造と
なるので、信頼性が高くすることができ、また、座標指
定おいては弾性部材の露出面を圧迫するだけであるの
で、広い空間を必要としない、という効果がある（請求
項３）。

【００５９】所定時間が、座標値の移動速度に変化する
ので、座標値の移動速度が大きい場合においては、より
細密に移動ベクトルを求めることができる一方、平面移
動距離が小さい場合においては、座標値の算出回数を減
らすことができる。したがって、該移動速度に対し、効
率よく座標指定を行なうことができる（請求項４）。

【００６０】弾性部材の微小変位が、圧力検出手段に直
接加わるのを防止することができ、検出精度をより高め
ることができる（請求項５）。圧力の検出位置が弾性部
材の底面中心に対して互いに対称的に配置される。この
ため、露出面上の圧力振動発生地点が移動する際におい
ても、弾性部材の減衰性を各圧力検出手段に対して等価
とすることができる。また、圧力振動地点の移動方向が
弾性部材の頂点を通り、検出位置の設置軸のどちらか一
方に一致させれば、弾性波の伝播距離を最小とすること
ができるので、より精度良く圧力を検出することが可能
となる（請求項６）。半導体の製造技術を用いることが
可能となるので、非常に小型・高精度で製造することが
可能となる（請求項７）。弾性部材の微小変位が、圧力
検出手段に直接加わるのを防止することができ、検出精
度をより高めることができる（請求項８〜９）。圧力を
検出すべき位置にかかわらず圧力検出手段を配置するこ
とができる。とくに圧力伝達路を平面中心に向けるよう
に設ければ、圧力検出手段を集約することができるの
で、半導体基板の単位面積当たりに、多数の圧力検出手
段を形成することができ、コスト低下に寄与することが
できる（請求項１０〜１２）。高弾性部材の被覆によっ
て、露出表面に沿って伝搬する表面弾性波が小さくな
り、その分検出方向に向かう弾性波が大きくなるので、
各圧力検出手段から出力される信号のレベルを大きくす
ることができる（請求項１３）。弾性部材の露出面での
振動発生が離散的となるが、高弾性部材の配置によって
露出表面に沿って伝搬する表面弾性波を小さくすること
ができるので、その分検出方向に向かう弾性波を大きく
することができるので、各圧力検出手段から出力される
信号のレベルを大きくすることができる（請求項１
４）。操作者は、匡体を掴持し、被覆部材を指等によっ
て圧迫することができるようになるので、より座標指定
を行なうことが容易となる（請求項１５）。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例によるポインティング
・デバイスＰＤの外観構成を示す斜視図である。

【図２】同実施例の電気的構成を示すブロック図であ
る。

【図３】（ａ）は、同実施例における位置センサの構成
を示す部分断面した斜視図であり、（ｂ）は、同位置セ
ンサの構成を示す透視斜視図である。

【図４】同位置センサ１０における弾性ゴム１と半導体
基板２との接合部を拡大した要部断面図である。

【図５】同位置センサ１０による座標検出の原理を説明
するための簡略斜視図である。

【図６】（ａ）、（ｂ）ともに、同実施例の操作状態を
示す側面図である。

【図７】（ａ）は、位置センサ１０の他の例を示す平面
図であり、（ｂ）はこの例における弾性ゴム１と半導体
基板２との接合部の構成を示す要部拡大断面図である。

【図８】位置センサ１０の他の例の構成を示す部分断面
した斜視図である。

【図９】位置センサ１０の、さらに他の例の構成を示す
部分断面した斜視図である。

【図１０】パソコン側のカーソル座標を示す平面図であ
る。

【図１１】この発明による第２の実施例のポインティン
グ・デバイスの外観構成を示す斜視図である。

【図１２】同実施例の電気的構成を示すブロック図であ
る。

【図１３】この発明による第３の実施例のポインティン
グ・デバイスの外観構成を示す斜視図である。

【図１４】（ａ）、（ｂ）ともに、位置センサ１０の変
形構成を示す斜視図である。

【符号の説明】

Ｓ₁〜Ｓ₄……感圧素子（圧力検出手段）１ ……弾性ゴム（弾性部材）２ ……半導体基板３ ……接着層４ ……中空室８ ……中空管（圧力伝達路）１０ ……位置センサ１２ ……ＣＰＵ（第１，第２の演算手段、時間間隔
制御手段）Ｍ ……匡体（本体）８１ ……部材（高弾性部材）８２ ……小片（高弾性部材の小片）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平面上の異なる位置での圧力を互いに検
出し、該位置での圧力に応じた信号をそれぞれ出力する
少なくとも３つ以上の圧力検出手段と、凸形状であって、その底面が前記少なくとも３つ以上の
圧力検出手段の検出位置を覆うように、前記平面に係着
する弾性部材と、前記弾性部材の露出面への圧迫により発生した振動地点
を前記平面上に投影した座標を、前記少なくとも３つ以
上の圧力検出手段による各検出信号の比から算出する第
１の演算手段とを具備し、この座標値に基づいて座標指
定を行なうことを特徴とするポインティング・デバイ
ス。
【請求項２】前記第１の演算手段による座標算出を所
定時間ごとに行なうことを特徴とする請求項１記載のポ
インティング・デバイス。
【請求項３】平面上の異なる位置での圧力を互いに検
出し、該位置での圧力に応じた信号をそれぞれ出力する
少なくとも３つ以上の圧力検出手段と、凸形状であって、その底面が前記少なくとも３つ以上の
圧力検出手段の検出位置を覆うように、前記平面に係着
する弾性部材と、前記弾性部材の露出面への圧迫により発生した振動地点
を前記平面上に投影した座標を、前記少なくとも３つ以
上の圧力検出手段による各検出信号の比から、所定時間
毎に求めるとともに、所定時間における該座標値の移動
成分を算出する第２の演算手段とを具備し、この移動成
分に基づき座標指定を行なうことを特徴とするポインテ
ィング・デバイス。
【請求項４】前記座標値の移動速度を算出し、この移
動速度に対応して前記所定時間を制御する時間間隔制御
手段を備えることを特徴とする請求項２または３記載の
ポインティング・デバイス。
【請求項５】前記弾性部材と前記少なくとも３つ以上
の圧力検出手段とが、弾性を有する接着層によって接合
されることを特徴とする請求項１または３記載のポイン
ティング・デバイス。
【請求項６】前記少なくとも３つ以上の圧力検出手段
は４つであり、これらの検出位置が、それぞれ前記弾性
部材の底面中心にて互いに直交する軸上にあって、前記
底面中心から互いに等距離に位置することを特徴とする
請求項１，３または５記載のポインティング・デバイ
ス。
【請求項７】前記少なくとも３つ以上の圧力検出手段
は、互いに同一半導体基板に形成されることを特徴とす
る請求項１，３，５または６記載のポインティング・デ
バイス。
【請求項８】前記弾性部材の底面下であって、前記平
面上の異なる位置に対してそれぞれ開口する中空室を備
え、前記少なくとも３つ以上の圧力検出手段の各々は、
当該中空室内にそれぞれ収納されて、当該中空室の内圧
をそれぞれ検出することを特徴とする請求項７記載のポ
インティング・デバイス。
【請求項９】前記中空室の各々に、液状物質を充填し
たことを特徴とする請求項８記載のポインティング・デ
バイス。
【請求項１０】前記弾性部材の底面下であって、前記
平面上の異なる位置に対してそれぞれ開口する中空室
と、前記中空室での各内圧を、前記少なくとも３つ以上の圧
力検出手段の各々に導く圧力伝達路とを備え、前記少な
くとも３つ以上の圧力検出手段の各々が、当該圧力伝達
路の内圧をそれぞれ検出することを特徴とする請求項７
記載のポインティング・デバイス。
【請求項１１】前記中空室および前記圧力伝達路の各
々に、液状物質を充填したことを特徴とする請求項１０
記載のポインティング・デバイス。
【請求項１２】前記圧力伝達路は、剛体からなること
を特徴とする請求項１０または１１記載のポインティン
グ・デバイス。
【請求項１３】前記弾性部材よりも高い弾性率を有す
る高弾性部材を、前記弾性部材の露出面に被覆したこと
を特徴とする請求項１または３記載のポインティング・
デバイス。
【請求項１４】前記被覆部材よりも高い弾性率を有す
る高弾性部材の小片を、前記弾性部材の露出面に離散的
に配置したことを特徴とする請求項１または３記載のポ
インティング・デバイス。
【請求項１５】操作者によって掴時される匡体を設
け、この匡体に前記弾性部材を露出させて設置したこと
を特徴とする請求項１または３記載のポインティング・
デバイス。