JPH11259229A - Ｅｓｄ保護を備えたｚ軸ポインティング・スティック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】ポインティング・スティックが意図しない制御
信号を生成するのを防止し、更にＥＳＤ（静電放電）保
護を行う。 【解決手段】柱体組立体３１１は、セラミックの柱体１
２と、柱体１２を保持するプラスチックの基部３１２
と、可撓性ケーブル１８とからなる。柱体１２には歪み
ゲージ３０が載置される。また、ハウジング３１５は、
カバー３１４とブラケット３１６とからなる。ブラケッ
ト３１６は、ポインティング・スティック・組立体１０
をキーボード上に取付けるための基部として働く。ハウ
ジング３１５と柱体組立体３１１とは独立的に運動でき
るように固定されている。この構成により、キーボード
を叩いてハウジング３１５に歪みが生じても、柱体組立
体３１１の歪みゲージ３０は変形さず、セファニック力
を検知しない。また、カバー３１４及びブラケット３１
６を導電材料で作ることで、ハウジング３１５が静電放
電に対する接地経路として働く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本願は、１９９６年１１月２５日出願の係
属中の米国特許出願第０８／７５６２０２号「歪み集中
装置として基部を持つＺ軸検知ポインティング・スティ
ック（Ｚ−ａｘｉｓ ｓｅｎｓｉｎｇ ｐｏｉｎｔｉｎ
ｇ ｓｔｉｃｋ ｗｉｔｈｂａｓｅ ａｓ ｓｔｒａｉ
ｎ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒ）」と、１９９６年９月
２３日出願の係属中の同第０８／７１７５１７号「カラ
ーに取付けられたポインティング・スティック（Ｃｏｌ
ｌａｒ Ｍｏｕｎｔｅｄ ＰｏｉｎｔｉｎｇＳｔｉｃ
ｋ）」とに関連する。両出願とも本願の現譲受人に譲渡
され、全体的に参考のため本文に援用される。

【０００２】

【発明の属する技術分野】本発明は、表示スクリーン上
のカーソルの位置決め、移動および操作を制御するポイ
ンティング・デバイスに関する。特に、カーソルを制御
すると共に、マウス・ボタンをクリックする代わりにポ
インティング・スティックをたたくことにより表示スク
リーン上のアイテムを選択する付勢ボタンとして働くポ
インティング・スティックが存在する。更に、ＥＳＤ
（静電放電）に感応しないポインティング・スティック
が存在する。

【０００３】

【従来の技術】コンピュータの表示スクリーン上のカー
ソルの運動を制御し、かつ表示スクリーンのメニュー上
のカーソルの位置により識別されるコンピュータのコマ
ンドの選択を知らせる種々のデバイスが公知である。１
つのこのようなデバイスは、下面に水平表面上に転動す
るボールを持ち、運動のＸ軸成分とＹ軸成分とが検知さ
れて接続ケーブルを介してコンピュータの直列入力ポー
トへ送られる「マウス」である。コンピュータに対する
信号は、マウスのボールの運動量と運動方向とにより変
化させられ、対応する運動を表示スクリーン上のカーソ
ルに持たせる。マウス上面の前端部に配置された１個ま
たは２個の「マウス」ボタン即ち「クリック」ボタン
は、デバイスと関連するソフトウエアに応じて、ボタン
の一方、他方または両方を押すことによりコンピュータ
のオペレータがコンピュータに対して選択その他のコマ
ンド（典型的には、表示されたメニュー上のカーソルの
位置により示されるコマンド）を入力することを許容す
る。コンピュータのコンソールおよびキーボードとは別
個であり、かつコンピュータのポートへの接続を要求す
るこのようなデバイスは、平坦な水平面を必要とし、マ
ウスの操作のためには、コンピュータのオペレータが一
方の手をコンピュータのキーボードから完全に離さねば
ならない。

【０００４】別のカーソル制御／信号生成機構は、マウ
スのようにコンピュータのコンソールとキーボードとか
ら完全に別体である「ジョイスティック」である。この
ジョイスティックは、典型的には、ケーブルによりコン
ピュータのコンソールに接続された基部から上方に延在
する長い形状のスティックである。ジョイスティック
は、直立するスティックを色々な方向へ傾けることによ
り、カーソルまたは他の表示要素を通常はコンピュータ
・オペレータによりスティックに与えられる方向と圧力
とに対応する方向および速度で運動させるように操作さ
れる。しかし、ジョイスティックの操作は、両手をコン
ピュータのキーボードから離して、一方の手が基部を保
持しながら他方の手がジョイスティックを操作すること
をしばしば要求する。「クリック」ボタンは、通常はジ
ョイスティック上に配置されている。マウスまたはジョ
イスティックは携帯可能な「ラップトップ」または「ノ
ートブック」サイズのコンピュータで用いられ得るが、
このようなデバイスは、嵩が大きくなり、別に携行して
使用に先立ちコンピュータに接続されねばならず、かつ
移動中の操作には適さない。

【０００５】更に別の形式のカーソル制御デバイスは、
「トラックボール」である。要するにひっくり返された
マウスであるこのデバイスは、ハウジング内部に取付け
られた転動可能なボールを含んでいる。このボールは、
コンピュータ・オペレータの１本の指、親指あるいは手
のひらにより転動され、運動のＸ軸成分とＹ軸成分とが
検知されて、表示スクリーン上のカーソルの対応した運
動を生じるためコンピュータへ入力される。「マウス」
ボタン即ち「クリック」ボタンは、一部のモデルでは標
準キーボード上の「Ｅｎｔｅｒ」キーを押すことによっ
て選択信号が入力されるが、通常はトラックボール・ハ
ウジングに配置されている。この形式のポインティング
・デバイスは、コンピュータ・オペレータの一方の手で
の操作のためにコンピュータ・ケースの片側に一時的に
固定することができるので、携帯型コンピュータで有効
であることが判った。しかし、トラックボール・デバイ
スは、コンピュータのケースへ取外し自在に取付けるこ
とができるが、使用に先立って取付けかつ使用後に取外
すことを依然として必要とする。一部のトラックボール
がコンピュータのキーボード内に組込まれることも知ら
れている。それにも拘わらず、これらのトラックボール
は、表示モニター上のアイテムの選択のため別の組の
「クリック」ボタンを必要とする。

【０００６】携帯型ラップトップ・コンピュータの製造
者は、カーソル制御デバイスを恒久的な場所および更に
便利な場所に配置することの必要を認識して、小型の短
いボタン状のジョイスティックをコンピュータ・キーボ
ードのキーの中心に、特に標準的な「ＱＷＥＲＴＹ」キ
ーボードのキー「ｇ」、「ｈ」および「ｂ」の交点に組
込んだ。ポインティング・スティックとしても知られる
ジョイスティックは、側方圧力に感応するものであり、
その圧力の量と方向が検知されて、カーソルの移動を生
じるようにコンピュータへ入力され、カーソル移動の速
度と方向とがジョイスティックにおける圧力の量と方向
とに対応するものであった。しかし、製造者は、コンピ
ュータのどこかに上方に延在する「マウス」ボタン即ち
「クリック」ボタンを提供しなければならない。

【０００７】各形式のカーソル制御の利点にも拘わら
ず、ポインティング・スティック・デバイスを専ら用い
てユーザがカーソル移動を制御すると共にディスプレイ
上のアイテムを選択することを許容するものはなかっ
た。更に、従来技術は、唯１本の指を用いながら残りの
指を標準キーボードのホーム・キー列に残してユーザが
このような２重制御を可能にするものではない。

【０００８】本発明と関連する特許の事例は下記のとお
りであり、各特許は関連しかつサポートする教示する事
項について参考のため本文に援用される。

【０００９】米国再発行特許第３５，０１６号は、３軸
の作用力測定スタイラスに関する。

【００１０】米国特許第５，４８９，９００号は、キー
ボードから直立する柱体を含むデータ入力キーボードに
対する歪み感応型柱状トランスデューサに関する。

【００１１】米国特許第５，５２１，５９６号は、キー
ボード自体からカーソルの運動が行われるように、キー
のキャップの下側か、キーボードのキーか、あるいはキ
ーボード上の２つのキー間に配置されるセンサ・デバイ
スに関する。

【００１２】米国特許第５，４７３，３４７号は、コン
ピュータの表示スクリーン上のカーソルの位置決め、運
動および操作を制御するためのコンピュータのポインテ
ィング・デバイスに関する。

【００１３】米国特許第５，４０７，２８５号は、カー
ソル制御のためコンピュータ・キーボードに使用される
装置に関する。

【００１４】米国特許第５，３２５，０８１号は、担持
された歪みゲージおよびジョイスティック組立体とその
製造方法に関する。

【００１５】米国特許第５，２６３，３７５号は、抵抗
要素を用いる接触検出器とその使用に関する。

【００１６】米国特許第４，９６９，３６６号は、抵抗
要素を用いるモーメント検出器に関する。

【００１７】米国特許第４，９６７，６０５号は、抵抗
要素を用いる作用力および加速度の検出器に関する。

【００１８】米国特許第４，９０５，５２３号は、抵抗
要素を用いる作用力検出器およびモーメント検出器に関
する。

【００１９】米国特許第４，８７６，５２４号は、弾力
性ビームと歪みゲージとがビーム面に取付けられた形式
であり、それぞれ作用軸心がビームの主軸心に対して１
つの予め定めた角度で傾斜し、かつ歪みゲージがビーム
に沿って予め定めた第１の高さに配置された少なくとも
第１のグループの３個の歪みゲージを特徴とするアイソ
メトリック制御装置などに関する。

【００２０】米国特許第４，６８０，５７７号は、ＣＲ
Ｔディスプレイ上のカーソル運動を制御し、かつ文字入
力のためにカーソル制御を生じるよう側方に運動しかつ
文字入力のために垂直方向に運動するキー・キャップを
含む多目的キー・スイッチに関する。

【００２１】上記の特許は、出願人が関知する標準技術
を反映するものであり、かつ本願の審査と関連し得る情
報の開示における偏らない出願人の真正義務を免じる視
点で提供される。しかし、これら特許はいずれもそれ単
独であるいは組合わせて考察される時出願人の請求する
発明を教示しあるいは自明とするものでないことを明記
しておく。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】望ましい実施の形態が
取り組む従来技術に存在する幾つかの問題が存在する。
ポインティング・スティックの開発者に対する１つの問
題は、セファニック（ｓｅｆｆｅｒｎｉｃｋ）力に対処
することである。セファニック力とは、支持構造、例え
ばキーボードに加えられ、ポインティング・スティック
に伝達される作用力である。例えば、キーボードにおけ
るタイピングはセファニック力を生じ得る。この場合、
ポインティング・スティックは、ユーザがポインティン
グ・スティック動作を無意識に活性化するほど感度が高
い。ポインティング・スティックにおける感応性電子素
子は、キーボードの支持面の歪みを検知し、この歪みを
それ自体の支持面の歪みへ変換して制御信号を誤って生
じる。このため、セファニック力は、支持構造からポイ
ンティング・スティック本体を介してポインティング・
スティックの電子的構成要素へ、故意でない制御信号を
生成するのに充分なだけ伝達される作用力である。

【００２３】従来技術のポインティング・スティックの
別の問題は、ＥＳＤ（静電放電）の保護の欠如である。
キーボードのユーザは、例えば、ポインティング・デバ
イスにおける感応性電子素子に対して放電される静電気
をしばしば生成する。ポインティング・デバイスがＥＳ
Ｄエネルギを受けると、ポインティング・スティックの
みならずキーボードの感応性電子素子、あるいは更に関
連するコンピュータの構成要素もまた破損するおそれが
ある。

【００２４】上記問題および他の問題は、本発明の望ま
しい実施の形態によって解決される。本明細書、図面お
よび特許請求の範囲を検討すれば、望ましい実施の形態
により解決される他の問題について当業者を明らかに教
示することになろう。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明の一特徴は、表示
スクリーン上のカーソルの位置決め、移動および動作を
制御するためのポインティング・スティックを提供する
ことにある。

【００２６】本発明の別の特徴は、ＥＳＤ保護を行うポ
インティング・スティックを提供することにある。特
に、一切のＥＳＤ事象をポインティング・スティックに
おける全ての電子素子から接地するようにポインティン
グ・スティックのキー部分を包囲する接地されたハウジ
ング構造が提供される。

【００２７】本発明の更なる特徴は、ポインティング・
スティックの軸の側面に取付けられた抵抗型歪みゲージ
を用いるポインティング・スティック組立体を提供する
ことにある。これにおいて、歪みゲージは、スティック
または基部が曲げられている時を検知するためのもので
ある。曲がると、歪みが抵抗型歪みゲージに生じる。こ
こで、歪みゲージは歪みゲージにおける歪みに応答して
信号を生じる回路に接続されている。結果として生じる
信号は、表示スクリーン周囲のカーソルの運動を制御す
るために、表示スクリーン上のアイテムの選択のためマ
ウス・ボタンのいわゆる「クリック」を行うために、あ
るいはアイテムのドラッグのために用いられる。

【００２８】本発明の更に別の特徴は、側面に取付けた
歪みゲージが曲げ得る基部を貫通するように、基部を貫
通するポインティング・スティックを有するデバイスを
提供することにある。このため、スティックがＺ軸に沿
って下方へ押されると、基部が全ての歪みゲージに圧力
を及ぼすことになる。

【００２９】本発明の更なる特徴は、抵抗型歪みゲージ
に対して可撓性ケーブルに含まれる電気トレースを結合
するための容易な方法または設計を提供することにあ
る。

【００３０】本発明の更に他の特徴は、セファニック力
から保護される取付け可能なポインティング・スティッ
クを提供することにある。特に、柱体組立体を隔離して
この柱体組立体に機械的に固定されない保護ハウジング
が存在する。更に、このハウジングは、ハウジング自体
がある程度変形され、あるいはセファニック力により衝
撃が与えられている時、ポインティング・スティックの
基部と電気部品を変形させることがない。特に、一体に
接着されて本発明の電気機械的作用部分を形成する柱体
基部および電気トレース・フィルムが存在する。更にま
た、キーボード基部に一体に取付けられ、キーボードへ
の取付けと関連する応力から柱体組立体を保護する本発
明のハウジング構成要素が存在する。

【００３１】本発明は、上記特徴それ自体のいずれか一
つに存在するものではなく、本文に開示され特許請求の
範囲に記載される全ての特徴の特定の組合わせに存在す
る。当業者は、当該開示が準拠する概念が本発明の幾つ
かの目的の実施のための他の構造、方法およびシステム
の設計のための基礎として容易に利用できることを理解
しよう。更に、要約は、特許請求の範囲により本願の発
明を限定しようとするものでも、本発明の範囲として如
何なる方法でも限定しようとするものでもない。

【００３２】

【発明の実施の形態】図１および図２において、コンピ
ュータ・スクリーン（図示せず）上のカーソルの運動を
制御するため用いることができる関連技術のポインティ
ング・スティック１０が示される。特に、ポインティン
グ・スティック１０は、スティック１２（または、軸）
と、スティック１２（軸または柱体とも呼ぶ）を担持す
る基部１４と、スティック１２の側面に配置された４個
の歪みゲージ（図示せず）に電気的に接続される可撓性
ケーブル１８を配置するため基部１４に形成された空洞
１６とからなっている。スティック１２はアルミナ・セ
ラミック材から作られる。典型的には、可撓性ケーブル
１８は電気トレースを載せたポリアミド材から作られ
る。ポインティング・スティック１０は、典型的に、支
持基部２０上でタイピング・キーボードのキーＢ、Ｇお
よびＨ間に配置されている。典型的に、ポインティング
・スティックは、操作を容易にするためスティック１２
の頂部に置かれたゴムなどのキャップ２４を有する。こ
のキャップ２４は、オペレータがキャップ頂部に置いた
１本の指でカーソルを所望のカーソル方向に押して制御
することを可能にするよう設計される。指の圧力が、感
応性ゲージ（図示せず）により検知される歪みをスティ
ックに生じる。例えばエポキシ・ガラスＦＲ４あるいは
成形されたポリカーボネート材から作られた基部１４
は、ゲージ周囲の基部の可撓性が大きいため、歪みゲー
ジに対してある衝撃を与える。

【００３３】図３において、本発明の望ましい実施の形
態を示す斜視図が示される。特に、柱体組立体３１１を
持つポインティング・スティック１０が存在する。当該
柱体組立体３１１は、セラミックの柱体１２と、柱体を
内部に担持するプラスチックの基部３１２と、信号を柱
体１２から信号条件付け回路（図示せず）に対して送る
ための可撓性ケーブル１８とからなる。無論、柱体組立
体３１１の構成要素は、一体の本体部を形成するため相
互に固定的に取付けられる。柱体１２には歪みゲージ３
０（電気回路）が載置され、コンピュータ・ディスプレ
イ上のカーソルの運動を指定するためキーボード・ユー
ザにより使用されるように、プラスチック・キャップ２
４が柱体上に配置されている。また、カバー３１４とブ
ラケット３１６からなるハウジング３１５もまた存在す
る。カバー３１４は、このカバーをブラケット３１６に
取付けるための取付けタブ３１３を含んでいる。ブラケ
ット３１６は、キーボード（支持基部）２０に支持パッ
ド３１７を取付けることによりポインティング・スティ
ック組立体１０全体をキーボード上に取付けるための基
部として働く。

【００３４】図４は、図３の断面図である。特に、基部
３１２は、カバー３１４から突出するカラー３１８と、
カバー３１４の下側で嵌合する第２の部分３２０とを有
する。ブラケット３１６は、タブ３１３を挿入するため
の穴３１９を有し、タブ３１３は図示の位置へ挿入され
て折り曲げられる。ブラケット３１６は、典型的に、支
持パッド３１７を介してキーボードのような構造部３２
１上に載置される。

【００３５】図５は、可撓性ケーブル１８の縁部および
スティック１２の片側に関する図３の断面図である。特
に、下記の別の要素が示される。即ち、歪みゲージ３０
はスティック１２の側面に載置されており、該ケージ
は、加えられた歪みの量に応じて材料の抵抗値を電気的
に変化させるため圧力に感応する帯材３２と、２つの帯
材３２を電気的に接続するための導電性接触ブリッジ３
４と、可撓性ケーブル１８を介して信号条件付け電子回
路（図示せず）に対する電気的接触を行う導電性接触パ
ッド３６とから作られる。ケーブル１８に適する材料
は、Ｆｕｊｉｋｕｒａ Ａｍｅｒｉｃａ社製の印刷可撓
性ケーブルとして知られるポリイミド・フィルムであ
る。ケーブル１８は、電気トレース４４と、２つの絶縁
層１８′間に取付けられた入出力（Ｉ／Ｏ）パッド４６
とを有する。この絶縁層１８′が、前記トレースをブラ
ケット３１６から絶縁する。スティック１２は、Ｚ軸方
向３９に穴３８を通って延び、エポキシ接着剤４０によ
り所定位置に保持される。例えば、シアノアクリレート
接着剤もまた接着に適している。ケーブル１８は、空洞
１６の内部に配置される。接触パッド３６は、錫−鉛ハ
ンダなどの適切な結合剤５０により、Ｉ／Ｏパッド４６
に固着される。柱体組立体のみが一体に結合され、ハウ
ジング３１５には固定されない。

【００３６】ポインティング・スティック１０は、下記
のように組立てることができる。即ち、最初のステップ
は、スティック１２の側面における抵抗性厚膜のスクリ
ーニングか、あるいは抵抗性薄膜材のスパッタリングを
含む。スクリーニング処理された材料が歪みゲージ３０
を形成する。２番目のステップは、基板またはプラスチ
ックの基部３１２（即ち、基部）へのスティック１２の
設置を含む。その後、可撓性ケーブル１８は、通常、歪
みゲージ３０を信号条件付け回路（図示せず）に接続す
るため取付けられる。次に、ハンダ材をスティック１２
の周囲に付け、８個のＩ／Ｏパッド４６全てをスティッ
ク１２の各側に２つずつ８個全ての接触パッド３６に取
付ける。次に、ケーブル１８を基部３１２に固定するた
め、一定量の接着剤４０をケーブル上に塗布する。最後
に、接着剤を固めて組立体全体が硬化される。最後に、
完成した柱体組立体３１１がブラケット３１６へ定置さ
れ、これによりカバー３１４がタブ３１３により取付け
られ、これにより柱体組立体３１１をカバーに保持す
る。

【００３７】図６は、歪み感応素子を組み込んだブリッ
ジ回路の電気的概略図である。特に、この回路は、電子
回路（図示せず）とインターフェースするためＺ軸ポイ
ンティング・スティックをどのように配置できるかの一
例である。スティック１２の対向する側面上の歪み感応
抵抗３２は２個の半ブリッジ回路に構成され、抵抗３２
Ｙ＋と３２Ｙ−が第１の半ブリッジを形成し、抵抗３２
Ｘ＋と３２Ｘ−が第２の半ブリッジ回路を形成する。固
定抵抗１１０が、システムの供給電圧１１２とノード１
１４との間に接続されている。出力Ｘ ＯＵＴ１１６、
Ｙ ＯＵＴ１１８およびＺ ＯＵＴ１２０は、それぞれ
３個の差動増幅器１６０、１６１、１６２により増幅さ
れる。各増幅器は可変の基準電圧入力を有する。これら
基準電圧は、スティック１２に対して力が加えられない
時、出力をゼロに設定するように校正される。Ｘ軸の出
力１１６とＹ軸の出力１１８とは、ＸまたはＹ方向の力
がスティック１２に加えられる時に生成される。例え
ば、力がＸ方向に加えられると、Ｘ−およびＸ＋の歪み
感応抵抗は反対方向に抵抗値を変えて出力の変化を生じ
る。同じことがＹ軸に対して妥当する。Ｚ軸の出力は、
Ｚ軸方向の力がスティック１２の頂部に加えられる時に
生成される。Ｚ軸における力は、スティック１２におけ
る全ての抵抗３２を負の方向へ変化させる。この変化に
より、２つの半ブリッジの合計インピーダンスは低下す
る。ブリッジのインピーダンスが低下すると、直列抵抗
１１０は固定であるため、Ｚ ＯＵＴ１２０における電
圧変化が生じる。

【００３８】図７において、キーボード操作型コンピュ
ータ・システムが示される。当該システムは、本発明に
より実現されコンピュータ２１２に接続されたキーボー
ド２１１を含む。キーボード２１１からのデータ入力
は、アプリケーション・プログラムの正常な動作期間に
おいてコンピュータのディスプレイ即ちモニター２１３
上に表示される。キーボードは、工業規格であるキー２
１６のレイアウトを有する。当該キーボードは、出力ケ
ーブル２１８がコンピュータ２１２に接続されるように
図示されている。コンピュータは、接続ケーブル２０６
を介してモニターに結合される。カーソル２０９がコン
ピュータのモニター２１３上に表示される。ポインティ
ング・スティック１０がキーボード２１１の中心に配置
されている。

【００３９】実施の形態についての注意 歪みゲージおよびセラミック材料の技術、特に、歪みゲ
ージを側面に備えたポインティング・スティックを設計
する技術に習熟する者は、望ましい実施の形態を用いる
ことからの多くの利点を理解しよう。特に、歪みゲージ
は、ポインティング・スティックに与えられる圧力の量
を検知するデバイスである。検知された圧力が、表示デ
バイス上でカーソルを制御するのに用いられる電気的出
力信号を生成する。このため、側面に載置された歪みゲ
ージは、カーソルの運動方向と、マウス・ボタンのクリ
ックのようにポインティング・スティックを叩くことに
よる表示デバイス上のアイテムの選択との両方の制御を
可能にする。無論、当業者は、叩く力を加える間基部３
１２が下方向に撓むことを理解しよう。特に、基部３１
２の撓みは、ある力を穴３８の壁面の頂部からセンサへ
加えさせることになる。

【００４０】更に、当業者は、歪みゲージが公知のスク
リーン技術を用いて塗布される厚膜ピエゾ抵抗材料から
作られることを理解しよう。

【００４１】また、当業者は、ポインティング・スティ
ック１０がアイテムの選択のためのダブル・クリックに
加えてモニター上のアイコンの選択およびドラッグを行
えることを理解するであろう。かかる操作の間、ユーザ
は、ドラッグされるアイコンの方向を制御するためＸ−
Ｙ面内に付加的な力を加えながら、ポインティング・ス
ティック１０を押し下げる。これら機能の全ては、今
や、キーボードのホーム列に残りの指を置いたまま１本
の指で実施可能である。ホーム列は、タイピング・マニ
ュアルにおいて典型的に及されるように「ａ、ｓ、ｄ、
ｆ、ｊ、ｋ、ｌおよび；」が示されるキーである。

【００４２】この発明のポインティング・スティック１
０の設計には、２つの基本組立体があることが判る。即
ち、相互に恒久的に固定されないハウジング３１５と柱
体組立体３１１とである。２つの別体の結ばれていない
部分の利点は、ハウジングが柱体組立体をキーボードの
使用の結果生じるセファーニック力（ｓｅｆｆｅｒｎｉ
ｃｋ ｆｏｒｃｅ）から保護することである。換言すれ
ば、キーボードのユーザは、キーボードを叩いてハウジ
ング３１５に歪みを生じることができるが、柱体組立体
３１１における力感応電子素子は変形されず、即ちスプ
リアス信号を生じるのに充分なセファーニック力を検知
しない。ハウジング３１５および柱体組立体３１１は相
互に固定的に配置されるが、柱体組立体がハウジングか
ら独立的に運動するのに充分な余地がある。これら２つ
の部分間のこのような独立的な運動は、セファーニック
力に対する不感度を与える。

【００４３】注目すべきは、カラー３１８が歪みを生じ
て、可撓性の柱体１２に配置される歪みゲージに対して
この歪みを集めるよう作用することである。このため、
Ｚ軸の力３９が加えられると、カラー３１８が略々４つ
全ての側面において柱体１２を押圧することになる。

【００４４】更に注目すべきは、支持パッド３１７がポ
インティング・スティックの残部をキーボード２０の如
き支持構造部３２１から持ち上げ、あるいは遮断するこ
とである。キーボードからのポインティング・スティッ
ク１０の主要部分の持ち上げと、ハウジング３１５内部
の柱体組立体３１１の緩やかな嵌合との組合わせもま
た、柱体組立体に対するセファーニック力の作用を停止
するように働く。

【００４５】注目すべきは、カバーおよびブラケットを
導電性材料、望ましくは金属から作り得ることである。
ハウジングが金属から作られる時、このハウジングは潜
在的な静電放電（ＥＳＤ）事象に対して低インピーダン
スの接地経路として働くことになる。換言すれば、金属
のハウジング３１５は、歪みゲージを介して電気回路を
潜在的なＥＳＤから保護する。当業者は、ポインティン
グ・スティック１０が接地電位に接続されねばならない
ことを理解しよう。

【００４６】歪みゲージの技術における当業者は、カラ
ー３１８がスティック１２の運動から歪みゲージの長手
方向に生じる歪みを増加させまたは集めることになるこ
とを理解しよう。特に、短い方の部分３２０は検知のた
め充分に大きな信号を生じるのに足る大きな表面積を提
供するものではない。

【００４７】実施の形態の変更例 ポインティング・スティックを製造する技術の当業者
は、望ましい実施の形態を達成する多くの異なる方法が
あることを理解しよう。例えば、ポインティング・ステ
ィック１２および基部３１２をセラミック材料、プラス
チック、エポキシ樹脂あるいは金属などの如き適切な材
料から作ることが考えられる。更にまた、接着剤４０を
基部３１２とスティック１２との間に付けることが例示
されるが、穴３８がスティック１２に固く嵌合する時に
は、この接着剤は必要でない。このことは、可撓性ケー
ブル１８がスティック１２に固く嵌合するならば、材料
５０に対しても等しく妥当し、この場合、両者間の電気
的接触を強化するのに少量のハンダが必要になるだけで
ある。

【００４８】更にまた実施の形態はスティック１２の４
つ全ての側面における歪みゲージの使用を論述している
が、スティック１２の曲がり時に正か負の歪みのみを検
知して、結果的な制御信号を生じるために、スティック
の２つの側面のみを用いることが考えられる。

【００４９】同様に、実施の形態はモニター上のカーソ
ルの使用について論議しているが、当業者は、当該実施
の形態により制御される典型的なマウスにより任意のア
イテムを動かすことができることを理解しよう。例え
ば、指示矢印、アイコン選択アイテム、飛行機、船舶、
猫、原子の絵等の全ての運動を制御することが可能であ
る。

【００５０】図５においては、基部３１２はカラー３１
８と第２の部分３２０との間に大きな段部を持つように
示されるが、こうした変化に対して多くの設計が考えら
れる。例えば、傾斜を持たせ、あるいは更に第２の部分
３２０をカラー３１８と同じにすることが可能である。

【００５１】更に、可撓性ケーブル１８が基部３１２を
ブラケット３１６との接触から分離することが図示され
ているが、基部３１２がブラケット３１６と接触する支
持面として働くように、柱体１２の周囲にもっと小さな
ケーブルを嵌合させるよう基部３１２に溝を形成するこ
とが考えられる。

【００５２】本発明は前記実施の形態に特定して教示さ
れたが、当業者は、本発明の趣旨および範囲から逸脱す
ることなく形態および細部における変更が可能であるこ
とを理解しよう。本文に述べた実施の形態は、全ての観
点から単なる例示であり限定ではないものと見なされる
べきである。従って、本発明の範囲は、本文の記述では
なく特許請求の範囲によって示される。特許請求の範囲
の意味および範囲に該当する全ての変更は、その範囲内
に包含されるべきものである。

【００５３】本発明の図面は正確な尺度によらない。図
面は、本発明の特定のパラメータを描写することを意図
しない単なる概略図である。図面は、本発明の典型的な
実施の形態を示すことを意図するものであり、従って、
本発明の範囲を限定するものと見なされるべきでない。
本発明については、添付図面により更なる特定および細
部が記述される。

【図面の簡単な説明】

【図１】関連技術のポインティング・スティックを示す
斜視図である。

【図２】キーボードのキー間に配置される如き図１にお
ける関連技術のポインティング・スティックを示す斜視
図である。

【図３】発明の望ましい実施の形態を示す斜視図であ
る。

【図４】図３の実施の形態の断面図である。

【図５】操作組立体の拡大図を示す図３の断面図であ
る。

【図６】歪み感応要素を組込んだブリッジ回路を示す概
略配線図である。

【図７】キーボードで操作されるコンピュータ・システ
ムにおいて使用されるポインティング・スティックを示
す全体図である。

フロントページの続き (72)発明者 ノーマン・シー・ウェインガート アメリカ合衆国インディアナ州46154，エ ルクハート，シー・アール ３ 51577

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ａ）加えられた力を受取り、加えられた
   力を表わす信号を生成する信号手段と、 ｂ）少なくとも一部分に前記信号手段が載置され、該信
   号手段をＥＳＤ力とセファニック力の両方から保護する
   保護手段とを備える電気デバイス。
2. 【請求項２】 前記信号手段が、 ａ）第１の軸心の方向に向いた長手方向長さを持つ軸
   と、 ｂ）前記軸が載置された基部と、 ｃ）前記軸上に載置され、前記第１の軸心に沿って加え
   られた力を表わす出力信号を条件付けるセンサとを含む
   請求項１記載の電気デバイス。
3. 【請求項３】 前記基部の下方に配置され、前記センサ
   に当接して前記センサを電圧源に結合する入力トレース
   と、 前記基部の下方に配置されかつ前記センサに対して結合
   され、前記軸が力を受ける方向を表わす信号を出力する
   出力トレースとを更に備える請求項２記載の電気デバイ
   ス。
4. 【請求項４】 前記基部の下方に取付けられる前記入力
   トレースと前記出力トレースを担持する可撓性に富むケ
   ーブルを更に備える請求項３記載の電気デバイス。
5. 【請求項５】 前記保護手段が、 ａ）カバーと、 ｂ）前記カバーに結合されたブラケットであって、該ブ
   ラケットと前記カバーとの間に前記軸と基部と電気トレ
   ースとを固定するブラケットとを含む請求項２記載の電
   気デバイス。