JPH10124254A

JPH10124254A - 光学式マウスシステム

Info

Publication number: JPH10124254A
Application number: JP8298215A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Komatsu; 保雄小松; Takaaki Kato; 高明加藤
Original assignee: Nisshin Koki Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Texeng Co Ltd
Priority date: 1996-10-21
Filing date: 1996-10-21
Publication date: 1998-05-15

Abstract

(57)【要約】【課題】光学式マウスにおいて、ワイヤレス化を可能
とした、従来よりも使用感の高い新規の光学式マウスシ
ステムを構成する。【解決手段】光学式マウス１０の発光素子１３ｘ，１
３ｙからは、受光素子１６ｘ，１６ｙにて検出した座標
情報及びクリックボタンの操作情報に基づいて形成され
た変調信号による光情報出力が放出される。この光情報
出力は、マウスパッド２０における透明基板２２の内部
にて、Ｘ方向ラインパターン２３及びＹ方向ラインパタ
ーン２４によって反射されながら伝播し、透明基板２２
の端面２２ａから取出されて受光素子２６にて検出され
る。その検出信号は、復調されてシリアル信号として再
生され、コンピュータ等に送出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光学式マウスシステ
ムに係り、特に、光学式マウスにて検出した座標情報を
マウスパッドを経由して送出するように構成されたワイ
ヤレスマウスの構成として好適な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光学式マウスシステムとしては、
光学式マウスにＸ方向、Ｙ方向の座標情報をそれぞれ検
出するためのＸ方向光学検出系、Ｙ方向光学検出系を設
けるとともに、Ｘ方向に対して垂直に伸びるストライプ
状のＸ方向ラインパターンと、Ｙ方向に対して垂直に伸
びるストライプ状のＹ方向ラインパターンとが形成され
たマウスパッドを形成し、光学式マウスをこのマウスパ
ッド上にて摺動動作させることによって光学式マウスが
横切ったラインパターンの数から座標出力を得るように
構成されている。

【０００３】マウスパッドに形成されるＸ方向ラインパ
ターンとＹ方向ラインパターンとを識別する方法は種々
あるが、本出願人による先行出願に基づく特公平１−３
９１２８号公報に開示されているように、両ラインパタ
ーンを互いに所定距離隔てた平面内に形成し、それぞれ
Ｘ方向光学検出系をＸ方向ラインパターンの位置に焦点
が合うように構成し、Ｙ方向光学検出系をＹ方向ライン
パターンの位置に焦点が合うように構成する方法があ
る。この方法によれば、両ラインパターンの色や反射率
を大きく変えなくても別々に検出することができ、ま
た、透光性基板の表裏に両ラインパターンを形成するこ
とによってマウスパッドを容易に製造できるという利点
がある。

【０００４】一方、コンピュータの入力装置として広く
使用されているマウスには、マウスから配線コードを引
き出してコンピュータ本体に接続する必要をなくすため
に、マウスにおいて検出した座標情報を無線方式によっ
て伝送するようにしたワイヤレスマウスが提案されてい
る。特開平４−２０５１２９号公報に開示されているも
のは、機械式マウスから出力される光出力をマウスパッ
ドの内部を通して受光素子まで導く方法を採用してい
る。また、特開平６−５９８１０号公報に開示されてい
るものは、機械式マウスに発電機を内蔵して電力を確保
した無線式のワイヤレスマウスである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のワイヤレス
マウスにおいては、機械式マウスをベースとして形成さ
れているため、新たに光源や無線回路等を設ける必要が
あり、精度の必要な機械的構造と、信号伝送のための新
たな電子部品との双方を一体に組み込まなければなら
ず、小型化が困難であり、製造コストが高くなるという
問題点がある。また、特開平４−２０５１２９号公報に
開示されているものにおいては、専用のマウスパッドを
形成する必要があるためになおさら製造コストの上昇が
避けられないという問題点がある。

【０００６】一方、光学式マウスにおいては、機械式マ
ウスに較べて非接触で座標検出を行うことができるた
め、本来的に機械式マウスに較べて高価であるものの、
機械的稼動部が不要で、マウスの滑り等が構造上発生せ
ず、計測精度を高めることができるとともに、経時変化
の少ない耐久性の高い座標入力システムを構成できると
いう利点がある。しかしながら、光学式マウスをワイヤ
レス化したものは従来なく、マウスから出る配線コード
の存在によって光学式マウスならではの非接触検出によ
る使用感の高さを充分に発揮できないという問題点があ
る。

【０００７】そこで本発明は上記問題点を解決するもの
であり、光学式マウスにおいてワイヤレス化を可能とし
た、従来よりも使用感の高い新規の光学式マウスシステ
ムを構成することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明が講じた手段は、第１方向を検出するために第
１面上に設けられた光学的に検知可能な第１反射パター
ン及び前記第１方向とは異なる第２方向を検知するため
に前記第１平面に対して距離を隔てた第２面上に設けら
れた光学的に検知可能な第２反射パターンを備えたマウ
スパッドと、前記第１反射パターンを検知するための第
１光学検出系、前記第２反射パターンを検知するための
第２光学検出系、並びに前記第１反射パターン及び前記
第２反射パターンを照明する照明手段を備えた光学式マ
ウスとを有する光学式マウスシステムにおいて、前記光
学式マウスには、前記第１光学検出系及び前記第２光学
検出系によって検出された座標検出信号に基づいて変調
し、又は前記光学式マウスに設けられたスイッチの操作
状態に基づいて変調した光情報出力を前記マウスパッド
に向けて照射する光情報出力手段を設け、前記マウスパ
ッドには、前記第１反射パターンと前記第２反射パター
ンとの間を光伝送路として伝送された前記光情報出力を
検出して前記検出信号に応じた情報を受け取るための光
情報検出手段を設けたことを特徴とする。

【０００９】この手段によれば、光学式マウスの光情報
出力手段から出力される光情報出力の少なくとも一部
は、マウスパッドにおける第１反射パターンと第２反射
パターンとの間を光伝送路として伝送され、光情報検出
手段にて検出されるので、既存の光学式マウスシステム
の構成、特にマウスパッドの構造をそのまま利用して、
ワイヤレス化されたマウスシステムを構築することがで
きる。

【００１０】ここで、前記光情報出力手段は前記照明手
段を兼ねた発光素子により構成されていることが好まし
い。この手段によれば、ラインパターンを検出するため
の照明手段と光情報出力手段とを同一の発光素子で構成
することにより、ワイヤレス化のために必要な新たな部
品の点数を削減できるとともに、発光素子の消費する電
力を抑制できる。

【００１１】また、前記光情報出力は、前記座標検出信
号の検出に影響を与えない周波数帯域にて変調されてい
ることが好ましい。この手段によれば、光伝送路に伝播
される光情報出力の周波数帯域が座標検出信号の検出に
影響を与えない帯域にて変調されているため、照明手段
と光情報出力手段とを別にしている場合には、光伝送路
を光情報出力が伝送されても、混信により座標の誤検出
が発生することを防止でき、一方、照明手段と光情報出
力手段とを同一の発光素子で構成している場合には、ラ
インパターンの照明光自体により座標の誤検出が発生す
ることを防止できる。

【００１２】さらに、前記光情報出力は、前記座標検出
信号の検出サイクルに対してほぼ平均化された出力値を
備えていることが好ましい。この手段によれば、座標検
出信号の検出サイクルに対して光情報出力がほぼ平均化
された出力値を備えているため、光情報出力の値の変動
によって座標検出信号が影響を被ることがなくなり、上
記と同様に誤検出を防止することができる。

【００１３】また、前記光情報検出手段は、前記光伝送
路の外側における前記第１面又は前記第２面に沿った所
定範囲内を伝播する前記光情報出力をも検出できるよう
に構成されていることが好ましい。この手段によれば、
光伝送路の外側に沿った部分を伝播する光情報出力をも
検出できるように構成されているため、ラインパターン
によって隔てられた光伝送路の内外の伝播光を共に検出
することにより、ラインパターンに光情報出力が遮られ
ることによる検出値の変動を低減することができ、精度
良く光情報を検出することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、添付図面を参照して本発明
に係る光学式マウスシステムの実施形態について説明す
る。

【００１５】（第１実施形態）図１は本発明に係る光学
式マウスシステムの第１実施形態の構造を示す縦断面
図、図２は第１実施形態の平面一部断面図である。本実
施形態は、移動自在に構成された光学式マウス１０と、
この光学式マウス１０を摺動させるように構成された平
板状のマウスパッド２０とから概略構成される。

【００１６】光学式マウス１０においては、合成樹脂製
のケース内部に回路基板１１が水平に取り付けられ、こ
の回路基板１１の上に設けられた電池ホルダに電池１２
が装着されている。回路基板１１には、Ｘ方向ラインパ
ターンを検出するための、発光ダイオード等の発光素子
１３ｘ、集光レンズ１４ｘ、反射板１５ｘ及び２分割フ
ォトダイオード等の受光素子１６ｘからなるＸ方向光学
検出系と、Ｙ方向ラインパターンを検出するための、発
光素子１３ｙ、集光レンズ１４ｙ、反射板１５ｙ及び受
光素子１６ｙからなるＹ方向光学検出系とが取り付けら
れている。

【００１７】光学マウス１０のケース底面部の略中央部
分には開口部１０ａが形成され、また、内部に取り付け
られた回路基板１１の中央部分にも開口部１１ａが形成
されている。このことによって、上記発光ダイオード１
３ｘ，１３ｙの発する光は開口部１１ａ，１０ａを通過
してマウスパッド２０の表面に照射されるようになって
いる。発光ダイオード１３ｘ，１３ｙの発する光は後述
するように赤外光であることが好ましく、この場合に
は、開口部１０ａ又は１１ａに赤外光のみを主として透
過する赤外透過フィルタを貼着することが望ましい。

【００１８】光学マウス１０のケース外面上には２つの
クリックボタン１７，１８が形成されており、このクリ
ックボタンを押圧することによって回路基板１１上に形
成されたスイッチ入力回路に接続されたマイクロスイッ
チが動作するようになっている。これらのクリックボタ
ン１７，１８は、一般には後述するディスプレイ装置の
画面上のマウスポインタによる操作指令や当該操作の取
り消し指令を出すために用いられる。

【００１９】マウスパッド２０は、合成樹脂製の箱型の
フレーム枠２１の上部に、パッド板を取り付けたもので
ある。このパッド板は、アクリル樹脂等の透明樹脂から
なる透明基板２２の表面上にＸ方向ラインパターン２３
を形成し、透明基板２２の裏面上に、Ｘ方向ラインパタ
ーン２３と直交する方向に伸びるＹ方向ラインパターン
２４を形成した板状体である。透明基板２２の一方の端
面２２ａは鏡面に形成されており、この端面２２ａには
フォトダイオード等からなる受光素子２６の受光面が対
向配置されている。この受光素子２６はフレーム枠２１
と透明基板２２との間の空間に配置された回路基板２７
上の回路に接続されている。この回路基板２７上には後
述する種々の回路が形成されており、これらの回路に
は、コンピュータに接続されるように形成された配線コ
ード２８が接続されている。なお、配線コード２８内に
は、後述するシリアル信号を伝送する伝送ラインやマウ
スパッド２０内の回路に電力を供給するための電源ライ
ン等が収容されている。

【００２０】図１４にはマウスパッド２０に形成される
Ｘ方向ラインパターン２３の平面形状を示す。図１４
（ａ）に示すものは最も一般的なストライプ状のＸ方向
ラインパターンであり、透明基板２２の上面上にアルミ
ニウムを蒸着し、パターニングを施すことによって形成
される。このＸ方向ラインパターン２３はマウスの分解
能が３００ｃｐｉ（カウント／インチ）になるように形
成されており、ライン幅は約１７０μｍであり、ライン
間の幅も約１７０μｍである。Ｘ方向ラインパターン２
３を十分に厚く形成すれば、その反射率は可視光の長波
長側から赤外線の領域に亘る広い波長領域にて９０％以
上となる。

【００２１】ここで、後述する理由により透明基板２２
の上面に形成されるＸ方向ラインパターン２３によって
Ｙ方向ラインパターン２４を検出する場合に影が発生
し、Ｙ方向ラインパターン２４の検出に支障が生ずる場
合がある。そこで、上記Ｘ方向ラインパターン２３の膜
厚を薄く形成することによって、その反射率を５０％程
度に抑制する。Ｘ方向ラインパターン２３の反射率を５
０％程度にすることによって、透明基板２２の上面の全
体的な反射率は２５％程度となり、Ｘ方向ラインパター
ン２３の影も薄くなるためＹ方向ラインパターン２４の
検出を容易に行うことができるようになる。

【００２２】図１４（ｂ）に示す例は、多数の微少な島
状部２３ａをＸ方向とは垂直な方向に並列させてＸ方向
ラインパターン２３’を構成したものである。それぞれ
の島状部２３ａは蒸着法によって形成した反射率が約９
０％のアルミニウム薄膜により構成されている。図１４
（ａ）に示すＸ方向ラインパターンと較べて島状部２３
ａの被覆面積はほぼ半分となっており、全体として約５
０％の反射率を呈するストライプ状のラインパターンが
形成されている場合と同様の効果を奏するようになって
いる。この方法によれば、上記のように薄膜の精密な膜
厚制御をすることなく、パターニングを変えるだけで容
易に反射率を低下させ、影の影響を低減することができ
る。

【００２３】図１４（ｃ）に示す例は、上記図１４
（ｂ）に示すように個々の島状部に分割することなく、
相互に連結した形状の幅広部２３ｂと幅狭部２３ｃとに
よって被覆面積を低減させ、全体としての反射率を低下
させたＸ方向ラインパターン２３”を形成した場合を示
すものである。このようにラインパターンを幅の変化す
る連続的な曲線状の輪郭を備えたものとすることによっ
て、パターニング時におけるサイドエッチングの影響や
印刷時の精度の問題を克服し、ラインパターンの形状精
度を保ち、ばらつきの少ないラインパターンを形成する
ことができるという効果を奏する。

【００２４】図１５（ａ）は透明基板２２の下面上に形
成されるＹ方向ラインパターン２４の平面構造を示すも
のである。Ｙ方向ラインパターン２４は、アルミニウム
を全面蒸着した反射率約９０％のポリエステルフィルム
上に、黒色インクによりストライプ状の黒色パターン２
４’を印刷成形したものを、透明基板２２の下面に貼着
することによって形成している。この方法によれば、光
漏れのないＹ方向ラインパターン２４を低コストで生産
することができる。

【００２５】上記Ｘ方向ラインパターン２３の表面上に
は、硬質の透明樹脂で形成された保護層２５が形成され
ている。この保護層２５は光学式マウス１０の摺動摩擦
によってＸ方向ラインパターン２３が摩耗することを防
止するためのものである。光学式マウスシステムに使用
される光が赤外光である場合には、Ｘ方向ラインパター
ン２３と保護層２５との間に赤外線フィルタ（可視光を
ある程度遮断し、赤外光を透過するように構成されたも
の）を形成しても良く、或いは、保護層２５自体を赤外
線フィルタとしてもよい。なお、これらの赤外線フィル
タは、アルミニウム薄膜からなる上記Ｘ方向ラインパタ
ーン２３及びＹ方向ラインパターン２４による可視領域
の反射光を遮断する効果も持つため、いわゆる防弦フィ
ルタとしても作用する。

【００２６】図１２に示すように、上記赤外線フィルタ
は可視光領域の光を遮断する効果を持っている。従って
マウスを使用する環境の蛍光灯等の照明からの光或いは
太陽光のうち、特に可視光領域の光をパッド内に侵入さ
せることを防止することができる。即ち、信号成分以外
の光のうち、少なくとも可視光領域のノイズ成分を遮断
することができる。

【００２７】上記のようなＸ方向ラインパターン２３及
びＹ方向ラインパターン２４を検出するために、光学式
マウス１０にはそれぞれのラインパターンを検出するた
めの光学検出系を内蔵している。図１５（ｂ）及び
（ｃ）はこの原理を説明する図である。

【００２８】図１５（ｂ）に示すように、発光素子１３
ｘから発せられた光は透明基板２２の上面に照射され、
Ｘ方向ラインパターン２３により反射された光は集光レ
ンズ１４ｘにより集光され反射板１５ｘを介して受光素
子１６ｘにて検出される。ここで、光学系の焦点は透明
基板２２の上面に位置しており、受光素子１６ｘの受光
面にはＸ方向ラインパターン２３の像が形成される。受
光素子１６ｘはＸ方向ラインパターン２３の配列方向に
分割された２分割フォトダイオードで構成されているの
で、双方の受光面にて検出される光量信号の位相によっ
てマウスの移動方向が識別され、双方の受光面にて検出
される光量の大小関係の反転速度によってマウスの移動
速度が検出される。

【００２９】図１５（ｃ）に示すように、発光素子１３
ｙから発せられた光は透明基板２２の下面に照射され、
Ｙ方向ラインパターン２４により反射された光は集光レ
ンズ１４ｙにより集光され反射板１５ｙを介して受光素
子１６ｙにて検出される。ここで、光学系の焦点は透明
基板２２の下面に位置しており、受光素子１６ｙの受光
面にはＹ方向ラインパターン２４の像が形成される。こ
のようにして、Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれのラインパ
ターンからそれぞれＸ方向及びＹ方向の移動方向及び移
動量が検出される。

【００３０】ここで、上述のように透明基板２２の上面
に形成されたＸ方向ラインパターン２３の判別性を確保
しながら、Ｘ方向ラインパターン２３の実効的な反射率
を低下させることによって、Ｙ方向ラインパターン２４
を検出する際におけるＸ方向ラインパターン２３の影の
影響を低減することができる。

【００３１】上記発光素子１３ｘ，１３ｙによる透明基
板２２の上面又は下面上の光スポット径は上記ラインパ
ターンを数本含む程度の大きさであり、光マウスがいず
れの位置にあっても、必ず透明基板２２内に照射光の一
部が入射される。この入射された光の一部は上面から再
び放出され、また、他の一部は透明基板２２自体及び黒
色パターン２４’等により吸収される。しかしながら、
残りの一部はＸ方向ラインパターン２３とＹ方向ライン
パターン２４とに反射されながら透明基板２２の内部に
とどまり、透明基板２２の内部を反射を繰り返しながら
伝播し、透明基板２２の端面２２ａから放出される。

【００３２】本実施形態の場合、発光素子１３ｘ，１３
ｙの放出する光は透明基板２２の表面に対して図１及び
図２の図示右側に向けて斜めに入射するので、透明基板
２２の内部を伝播する光のほとんどは図示右側に伝播し
ていく。したがって、透明基板２２の図示右側の端面２
２ａに受光素子２６を配置することが受光効率を高める
ために好ましい。一般には、受光素子２６の配置する場
所は発光素子の入射角に応じて最も効率の良い位置に設
定される。もっとも、光学式マウス１０の使用する向き
を問わないようにするために、受光素子２６を透明基板
２２の全周に亘って分散配置することもできる。

【００３３】本実施形態では、受光素子２６を４つ配置
しているが、これは発光素子からの入射光を効率よく受
光するためである。発光素子１３ｘ，１３ｙが発光ダイ
オード等の拡散光を発するものであり、その照射角が大
きく、しかも受光素子の受光角度も広ければ一つの受光
素子のみを配置しても構わない。

【００３４】本実施形態においては、発光素子１３ｘ，
１３ｙによって照射された光の一部を透明基板２２の端
面２２ａから取出し、受光素子２６によって検出するよ
うに構成している。この構造は、光学式マウス１０によ
って検出された座標情報やクリックボタン１７，１８の
操作情報を発光素子１３ｘ，１３ｙの照射光の形でマウ
スパッド２０へと伝送し、光学式マウス１０をワイヤレ
ス化するための構造である。以下に、光学式マウス１０
及びマウスパッド２０内の回路構成、並びにそれらの機
能について説明する。

【００３５】図３は本実施形態における光学式マウス１
０内の回路構成を示す概略ブロック図である。受光素子
１６ｘ，１６ｙの検出信号は、それぞれにおいて分割さ
れた２つの受光面における受光量に比例した２つずつの
アナログ信号であり、それぞれ２つずつの信号電位を増
幅回路３１にて増幅する。増幅された信号はＣＰＵ３２
において２値信号として受信され、２つの受光面にて検
出された信号の位相関係によって光学式マウスの移動方
向（正方向又は負方向）が判定されるとともに、所定時
間内における上記２値信号の反転回数から移動量（移動
速度）が算出される。

【００３６】一方、光学式マウス１０のクリックボタン
１７，１８の操作情報は図示しないマイクロスイッチと
スイッチ入力回路を介してＣＰＵ３２に入力される。Ｃ
ＰＵ３２は、所定時間毎に上記受光素子１６ｘ，１６ｙ
からの移動情報及びクリックボタン１７，１８からの操
作情報をシリアルコードに変換して、一組のシリアル信
号として変調回路３３に送出する。このシリアル信号
は、例えば所定のスタートコード、Ｘ方向の移動方向及
び移動量を示すＸ方向移動コード、同様のＹ方向移動コ
ード、クリックボタン１７，１８の操作／非操作に対応
する操作コード、情報コードのエラー訂正のためのパリ
ティコード、並びに所定のエンドコード等を含む一連の
ディジタル情報をシリアルに表現したものである。

【００３７】上記シリアル信号は、変調回路３３におい
て、発振回路３４の出力するクロック信号に基づいて所
定の方法で変調される。変調回路３３から出力された変
調信号は発光素子駆動回路３５に供給され、変調信号に
基づいて発光素子１３ｘ，１３ｙの発光状態が制御さ
れ、変調信号と同期した発光が生ずる。

【００３８】上記変調信号に基づいて発光制御された発
光素子１３ｘ，１３ｙの光は、上記のように透明基板２
２を伝播してマウスパッド端部に配置された受光素子２
６にて検出される。受光素子２６の検出信号は、図４に
示すように、増幅回路４１により増幅された後、２値化
回路４２において所定のレベル電位で２値化される。次
に、この２値化された信号を復調回路４３において、発
振回路４４のクロック信号により復調する。この復調回
路４３によって、上記シリアル信号がマウスパッド２０
の内部にて再生されるようになっている。

【００３９】このようにして再生されたシリアル信号
は、レベル変換回路４５において、パーソナルコンピュ
ータ５０のシリアルポート５１に適合した電位レベルに
変換される。このシリアル信号は図１及び図２に示す配
線コード２８を介してパーソナルコンピュータ５０のシ
リアルポート５１に伝送され、パーソナルコンピュータ
５０のＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）５２によ
って所定の動作命令に変換される。この動作命令によっ
て、ディスプレイ５３上のマウスポインタの位置が変化
するとともに、ＭＰＵ５２によって実行されるプログラ
ム処理が実行される。

【００４０】図５は、上記変調回路３３及び復調回路４
３において実行されるシリアル信号の変調及び復調の例
を説明するためのタイミングチャートである。本実施形
態では、発光素子１３ｘ，１３ｙから変調信号を送出す
るようにしているため、この変調信号によって受光素子
１６ｘ，１６ｙによるラインパターンの検出信号が影響
を受けるようではシステムとして構成することができな
い。このため、ラインパターンの検出に影響を与えない
ように、発光素子１３ｘ，１３ｙにて発生する発光量が
変調信号の内容に拘わらず、ラインパターンの計測サイ
クルに対してほぼ一定になるようにする必要がある。

【００４１】図５に示す例では、光学式マウス１０にて
形成した情報コードＡに対応するシリアル信号Ｂを、平
均電力が一定化されるように周波数変調することによっ
て、変調信号によるラインパターンの検出への影響をな
くしている。ここで、例えばコード「０」に対しては周
波数１５２ｋＨｚ、コード「１」に対しては周波数３８
ｋＨｚの波形（パルス波形）が対応づけられる。いずれ
の周波数も、光学式マウス１０の移動によりラインパタ
ーンを横切る際の受光素子１６ｘ、１６ｙにおける受光
量の変化周期とはかけ離れた周波数帯であることはもち
ろんのこと、コードが変わっても変調信号の電力値はほ
とんど変わらないため、発光素子１３ｘ，１３ｙの発光
量の時間変化も僅かなものにとどまり、コード列がどの
ような値であってもラインパターンの検出への影響はほ
とんどない。

【００４２】なお、シリアル信号の伝送速度が高く（例
えば１２００ｂｐｓ（ビット／秒）など）、ラインパタ
ーンの検出速度に較べて十分に伝送速度が早い場合に
は、各コードに対応する電力量をかならずしも等しくし
なくても、大きな差さえなければよい。例えば、コード
列は通常ランダムに「０」と「１」とを繰り返すため、
一方の「０」のみが続く可能性は、その続く数が増加す
るに従って幾何級数的に減少するからである。

【００４３】図６には別のシリアル信号の変調及び復調
の例を説明するためのタイミングチャートである。この
例においては、情報コードＡに従って形成されたシリア
ル信号Ｂの連続する２ビットの内容によってパルス信号
の位相を変えることにより、変調信号Ｃを形成する。例
えば、図示の例では２ビットの内容が「００」であれば
当該信号期間を４分割した最初の区間にパルスを発生さ
せ、「０１」であれば２番目の区間にパルスを発生さ
せ、「１０」であれば３番目の区間に、「１１」であれ
ば最後の区間においてそれぞれパルスを発生させるよう
にしている。

【００４４】この方法においても、連続する２ビットが
どのようであろうとも、かならず４半区間の幅を持つパ
ルスが発生するので、変調信号Ｃの電力値は期間毎に常
に一定であるから、ラインパターンの検出サイクル（光
学式マウス１０がラインパターンを横切る時間或いは周
期）に対しても当然一定の電力を維持することになるか
ら、ラインパターンの検出時に影響を与えることはな
い。すなわち、本例においては、シリアル信号を位相変
調しているが、各期間毎に信号電力は一定となっている
ため、発光素子１３ｘ，１３ｙから放出される発光量は
一定となるから、受光素子１６ｘ，１６ｙにて検出され
る検出信号が変調信号Ｃによって影響されることはな
い。

【００４５】本実施形態では、発光素子１３ｘ、１３ｙ
の駆動信号に変調信号を重畳させることによって透明基
板２２内を伝播させ、受光素子２６にて検出するように
構成されているので、光学式マウス１０において検出さ
れた座標情報及び操作情報をワイヤレスでマウスパッド
２０に伝達することができる。マウスパッド２０からは
配線コード２８が引き出され、パーソナルコンピュータ
に接続されるため、通常のマウスと同様に使用すること
ができ、したがって、光学式マウスをワイヤレス化する
ことができる。

【００４６】一般に、マウスにて検出された座標情報及
び操作情報は、座標位置の読み取り速度よりも格段に早
い速度で伝送されるため、その情報コードをシリアル信
号として発光素子１３ｘ，１３ｙから送出することがで
きる。この場合、従来の光学式マウスシステムに較べ
て、光情報伝送のための回路構成と、マウスパッドにて
光情報を検出する受光素子とを加えるだけで構成できる
ため、コストアップを僅かなものとすることができる。

【００４７】なお、本実施形態では、変調信号を２つの
発光素子１３ｘ，１３ｙの双方に供給しているが、発光
素子のいずれか一方のみに変調信号を供給してもよく、
また、発光素子１３ｘの発光する光と発光素子１３ｙの
発光する光とが相互に識別できるもの、例えば、発光波
長が異なっていたり、変調時のクロック周波数が異なっ
ているものであるならば、発光素子１３ｘと発光素子１
３ｙとにそれぞれ異なる情報を含む変調信号に基づいて
並行して発光させるようにしてもよい。

【００４８】本実施形態では、図２に示すように、光学
式マウス１０自体が図示の基準姿勢に対して＋７０度か
ら−７０度までの範囲で姿勢を変えても検出精度が維持
でき、支障なくラインパターンの検出ができるように構
成されている。本実施形態はこれに対応して、光学式マ
ウス１０の姿勢が上記範囲で変化しても支障なく変調信
号の伝送ができるように設計されたものである。

【００４９】（第２実施形態）次に、図７乃至図１０を
参照して本発明に係る第２実施形態について説明する。
この実施形態においては、上記第１実施形態と同一部分
には同一符号を付し、その説明は省略する。この実施形
態の光学式マウス１０’は上記第１実施形態と同様の座
標検出系と操作検出系を備えているとともに、さらに、
ケース前面に突出するように取り付けられた発光ダイオ
ードからなる発光素子１９が設けられている。この実施
形態においては、図３に示す光学式マウスの回路構成に
おいて、発光素子駆動回路３５の出力を発光素子１３
ｘ，１３ｙに導入する代わりに、発光素子１９に導入し
ている点が異なる。発光素子１９は光学式マウス１０’
の前面においてやや下方に向けて傾斜した光軸を有する
ようにやや下向きに取り付けられている。

【００５０】一方、マウスパッド２０’には、上記第１
実施形態と同様の透明基板２２’が設けられている。こ
の透明基板２２’の一つの端面２２ｂは斜めにカットさ
れており、その表面は鏡面加工されている。端面２２ｂ
の形成角度は、マウスパッド２０’の面積や光学式マウ
ス１０’に対する発光素子１９の取付角度等によって異
なるが、水平面又は垂直面に対してほぼ４５度の角度に
形成されていることが好ましい。この端面２２ｂの表面
にはアルミニウム等の金属蒸着膜からなる反射層２２ｃ
が形成されている。

【００５１】回路基板２７の端部で、上記端面２２ｂの
直下に位置する場所にはフォトダイオードからなる受光
素子２６’が配置されている。この受光素子２６’は、
その受光面をほぼ上に向けた姿勢で回路基板２７に形成
された回路に対し導電接続されている。

【００５２】本実施形態においては、図９に示す情報コ
ードＡに対応するシリアル信号Ｂを図３に示すものと同
等の回路によって変調して変調信号Ｃとし、これを発光
素子１９から光情報出力として出力している。この光情
報出力を受光素子２６’にて検出し、図４に示すものと
同等の回路によって復調し、復調信号Ｄとしてマウスパ
ッド２０’にて再生し、送信コードＥをパーソナルコン
ピュータ５０に送出している。

【００５３】本実施形態ではラインパターン検出用とは
別個の発光素子１９によって変調信号Ｃを送信している
ため、送信電力の一定化を図る必要がなく、図９に示す
ようなパルスの有無による単純な変調信号によって送信
することができる。また、図９に示す変調信号の代わり
に、変調信号のパルス幅（或いはデューティ比）を小さ
くし、パルス高を大きくとった図１０に示す変調信号を
用いると、電力消費を抑制しながら発光素子１９の発光
強度を大きくとることができ、ＳＮ比（信号／ノイズ
比）を大きくすることができる。

【００５４】なお、本実施形態においても、図５及び図
６に示すような変調方式を採用してもよい。この場合に
は、迷光によるラインパターンの誤検出を防止すること
ができる。また、上記発光素子１９によって変調信号を
伝送すると同時に、第１実施形態で示したように発光素
子１３ｘ，１３ｙによって補助的に、或いは並行して変
調信号の伝送を行ってもよい。この場合には、光情報出
力の伝送経路を複数化することができ、より安定した情
報伝送が可能となる。

【００５５】この実施形態では、ラインパターン検出用
とは別個の発光素子１９によって変調信号Ｃを送信する
ため、発光素子１９の取付位置、取付角度等を任意に決
めることができる。したがって、図７に示すように、発
光素子１９から放出された光が受光素子２６’の受光面
に到達するまでのＸ方向ラインパターン及びＹ方向ライ
ンパターンにおける反射回数を低減するように構成でき
る。この結果、信号光の減衰の度合いを低減させること
ができるから、低パワーでの送信でも確実に伝送するこ
とが可能になる。もちろん、マウスパッド上におけるマ
ウス位置によっては、Ｘ方向ラインパターンの間を１回
透過しただけで直接反射層２２ｃにて反射して受光素子
２６’で検出するようにすることもできる。

【００５６】（第３実施形態）次に、図１１を参照して
本発明に係る第３実施形態について説明する。この実施
形態は基本的には上記第２実施形態とほぼ同様の構造を
備えているが、マウスパッド２０”のフレーム枠２１に
おいて、透明基板２２の端面２２ｂの上方に延長部２１
ａを形成している。端面２２ｂには半透過層２２ｄが形
成され、透明基板２２の内部から侵入した光を下方にあ
る受光素子２６’に導くとともに、外面に照射された光
はそのまま透過させて受光素子２６’に導くように形成
されている。

【００５７】延長部２１ａには、マウスパッド２０”の
表面上に載置された光学式マウス１０’に臨む開口部２
１ｂが形成され、この開口部２１ｂには赤外線フィルタ
２１ｄが取り付けられている。開口部２１ｂの内部は上
記半透過層２２ｄに連通しており、上記半透過層２２ｄ
とほぼ平行に配置された反射板２１ｃが取り付けられて
いる。これらの構造によって、受光素子２６’には、透
明基板２２内を伝播する光だけではなく、透明基板２２
の表面上を伝播する光をも検出できるようになってい
る。

【００５８】このように、光学式マウス１０’に設けら
れた発光素子１９から放出された光は、パッド上におけ
るマウスの位置に応じて透明基板２２に入射する位置が
異なるようになるため、発光素子の光の入射位置とライ
ンパターンとの位置関係によって、透明基板２２内にて
伝播する光量が多い場合と、透明基板２２の表面上を通
過する光量が多くなる場合とがある。したがって、本実
施形態のような構造によれば、ラインパターンで反射さ
れるなどの理由により透明基板２２内に最初から入射さ
れない光や一旦入射しても透明基板２２内から放出され
る光をも取り込むこともできるために、光学式マウス１
０’の位置によらず、受光素子２６’にて検出される光
量を増加させることができるとともに、検出光量の変動
を少なくすることができる。

【００５９】また、本実施形態の構造においては、光学
式マウス１０’に対する発光素子１９の取付角度を小さ
くして第２実施形態の場合よりも水平に近くしても、開
口部２１ｂを通して受光できる。したがって、発光素子
１９の取付角度を小さくすることにより、マウスパッド
上における光学式マウス１０’の位置によらず光の反
射、減衰回数を低減し、受光素子２６’における受光感
度を向上させることが可能である。

【００６０】上記各実施形態においては、図１１に示す
ように光学式マウスの発光素子を赤外線を放出する発光
素子としたり、又は赤外線フィルタ１９ａを取り付けて
赤外線のみを放出するように構成したり、或いは受光素
子２６’を赤外線のみを検出するセンサとすることによ
って、可視光によるノイズの混入を防止することができ
る。

【００６１】以上説明したように、上記各実施形態にお
いては、光学式マウス１０とマウスパッド２０との間を
ワイヤレス化することができる。このため、図１３に示
すように、机上等に設置されるマウスパッド２０のみを
配線コード２８でパーソナルコンピュータ５０に接続す
るだけで、通常のマウスと同様に使用でき、光学式マウ
ス１０から伸びる配線コードによって使用感が低下する
こともない。なお、上記実施形態では、マウスパッド２
０とパーソナルコンピュータ５０との間を配線コード２
８にて接続しているが、本発明はこのような接続態様に
限られるものではなく、任意の方法で座標情報や操作情
報を他の機器に送出し、さらに、任意の使用態様で使用
することができるものである。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、光
学式マウスの光情報出力手段から出力される光情報出力
の少なくとも一部はマウスパッドにおける第１反射パタ
ーンと第２反射パターンとの間を光伝送路として伝送さ
れ、光情報検出手段にて検出されるので、既存の光学式
マウスシステムの構成、特にマウスパッドの構造をその
まま利用して、ワイヤレス化されたマウスシステムを構
築することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施形態の構造を示す縦断面
図である。

【図２】第１実施形態の平面一部断面図である。

【図３】第１実施形態の光学式マウス内の回路構成を示
す構成ブロック図である。

【図４】第１実施形態のマウスパッド内の回路構成を示
す構成ブロック図である。

【図５】第１実施形態の変調例を示すための信号波形の
タイミングチャートである。

【図６】第１実施形態の他の変調例を示すための信号波
形のタイミングチャートである。

【図７】本発明に係る第２実施形態の構造を示す縦断面
図である。

【図８】第２実施形態の平面一部断面図である。

【図９】第２実施形態の変調例を示すための信号波形の
タイミングチャートである。

【図１０】第２実施形態の他の変調例を示すための信号
波形のタイミングチャートである。

【図１１】本発明に係る第３実施形態の構造を示す縦断
面図である。

【図１２】赤外線フィルタの透過特性を示すグラフであ
る。

【図１３】各実施形態における使用態様を示す斜視図で
ある。

【図１４】Ｘ方向ラインパターンの平面形状を示す説明
図（ａ），（ｂ），（ｃ）である。

【図１５】Ｙ方向ラインパターンの平面形状を示す説明
図（ａ）、Ｘ方向ラインパターンの検出原理を示す説明
図（ｂ）及びＹ方向ラインパターンの検出原理を示す説
明図（ｃ）である。

【符号の説明】

１０光学式マウス１３ｘ，１３ｙ発光素子１６ｘ，１６ｙ受光素子１９発光素子２０マウスパッド２６受光素子３３変調回路４３復調回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１方向を検出するために第１面上に設
けられた光学的に検知可能な第１反射パターン及び前記
第１方向とは異なる第２方向を検知するために前記第１
平面に対して距離を隔てた第２面上に設けられた光学的
に検知可能な第２反射パターンを備えたマウスパッド
と、前記第１反射パターンを検知するための第１光学検
出系、前記第２反射パターンを検知するための第２光学
検出系、並びに前記第１反射パターン及び前記第２反射
パターンを照明する照明手段を備えた光学式マウスとを
有する光学式マウスシステムにおいて、前記光学式マウスには、前記第１光学検出系及び前記第
２光学検出系によって検出された座標検出信号に基づい
て変調し、又は前記光学式マウスに設けられたスイッチ
の操作状態に基づいて変調した光情報出力を前記マウス
パッドに向けて照射する光情報出力手段を設け、前記マ
ウスパッドには、前記第１反射パターンと前記第２反射
パターンとの間を光伝送路として伝送された前記光情報
出力を検出して前記検出信号に応じた情報を受け取るた
めの光情報検出手段を設けたことを特徴とする光学式マ
ウスシステム。
【請求項２】請求項１において、前記光情報出力手段
は前記照明手段を兼ねた発光素子により構成されている
ことを特徴とする光学式マウスシステム。
【請求項３】請求項１において、前記光情報出力は、
前記座標検出信号の検出に影響を与えない周波数帯域に
て変調されていることを特徴とする光学式マウスシステ
ム。
【請求項４】請求項１において、前記光情報出力は、
前記座標検出信号の検出サイクルに対してほぼ平均化さ
れた出力値を備えていることを特徴とする光学式マウス
システム。
【請求項５】請求項１において、前記光情報検出手段
は、前記光伝送路の外側における前記第１面又は前記第
２面に沿った所定範囲内を伝播する前記光情報出力をも
検出できるように構成されていることを特徴とする光学
式マウスシステム。