JPH0743629B2 - 光学式マウス - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、CRT（陰極線管）面上に映し出されるカーソ
ルを動かす場合などに用いられる光学式マウスに関す
る。

（従来の技術） CRT画面上のカーソルをXY軸方向に自由に動かす装置と
して、マウスと称されるカーソル位置指示器がある。上
記マウスを、マウスパッドと呼ばれる平板上で縦横に移
動させることにより、マウスの動きに一致したXY軸方向
の動きをカーソルに与えることができる。

マウスとしては、例えば、特許出願公表昭58−500777号
に記載されているような光学式マウスがある。この光学
式マウスは、マウスパッド上に記された色を異にする縦
横の格子縞、例えば緑色のＸ軸方向のラインパターン
と、赤色のＹ軸方向のラインパターンからなる格子縞
を、発光素子と受光素子からなるライン検出手段で読み
取り、XY軸方向の移動をカーソルに指示するようになっ
ている。

この従来の光学式マウスによれば、Ｘ軸方向とＹ軸方向
とを区別するために２色の線を用い、これを識別して読
み取るのに色の異なる二つの光源又はフィルタを用意す
る必要がある。また、同一面上に異なる２色の線を形成
し、これらを識別して検出するために、光源、受光素子
を同期させて発光及び検出を交互に繰り返す時分割処理
を行う必要があり、装置が複雑で高価になるという問題
がある。

そこで、第５図に示されているような光学式マウスが提
案されている。第５図において、所定の厚さの透明基板
でなるパッド31の表裏にはＸ軸方向の平行細線からなる
ラインパターン32とＹ軸方向の平行細線からなるライン
パターン33が形成されている。これらのラインパターン
32、33は、それぞれ専用のライン読み取り装置によって
読み取られるようになっている。LED等でなる発光素子3
4と集光レンズ36と結像レンズ38と受光素子40でなる読
み取り装置はＸ軸線32の読み取り用であって、結像レン
ズ38はＸ軸線32の像が受光素子40の受光面上に結像され
るように焦点調節されている。また、LED等でなる発光
素子35と集光レンズ37と結像レンズ39と受光素子41でな
る読み取り装置はＹ軸線33の読み取り用であって、結像
レンズ39はＹ軸線33の像が受光素子41の受光面上に結像
されるように焦点調節されている。従って、レンズ38を
介してＸ軸線32を読み取るときはＹ軸線33はレンズ38の
焦点から外れ、Ｙ軸線33によってＸ軸線32の読み取りが
妨げられることはない。同様に、レンズ39を介してＹ軸
線33を読み取るときはＸ軸線32はレンズ39の焦点から外
れ、Ｘ軸線32によってＹ軸線33の読み取りが妨げられる
ことはない。

上述の光学式マウスによれば、Ｘ軸線とＹ軸線を区別す
るためにこれを色分けしたり、色の異なる二つの光源又
はフィルタを用意する必要はないし、検出信号を時分割
処理する必要もないから、装置が簡単になるという長所
がある。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、上記光学式マウスによれば、このマウスと組み
合わせて用いられるパッドの両面にＸ軸方向とＹ軸方向
を検出するためのラインを形成する必要がある。しか
も、パッドの材料は透明材料でなければならず、材料の
選択の範囲が限定されてしまう。

本発明は、かかる従来の問題点を解消すべくなされたも
ので、Ｘ軸方向とＹ軸方向を検出するためのラインは、
パッドの片面にのみ設ければよいようにしてラインの形
成を容易にすると共に、パッドの材料の選択の範囲が限
定されることのないようにした光学式マウスを提供する
ことを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、バッドの同一面に設けられた相対的に幅の狭
い第１ラインパターン及び相対的に幅の太い第２ライン
パターンと、上記第１ラインパターンのコントラストを
読み取ることが可能な第１の高分解能検出光学素子と、
上記第２ラインパターンのコントラストを読み取ること
は可能であるが、第１のラインパターンのコントラスト
を読み取ることは不可能な第２の低分解能検出光学素子
と、上記第１ラインパターン及び第２ラインパターンを
照明する照明手段とを備え、上記第１ラインパターン及
び第２ラインパターンの反射率をパッドの地肌の反射率
に対してそれぞれ相対的に異ならせたことを特徴とす
る。

（作用） 幅の狭い第１ラインパターンは第１の高分解能検出光学
素子によって読み取られる。第２の低分解能検出光学素
子は第１ラインパターンのコントラストを検出すること
はできず、幅の太い第２ラインパターンのみを検出す
る。よって、第１ラインパターンと第２ラインパターン
をXY方向に形成しておけば、第１及び第２の検出光学素
子の出力からXY方向の位置を検出することができる。

（実施例） 以下、本発明に係る光学式マウスの実施例を図面に基づ
いて説明する。

第１図は、本発明に係る光学式マウスに用いられるパッ
ドの例を示すもので、地肌10が白色のパッド１の片面上
には、互いに平行でかつ等ピッチの第１ラインパターン
２がＹ軸方向に形成され、また、この第１ラインパター
ン２の形成面と同一の面に、上記第１ラインパターン２
と直交方向に互いに平行でかつ等ピッチの第２ラインパ
ターン３がＸ軸方向に形成されている。第１ラインパタ
ーン２は第２ラインパターン３に対し相対的に幅が細
く、第２ラインパターン３は相対的に幅が太くなってい
る。また、第１ラインパターン２は黒色、第２ラインパ
ターン３はパッド１の地肌10の色と第１ラインパターン
２の色との中間色である灰色になっており、これによっ
て、第１ラインパターン２と第２ラインパターン３の反
射率をパッド１の地肌10の反射率に対してそれぞれ相対
的に異ならせてある。上記ラインパターン２、３は、印
刷や蒸着等の手段によって形成することができる。第１
ラインパターン２はＸ軸方向の位置を検出するためのも
のであり、第２ラインパターン３はＹ軸方向の位置を検
出するためのものである。

上記パッド１と組み合わせて用いられる光学式マウス本
体内には、第２図に示されているようなＸ軸方向の検出
用光学系とＹ軸方向の検出用光学系が設けられている。
Ｘ軸方向検出用光学系は、照明手段としてのLED6と、こ
のLED6からの照明光をパッド１の面に集光して照射する
集光レンズ８と、照明されたパッド１の面の像を結像さ
せる第１の高分解能検出光学素子としての結像レンズ４
と、このレンズ４の結像位置に置かれた受光素子11とを
有してなる。一方、Ｙ軸方向検出用光学系も、照明手段
としてのLED7と、このLED7からの照明光をパッド１の面
に集光して照明する集光レンズ９と、照明されたパッド
１の面の像を結像させる第２の低分解能検出光学素子と
しての結像レンズ５と、このレンズ５の結像位置に置か
れた受光素子12とを有してなる。このように、何れの結
像レンズ４、５も、第１ラインパターン２及び第２ライ
ンパターン３が形成された同一面上に焦点を合わせてあ
るが、結像レンズ４は高分解能レンズであるため幅の細
い第１ラインパターン２のコントラストを読み取ること
が可能であり、よって、Ｘ軸方向の位置を検出すること
ができ、一方、結像レンズ５は低分解能レンズであるた
めの幅の太い第２ラインパターン３のコントラストのみ
を読み取り可能で第１ラインパターン２の読み取りは不
可能であり、よって、Ｙ軸方向の位置を検出することが
できるようになっている。

なお、結像レンズの分解能は、レンズ自体の分解能の高
低と焦点深度とによって決まる。即ち、本来分解能の高
いレンズを焦点深度を深くして用いれば分解能は最良と
なる。分解能を低くするには、本来分解能の低いレンズ
を焦点深度を浅くして用いればよい。

第３図は、上記実施例の検出動作を示す。いま、マウス
を点Ａから点Ｂに向かって斜めに移動させたとする。こ
のとき第１の検出光学素子としての結像レンズ４を通じ
て検出される受光素子11の出力は、結像レンズ４の分解
能が高いため、第３図（ｘ）に示されるように、第１ラ
インパターン２を横切るときの最低レベルVbからパッド
の地肌部分に対応する最大レベルVwまでの範囲で変化
し、かつ、第２ラインパターン３に対応する中間レベル
Vgも得られる。そこで、この検出出力の上記レベルVbと
Vgの中間にスレッシュホールドレベルVt1を設定して波
形整形すれば、横切った第１ラインパターン２の数を計
数することができ、これによってＸ軸方向の移動量ない
しは位置を求めることができる。一方、第２の検出光学
素子としての結像レンズ５を通じて検出される受光素子
12の出力は、結像レンズ５の分解能が低いため、第３図
（ｙ）に示されているように、幅の太い第２ラインパタ
ーン３に対応する検出レベルVgからパッドの地肌部分に
対応する検出レベルVwまでの範囲で変化する。そこで、
これらの検出レベルVgとVwの中間にスレッシュホールド
レベルVt2を設定して波形整形すれば、横切った第２ラ
インパターン３の数を計数することができ、これによっ
てＹ軸方向の移動量ないしは位置を求めることができ
る。

第４図は、上記の如き検出動作を行うための信号処理回
路の例を示す。第４図において、受光素子11の出力は増
幅回路14で増幅されたあと、スレッシュホールド回路15
で所定のスレッシュホールドレベルに設定されて波形整
形回路16で波形整形され、カウンタ17でパルスがカウン
トされる。上記スレッシュホールドレベルは黒色と灰色
の差を検出しうるレベルに設定され、もってカウンタ17
のカウント数は第１ラインパターン２を横切った数とな
り、Ｘ軸方向の移動量を計数することができる。一方、
受光素子12の出力は増幅回路24で増幅されたあと、スレ
ッシュホールド回路25で所定のスレッシュホールドレベ
ルに設定されて波形整形回路26で波形整形され、カウン
タ27でパルスがカウントされる。上記スレッシュホール
ドレベルは灰色と白色の差を検出しうるレベルに設定さ
れ、もって、カウンタ27のカウント数は第２ラインパタ
ーン３を横切った数となり、Ｙ軸方向の移動量を計数す
ることができる。カウンタ17、27は、例えばCPU30内の
ものを用いることができる。

以上述べた実施例によれば、パッドの同一平面上に設け
たＸ軸方向とＹ軸方向のラインパターンによってＸ軸方
向の位置とＹ軸方向の位置とを求めることができるか
ら、ラインパターンの形成が容易であると共に、パッド
の材料は透明材料に限定されないから、パッドの材料を
自由に選択できるという効果を奏する。また、パッドと
組み合わせて用いられる検出光学系には、色の異なる光
源やフィルタ等を使用する必要がないから、光学系の構
成も簡単になるという効果を奏する。

なお、二つのラインパターンとパッドの地肌との関係は
前記実施例のものに限られるものではなく、例えば、黒
色でかつ幅の太いラインパターンをＹ軸方向に、灰色で
幅の太いラインパターンをＹ軸方向に、パッドの地肌で
なる白い細線をＸ軸方向に形成してもよい。各ラインの
反射率の差と検出回路のスレッシュホールドレベルの設
定によってＸ軸方向とＹ軸方向の位置を検出することが
できる。この場合、上記白い細線が第１ラインパターン
となり、黒色又は灰色のラインパターンが第２ラインパ
ターンとなる。

また、検出光学系中の照明手段は、一つの照明手段をＸ
軸方向検出用光学系とＹ軸方向検出用光学系に兼用させ
てもよい。

（発明の効果） 本発明によれば、パッド面に相対的に幅の異なる第１ラ
インパターンと第２ラインパターンを設けると共に、こ
れらのラインパターンの反射率をパッドの地肌の反射率
に対しそれぞれ相対的に異ならせ、一方、分解能が異な
る第１の検出光学素子と第２の検出光学素子とによって
第１ラインパターンと第２ラインパターンとを区別して
読み取るようにしたから、上記第１及び第２のラインパ
ターンはパッドの同一面に設ければよく、ラインパター
ン及びパッドの製作が容易になる。また、パッドは透明
材料に限られないから、パッド材料の選択範囲が限定さ
れないという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光学式マウスと組み合わせて用い
られるパッドの例を示す正面図、第２図は同上パッドと
組み合わせて用いられる本発明に係る光学式マウスの実
施例を示す側面図、第３図は上記実施例の動作を説明す
るためのパッド正面図及び検出波形図、第４図は本発明
に用いることができる回路の例を示すブロック図、第５
図は従来の光学式マウスの例を示す側面図である。 １……パッド、２……第１ラインパターン、３……第２
ラインパターン、４……第１の高分解能検出光学素子と
してのレンズ、５……第２の低分解能検出光学素子とし
てのレンズ、６、７……照明手段としてのLED。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】パッドの同一面に設けられた相対的に幅の
   狭い第１ラインパターン及び相対的に幅の太い第２ライ
   ンパターンと、上記第１ラインパターンのコントラスト
   を読み取ることが可能な第１の高分解能検出光学素子
   と、上記第２ラインパターンのコントラストを読み取る
   ことは可能であるが、第１のラインパターンのコントラ
   ストを読み取ることは不可能な第２の低分解能検出光学
   素子と、上記第１ラインパターン及び第２ラインパター
   ンを照明する照明手段とを備え、上記第１ラインパター
   ン及び第２ラインパターンの反射率をパッドの地肌の反
   射率に対してそれぞれ相対的に異ならせてなる光学式マ
   ウス。