JPH10504923A - ポインティング用制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 制御装置は、それと関連するマウスまたはマウスペンのようなポインティングデバイスを制御するために、回転および並進運動可能な棒を備えている。クリックファンクションのためのキーが設けられている。異なるタイプのポインティングデバイスに調節可能である。支承摩擦を低減するための手段が示してある。

Description

【発明の詳細な説明】 ポインティング用制御装置技術分野 制御装置は、それと関連するマウスまたはマウスペンのようなポインティング デバイスを制御するために、回転および並進運動可能な棒を備えている。クリッ クファンクションのためのキーが設けられている。異なるタイプのポインティン グデバイスに調節可能である。支承摩擦を低減するための手段が示してある。従来技術 マウスはコンピュータのための最も一般的なポインティングデバイスであり、 非常によく知られている。机上でのマウスの動きはしばしば、コンピュータスク リーン上でのいわゆるカーソルの対応する動きをもたらす。以下、これをポイン ティングファンクションと称する。マウス上のキーを押すと、他のファンクショ ンが得られる。以下、これをクリックファンクションと称する。最も多くは、或 るコンピュータアクティビティが起動する。スクリーン上でカーソルが位置する 場所に依存して、アクティビティの種類が起動する。 マウスは第１に、使用者がそれを使用するときにキーボードから手を離さなけ ればならず、時間がかかるいという欠点がある。キーボードとマウスの間での腕 の頻繁な移動は、いわゆる手根骨トンネルシンドロームを引起し、非常に疲れる 。更に、マウスは机上でかなりのスペースを必要とする。 他の解決策は鉛筆に似たマウスペンである。このマウスペンは、スクリーン上 でのポインティング作業およびクリック作業についてマウスと原理的に同じ欠点 を有する。 上記の欠点を除去する公知の解決策は棒を設けることである。この棒はその縦 軸線に沿って並進運動可能であり、かつ縦軸線回りに回転可能であり、往々にし てスペーサ棒に対して平行にかつスペーサ棒の下方に配置されている。棒の回転 はカーソルを垂直方向に動かし、棒の並進横方向運動はカーソルをスクリーン上 で横方向に動かす。このような解決策は第１に、カーソルを迅速に動かし、かつ 直ちに反応する。これは、棒を操作するときに両親指が協働し得ることと、キー ボードから手を離す必要がないことによる。キーボードとポインティングデバイ スの間でシフトがまれに生じる或るコンピュータプログラムのためには、マウス またはマウスペンが好まれる。 並進および回転可能な棒を備えたこれまで知られている解決策は、使用者の選 択に従って棒とマウスの間で容易に変えることができない。米国特許第４，７１ ２，１０１号明細書と同第４，９２８，０９３号明細書はこのような解決策を代 表するものである。米国特許第５，１１５，２３１号明細書はマウス内のボール のような球を示し、回転および横方向スライド可能な棒上で転動する。しかし、 本発明による構造的な特徴や効果は示されていない。本発明の概要 以下、棒制御装置と称する本発明による装置は、並進および回転可能な棒の概 念に基づいているがしかし、マウスまたはマウスペンのようなポインティングデ バイスのアクセサリーとして新しい利点をもたらす。既にマウスまたはマウスペ ンを持っている使用者は、いつでも棒制御装置を得ることができ、マウスまたは マウスペンを棒制御装置上に置くことができ、上記の利点を利用することができ る。その後、マウスまたはマウスペンは容易に持上げ可能であり、例えばマウス またはマウスペンが有利である作図のために、慣用の方法で使用可能であり、そ の後再び棒制御装置上に置くことができる。従って、棒制御装置とマウスの両方 の利点が本発明による装置によって得られる。棒制御装置は更に、ポインティン グデバイスのアクセサリーとしてのその概念により、全体が機械的であり、電子 装置を備えていないので、製作コストが安いという利点がある。或る実施形では 、棒は、好ましくは磁気手段による摩擦低減と組み合わせてスライド可能である 。好ましい実施形では、小さな摩擦での支持のためにボールが使用される。 以下の記載において簡単化するために“マウス”が用いられていても、棒制御 装置はマウス、マウスペン等と関連して使用可能である。更に、コンピュータの みと関連して使用することに制限されない。 棒制御装置は次の部品からなっている。 - マウスを置くことができるホルダー。このホルダーは調節可能であり、マウス に機械的に適合するよう一度だけ調節されるかあるいは或る一つのマウスのため に製 作される。 - マウスボールの下を通過する並進および回転可能な棒。マウスボールは棒上を 転動する。 - クリックファンクションのためのキー。 使用者はポインティングファンクションを得るために棒を並進およびまたは回 転させる。“クリック”はクリックファンクションのキーを押すことによって生 じる。図面の説明 図１は本発明による棒制御装置に含まれる棒を示し、図２は棒制御装置を示し 、図３はマウスを取付けた棒制御装置の側面図であり、図４，５はクリックファ ンクションための機構を示し、図６は摩擦低減のための手段を示し、図７はボー ルによる支持部を示し、図８は寸法を示し、図９，１０，１１，１１ａは他の実 施の形態を示す。発明の説明 図１〜３には棒制御装置１の実施の形態が示してある。棒２は管３内に配置さ れ、かつ管によって支持されている。管３は好ましくはキーボードの前面部に配 置されているがしかし、どこでも配置可能であり、キーボードがない場所でも使 用可能である。 棒２はゴム等からなる表面５を有する。棒２上には２個の支承リング６，７が 配置されている。この支承リングは好ましくはアセタールのような摩擦の小さな プラスチック材料からなっている。支承リング６，７は棒２よりも幾分大きな直 径を有し、棒２がその縦軸線８に沿ってスライド可能であり、かつ管３内で縦軸 線８回りに回転可能である。管３は両親指が棒２に達するように配置された開口 ９を有する。管３はその左側の端部においてホルダー１０によって支持され、右 側の端部において“右側支持部材”１１によって支持されている。ホルダー１０ と右側支持部材１１は机１２に載っている。ホルダー１０は２枚の板１４，１５ と、管３に固着された１枚の板１６からなっている。板１４，１５は互いに平行 で同じ高さ位置にある二つの上面１４ａ，１５ａを備えている。板１４，１５は それぞれ、横方向位置にマウスを保持するために、上方へ曲がった２個のタブ１ ４ｂ，１４ｃと１５ｂ，１５ｃを備えている。タブ１４ｂ，１４ｃと１５ｂ，１ ５ｃはマウス１３の装着を容易にするよう外側に傾斜していてもよい。 板１４，１５はＳ字形に曲がっていて棒２の下方で合している。板は机１２に 接触する脚１４ｄ，１５ｄを備えている。板１４，１５は両方向矢印Ａの方向に 相対的に変位可能であり、第１の蝶ナット１７によって締付け固定可能である。 管３に固着された板１６は前記両方向矢印Ａの方向に板１４と相対的に変位可能 であり、第２の蝶ナット１８によって板１４に締付け固定可能である。 ホルダー１０をマウス１３に調節するために、マウス１３は平面１４ａ，１５ ａ上に置かれ、その後板１４，１５はタブ１４ｂ，１４ｃ，１５ｂ，１５ｃがマ ウスの角に軽く接触するまで近づけられる。そして、蝶ナット１７が板１４，１ ５を締付け固定するために締付けられる。その後、棒２がマウスボール１９の下 に位置するよう板１６が板１４と相対的に動かされ、そして蝶ナット１８を締付 けることにより板１４と１６を固定する。 マウスボール１９は棒２に載り、使用者が管３内で棒２を動かすと、棒２上を 転動する。棒２の動きはマウスによって検出される。棒２の回転はスクリーン上 でマーカーを垂直方向に動かし、棒の横方向並進運動はマーカーを横方向に動か す。使用者は一方または両方の親指が管３の開口領域９を経て棒２に達し、棒２ を回転および並進運動させることができ、それによってスクリーン上でマーカー を非常に効果的に動かすことができる。 クリックファンクションを生じるための手段は図２，４，５に示してあるが、 明確にするために他のすべての図では最大限排除されている。“クリックキー” ２０は、その位置を一点鎖線で示した軸承軸線２１の回りに小さな角度だけ変更 できるように枢着されている。軸承軸線２１は好ましくは棒の縦軸線８と平行で ある。相互の角度は３０°を超えないようにすべきである。軸承支持は枢着ピン ２２，２３を介して行われる。この枢着ピンは板１６の下向きに曲げられたタブ と右側支持部材１１に設けられた穴２４，２５内に配置されている。クリックキ ー２０の左側の部分はタブ２６を備えている。このタブ２６は板１４に回転可能 に取付けられた板２７の上面に接触している。板は例えばある種の軸承部材（図 示していない）を介して一点鎖線で示した軸線４の回りに小さな角度だけ傾動可 能である。軸線４は棒の縦軸線８に対して垂直である。板２７はタブ２９を備え 、このタブは垂直な細片３０の穴２９内に挿入されている。板１４の案内孔３１ を通過する垂直な細片３０は切欠き３２を備えている。この切欠きにはピン３３ が挿入されている。軸３３は切欠き３２の幅よりも大きな直径の領域３４を備え ている。ピン３３の右端はねじ付領域を備えている。このねじ付領域にはナット ３５が螺合している。板１４と板２７に取付け個所を有する引張りばね３８は板 ２７を、板１４に連結されたストッパー４０（図２に示してある）まで引上げて おり、その結果クリックキー２０の前縁２０ａは普通は机１２の上方ほぼ４ｍｍ の位置にある。 最初に、棒制御装置１がマウスに合わせられ、部品１４，１５，１６の上記の 調節が行われる。そして、切欠き３２内の或る位置にピン３３を調節することに より、クリックファンクションのための機構が適合させられる。この位置では、 ピンはマウスの左側のキー３６に軽く接触している。そして、ナット３５が締付 けられ、適合が終了する。今、クリックキー２０を押すと、板２７、垂直な細片 ３０、軸３３およびマウスの左側キー３６が相応して下降運動する。 図示した配置構造の利点は、クリックキー２０と、左側マウスキーを押し下げ る部品２７，３０，３３との相互位置にかかわらず（この位置は板１４，１６の 相互位置と共に変化する）、クリックキー２０を押し下げるために必要な力が一 定であることにある。他の利点は、クリックキー２０の最も上側の面が机の表面 の上方のたったの二三ｍｍの位置に置かれることにある。キーボードの上方１０ ｍｍ以上の位置に置かれると、棒２に達することができなくなる。クリックキー ２０の他の配置、例えば棒２とスペーサ棒の間での配置が考えられるが、棒２の 前側および机１２の近くの図示配置が人間工学的な観点から非常に良好である。 なぜなら、親指で板２０を押し下げるのに便利であるからである。 棒制御装置は上記の調節可能性によって非常に異なる形のマウスに適合可能で ある。従って、使用者は既存のマウス１３と共に棒制御装置１を得ることができ 、ホルダー１０をマウスに調節し、そして上記の手順によって“クリック機構” を調節することができ、そして棒制御装置は使用の準備が完了する。 或るマウスは不規則な形をしている。このようなマウスにホルダー１０を適合 させるには、タブ１４ｂ，１４ｃ，１５ｂ，１５ｃの１個または複数が板１４， １５と相対的に横方向に調節可能でなければならない。このための機械的な手段 は図示していないが、容易に実施可能である。 マウスの右側のキーを作動させるための第２のキー（図示していない）を配置 することができる。しかし、左手の手のひらの外側部分によって右側マウスを直 接押し下げることが操作上良好である。右側のキーは比較的にまれに使用される ので、そのために必要な左手の約１０ｃｍの移動を行うことができる。 上記の装置はボールを備えた普通のマウスだけに適合し、特別なパッド内の反 射パターンを検出するいわゆる光学マウスには適合しない。しかしながら、マウ スの下に位置する棒の少なくとも一部が適当な反射パターンを備えることによっ て、棒制御装置は光学マウスにも適合可能である。この場合、スクリーン上のマ ーカーは正しく動く。同時に棒表面の摩擦が比較的に大きいと、棒制御装置はボ ールを備えたマウスにも適合する。 或るマウスはかなりの重さのボールを有し、この重量は棒の重量に加算される 。支承リング６，７が管３の内面に対して小さな摩擦を有するときでさえも、棒 ２は動かすときに“動きにくさ”を感じる。これは、管３に対する支承リング６ ，７の摩擦だけでなく、マウス内のボールがマウス内で摩擦なしに動くことがで きないという事実による。棒が、管３に固着されたフェライト磁石３９として示 した磁気回路によって吸引される磁気材料を含むと（図６）、大きな摩擦を充分 に低い値に低減させることが可能である。磁石３９は棒２を持上げ、管３の内面 に対する棒２の接触力ひいては摩擦をかなり低減する。 磁石３９の持上げ力は適当な機構（図示していない）によって、磁石３９の持 上げ力を制御することができる。 磁石３９を使用することによる利点は、最も小さな摩擦を得るために持上げ力 の調節が必要となるかもしれないことにある。調節の必要性は、もし可能であれ ば避けるべきである。調節しないで摩擦を低くかつできるだけ一定値に保ち、摩 擦を低減させるよう使用者に要求することを排除する方が有利である。更に、磁 石の磁場は、適切に遮蔽されていないと、フロッピィの情報を壊す恐れがある。 遮蔽（図示していない）は複雑性を増す。更に、管３内の支承リング６，７の遊 びは、管３と支承リング６，７の間を通過する汚染物に影響されないようにする ために、比較的に小さく保たなければならない。この遊びを小さくする理由は次 の通りである。棒２が管３内で“浮動”するように、磁石３０の持上げ力がセッ トされると、棒２は管３内であらゆる半径方向位置を占め、使用者が棒を操作す るときに、この遊びが許される。この場合、棒のゴムカバー５がマウスの下面に 接触すると、棒が動かなくなる。或いは、マウスボール１９に達しないほど、遊 びが棒を下げる。この問題は、摩耗によって増大する遊びに耐えなければならな いので、非常にやっかいである。 従って、図７，８には、上記の問題を除去する、棒２の好ましい支持方法が示 してある。磁石は不要である。支承リング６はＫ₁，Ｋ₂ ・・・Ｋ_nによって示 したｎ個のボールによって置き換えられている。作動モデルでは、ボールの数は １２個である。ボールＫ₁〜Ｋ_nはボール保持器４１によって相互に適所に保持さ れている。このボール保持器はフリーであり、棒２にも管３にも固定されていな い。ボールＫ₁〜Ｋ_nは、棒２が回転および並進運動するときに、棒２と管３の間 で転動する。管３の内面よりも幾分小さな直径を有する、棒２に固定された停止 リング４２により、ボール保持器４１は右側へ離れすぎた位置に達しない。 ボール保持器の外径Ｄ_y、ボール保持器の材料厚さ、ボール保持器の長さＬ、 管３の内径Ｄ_rおよびボール直径Ｄ_kの間には、或る関係がなければならない（図 ８）。 そうでなければ、ボール保持器４１が傾動する危険があり、それによって棒２ に接触し、動かなくなる。更に、寸法ｔは、ボールが棒２とボール保持器４１の 間に転がり込まないような大きさでなければならない。 親指の次の式は常に有効に作用する。 Ｄ_r−Ｄ_y＝0.10ｍｍ、 Ｌ＝Ｄ_r、 ｔ＝Ｄ_k／２ 調節不能な実施の形態が図９に示してある。マウス（図示していない）は特別 に作られたホルダー４３によって適所に保持されている。このホルダーはマウス に適合し、マウスを横方向に保持する周縁部４４を有する。更に、クリックキー をマウスに調節するための機械的手段は設けられていない。その代わりに、クリ ックキー４６からの分岐部４５がマウスの左側キーに直接延びている。この実施 の形態の利点は構造が簡単であり、使用者が調節する必要がない点にある。欠点 は一つのマウスにしか適合しないことである。 他の実施の形態が図１０に示してある。マウスキーを作動させるための機械的 な手段は図示していない。第１の棒４７は棒２と同様に回転および並進運動可能 である。棒４７は歯を備えた領域４８を有する。この領域は棒４７の外径よりも 幾分小さな外径を有する。第２の棒４９は同様に歯５０を有し、中央軸５１上を 滑る。棒４７，４９はかみ合う歯車５２を介して連結され、回転可能であり、か つ定置された軸３７上をスライド可能である。棒４７は使用者によって操作され 、マウスボールは棒４９上を転動する。棒４７の回転およびまたは並進運動は歯 車５２を介して同様に棒４９を回転およびまたは並進運動させる。 この実施の形態は、中間の機械的手段（すなわち、歯車５２と棒４９）が使用 者によって操作される棒（この場合棒４７）とマウスの検出手段（ボール）との 間に設けられていてもよいことを例示している。しかし、マウスが棒４７の動き を（間接的に）検出することが重要である。 図１１，１１ａには他の実施の形態が示してある。この場合、クリックキー５ ３は電気閉鎖接点５４を作動させる。この接点は線５５，５６を介してホルダー ５９上の接点５７，５８に接続されている。マウス６０（図１１ａに示してある ）は接点６１，６２を備えている。マウス６０がホルダー５９上に置かれている ときに、接点６１，６２は接点５７，５８に接触する。マウス６０がその接点６ １，６２の間の電気的な閉鎖を検出することができれば、クリックキー５３を押 し下げることにより、クリックファンクションが生じる。 この実施の形態の利点は、クリックキーの数が増えてもその機構が幾分簡単で あることである。欠点は特別に作られたマウスを必要とすることにある。 多くの変形が可能である。幾つかの例を以下に示す。クリッキキーの数はすべ ての実施の形態において増やすことができる。マウスホルダーはキーボードの右 側の隣りに配置可能である。更に、棒２は上述とは異なる方法で支持可能である 。例えば、中央ピン上をスライドさせることができる（あるいは保持器内のボー ルによって転動させることができる）。この配置構造は中央ピンのための左側の 支 持部をホルダー１０の左側からかなり離して配置しなければならないという欠点 がある。管３はその縦軸線に沿って移動可能であってもよい。この場合、管３は 支持構造体と相対的にスライド可能であり、棒２の横方向運動に追従することが できる。この場合、棒２の違いは非常に小さい。棒はその縦軸線回りに回転可能 であり、かつ縦軸線に沿って並進運動可能である。棒制御装置は更に、キーボー ドと一体化可能である。更に、当業者によって他の変形が考えられ、実施可能で ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＮ，Ｃ Ｚ，ＥＥ，ＦＩ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＧ，ＫＰ ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ， ＭＫ，ＭＮ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，Ｓ Ｇ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．縦軸線（８）回りに回転可能でかつ縦軸線に沿って変位可能である棒（２， ４７）と、この棒を半径方向に支持するための手段（３，５１）とを備えた、ポ インティングファンクションとクリックファンクションのための制御装置（１） において、マウス、マウスペン等のようなポインティングデバイスが棒の運動を 検出できるような位置に、ポインティングデバイスを収容するための手段（１０ ，４３）と、少なくとも一つのクリックファンクションキー（２０，４６，５３ ）とを備えていることを特徴とする制御装置。 ２．クリックファンクションキー（２０，４６）の運動がポインティングデバイ ス上のキー（３６）に伝達されることを特徴とする、請求項１記載の制御装置。 ３．ポインティングデバイスの横方向への動きを防止するための手段（１４ｂ， １４ｃ，１５ｂ，１５ｃ，４４）を備えていることを特徴とする請求項１または ２記載の制御装置。 ４．前記の横方向への動きを防止するための手段の内面が傾斜していることを特 徴とする請求項１記載の制御装置。 ５．クリックファンクションキー（２０，４６）が、棒の縦軸線（８）に対して ３０°を超えない角度をなす軸線（２１）の回りに旋回可能であることを特徴と する請求項１〜４記載の制御装置。 ６．クリックファンクションキー（２０）とポインティングデバイスキー（３６ ）との間の調節可能な手段（２７，３０，３３）と、ポインティングデバイスの 収容手段および棒と相対的にポインティングデバイスの位置を決定するための調 節可能な手段によって、いろいろなポインティングデバイスに適合可能であるこ とを特徴とする請求項１〜５のいくつかに記載の制御装置。 ７．クリックファンクションキーが旋回可能に支持された部材（２７）に連結さ れ、クリックファンクションキーの運動が前記の旋回可能に支持された部材（２ ７）によって、ポインティングデバイス上のキー（３６）に伝達されることを特 徴とする請求項６記載の制御装置。 ８．旋回可能に支持された部材（２７）の角運動が、旋回可能に支持された部材 とポインティングデバイスキー（３６）との間に取付けられた部材（３０）の実 質的に非旋回の運動に変換されることを特徴とする請求項７記載の制御装置。 ９．第１の表面（１４ａ）を有する第１の調節可能な部分（１４）と、第２の表 面（１５ａ）を有する第２の調節可能な部分（１５）を備え、この両表面がポイ ンティングデバイスを支持するために設けられ、更に、前記の半径方向に支持す る手段（３）に固定された第３の部分（１６）を備え、第１の調節可能な部分（ １４）と第２の調節可能な部分（１５）と第３の部分（１６）が互いに固定可能 であることを特徴とする請求項６，７または８記載の制御装置。 10．ポインティングデバイスの横方向への動きを防止するための前記手段（１４ ｂ，１４ｃ，１５ｂ，１５ｃ）の少なくとも一つが、横方向へ調節可能であるこ とを特徴とする請求項６〜９記載の制御装置。 11．クリックファンクションキー（２０，４６，５３）の表面がデバイスを載せ るベース（１２）の平面の上方１０ｍｍ以下に配置されていることを特徴とする 請求項１〜１０の幾つかに記載の制御装置。 12．棒がゴムまたは類似の材料からなる表面コーティング（５）を備えているこ とを特徴とする請求項１〜１１の幾つかに記載の制御装置。 13．多数のボール（Ｋ₁〜Ｋ_n）がボール保持器（４１）内に設けられ、このボー ルが棒と前記の半径方向に支持する手段（３）との間で転動可能であり、ボール 保持器（４１）が棒（２）にも前記の支持する手段（３）にも固定されていない ことを特徴とする請求項１〜１２の幾つかに記載の制御装置。 14．棒が半径方向に支持する手段（３）に対してスライドする少なくとも１個の スライド支承リング（６，７）を備えていることを特徴とする請求項１〜１３の 幾つかに記載の制御装置。 15．スライド支承リングと半径方向に支持する手段（３）との間の接触力ひいて は摩擦が磁気手段（３９）によって低減されていることを特徴とする請求項１４ 記載の制御装置。 16．制御装置を収容する手段（１０，４３）がキーボードのどちらか一方の側に 隣接して配置されていることを特徴とする請求項１〜１５の幾つかに記載の制御 装置。 17．棒（２）を支持するすべての部材（６，７，Ｋ₁〜Ｋ_n）が前記収容手段（１ ０，４３）の一方の側に設けられていることを特徴とする請求項１６記載の制御 装置。 18．棒上の光学的に反射するパターンを検出することによって作動するポインテ ィング装置に、制御装置を適合させる手段を備えていることを特徴とする請求項 １〜１７の幾つかに記載の制御装置。