JPH0854980A - 光学式座標入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光学式マウスを小型化可能な構造に改良する
ことにより、携帯用コンピュータにおいても使用するこ
とのできる座標入力装置を実現する。 【構成】 光学式マウスＯＰＭは、平面Ｌ字状の板状体
１と、該板状体１の中央部に形成された弾性装着部２と
から構成されている。板状体１の内部には接続ケーブル
３から導入された光ファイバーが配設され、底面側に形
成されたＸ方向及びＹ方向の光検出部に接続されてい
る。また、板状体１の表面上には操作用開口部１１、１
２が形成されており、これらの開口部にも光ファイバー
が接続されている。弾性装着部２には弾性凹部２１が形
成され、中指を挿入して保持できるようになっている。
弾性凹部２１に中指を挿入した状態で人差指及び薬指を
操作用開口部１１、１２に当てると外光が遮断され、コ
ンピュータ本体に入力信号が送出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光学式座標入力装置に係
り、特に携帯用パーソナルコンピュータに適したマウス
の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、画面上に表示されるカーソルの位
置を指定し、各種動作を行わせるための装置としてマウ
スと称される座標入力装置がある。これは、マウス本体
を平面上で動かすことにより、マウスの移動に応じてカ
ーソルを動作できるように構成したものであり、マウス
の移動に応じて回転するボールを用いる機械式マウス
と、マウスパッドに光学パターンを形成しておき、この
光学パターンを光学的に読み取ることにより移動方向及
び移動量を検出する光学式マウスとがある。

【０００３】このうち、光学式マウスは、検出部に機械
的に動作する機構がないため、構造上簡単であり、耐久
性や精度を得やすいという利点がある。この光学式マウ
スには、異なる色、異なる位置に形成されたラインパタ
ーンにより、それぞれＸＹ方向の移動量を検出する方法
が一般的である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の光学式マウ
スでは、マウス本体内に、光学パターンに光を照射する
ための発光素子と、光学パターンからの光を集光するレ
ンズと、該レンズを介して光を検出する光検出器と、発
光素子及び光検出器と外部の信号ケーブルとを接続する
配線及び信号変換回路と、操作ボタンに接続されたスイ
ッチ及び該スイッチと外部の信号ケーブルとを接続する
配線等、多くの構成部品を収容しているため、小型化が
困難である。したがって、特に携帯用の可搬式コンピュ
ータ等の内部にはマウスを収容することができないた
め、マウスを付属させる代わりにトラックボール等の他
の座標入力装置を使用していた。

【０００５】そこで本発明は上記問題点を解決するもの
であり、その課題は、従来の光学式マウスを小型化可能
な構造に改良することにより、携帯用コンピュータにお
いても使用することのできる座標入力装置を実現するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、光学的パター
ンから座標情報若しくは移動情報を検出する光学的検出
手段をマウス本体に備えた光学式座標入力装置におい
て、前記光学的検出手段に、外部から供給された光を所
定の光学的パターンに照射する放光部と、該光学的パタ
ーンからの光を集光する集光部と、該放光部及び集光部
と前記マウス本体の外部に設けられた信号変換部との間
において光を伝達する導光体とを設け、該信号変換部に
は前記導光体を伝搬する光信号と電気信号とを相互に変
換する変換手段を設けるものである。

【０００７】この場合に、前記マウス本体の表面には所
定の動作内容に対応した操作を可能にする外部操作部を
設け、該外部操作部には前記信号変換部に接続された導
光体の光学的開口を設けることが好ましい。

【０００８】また、前記マウス本体には指を嵌合して保
持可能に構成された指保持部を設けることが好ましい。

【０００９】さらに、前記導光体を光ファイバーとする
ことが好ましい。

【００１０】そしてこの場合には、前記光ファイバーの
端部に集光部を一体的に形成することが好ましい。

【００１１】

【作用】請求項１によれば、マウス本体内に放光部及び
集光部と導光体を収容すれば足りるため、機械的及び電
気的動作部が不要となり、マウスの小型化及び耐久性の
向上を図ることができる。

【００１２】請求項２によれば、マウス本体に光学的開
口を設けるだけで従来の操作ボタンと同機能を構成でき
るので、マウスのさらなる小型化を図ることができると
ともに、光学的開口を遮るだけで操作ができるので操作
性も向上する。

【００１３】請求項３によれば、指保持部を設けること
によりマウスの小型化を妨げることなく操作性を確保で
きる。

【００１４】請求項４によれば、導光体に光ファイバー
を用いることにより、部品が安価でかつ組立性が向上す
るため、製造コストを低減できる。

【００１５】請求項５によれば、光ファイバーの端部に
集光部を形成することにより、放射光の指向性を向上で
きたり集光レンズが不要となるので、検出精度を確保し
ながらさらなる小型化を図ることができる。

【００１６】

【実施例】次に図面を参照して本発明に係る光学式座標
入力装置の実施例を説明する。この実施例は、図１及び
図２に示すように平面Ｌ字型の板状体１と、該板状体１
の略中央部において中指を挿入するように構成された弾
性装着部２とから概略構成された光学式マウスＯＰＭを
備えている。板状体１の左右表面上には、操作用開口部
１１，１２が形成されている。板状体１の中央部前面側
からは、接続ケーブル３が導出されており、コンピュー
タ本体に接続されるようになっている。

【００１７】弾性装着部２は合成ゴム等の弾性材で形成
されており、その上面やや後方寄りに開口を持つ弾性凹
部２１が形成されている。弾性凹部２１は中指の先端部
を所定の弾力を持って保持し得るようにやや奥広に形成
されている。この弾性凹部２１に中指４を挿入すると、
図２に示すように、人差指５と薬指６をそれぞれ操作用
開口部１１，１２上に配置できるように構成されてい
る。

【００１８】この光学式マウスＯＰＭはマウスパッド上
で操作されるように構成されている。マウスパッドには
図３及び図４に示すアクリル製等の透明基板８の表面側
にＸ方向に伸びる複数のラインパターン８ａが並列形成
され、裏面側には、Ｙ方向に伸びる複数のラインパター
ン８ｂが並列形成されている。これらのラインパターン
８ａ，８ｂは、光学式マウスＯＰＭの中央底面側に形成
された光検出部７Ａ，７Ｂにより検出されるようになっ
ている。

【００１９】図３に示す光検出部７Ａにおいて、板状体
１の底面を構成する底板１０に複数の貫通孔１０Ａ，１
０Ｂが穿設され、この貫通孔１０Ａ，１０Ｂにはそれぞ
れ光ファイバー１３，１４が挿入され、封止樹脂１６，
１７により固着されている。貫通孔１０Ｂ内には集光レ
ンズ１５が取付けられている。光ファイバー１３は図示
しないコンピュータ本体から可視光若しくは赤外光を伝
達し、貫通孔１０Ａ内の端面１３ａから底面側に光を放
射する。放射された光がマウスパッドに形成されたライ
ンパターン８ｂに照射されると、その反射光は、集光レ
ンズ１５で集光されて端面１４ａから光ファイバー１４
の内部に導入される。

【００２０】図４に示す光検出部７Ｂも上記光検出部７
Ａとほぼ同様であり、底板１０に穿設された貫通孔１０
Ｃ，１０Ｄにそれぞれ光ファイバー１８，１９が挿入固
定されている。ただし、光ファイバー１８の端面１８ａ
から放射された光は、マウスパッドの表面側に形成され
たラインパターン８ａにより反射された場合に集光レン
ズ２２により集光されて、端面１９ａから光ファイバー
１９内へと導入されるようになっている。なお上記図３
に示す光ファイバー１４と図４に示す光ファイバー１９
とは、説明の都合上それぞれ１本ずつの場合を示した
が、移動方向を検出するためにそれぞれＹ方向とＸ方向
に複数個（通常は２個）ずつ隣接した状態に配設され
る。

【００２１】上記図３及び図４に示す光ファイバーの端
面をレンズ状に形成したりファイバー自体とは屈折率の
異なる材質を端面上に取付けることも可能である。この
ことにより、発光側においては放射光の指向性が向上
し、受光側においては集光レンズが不要になるから、検
出精度を確保しながらさらなるマウスの小型化及び組立
工程の簡略化を図ることができる。

【００２２】図５は操作用開口部１１近傍の構造を示す
もので、操作用開口部１２も同構造である。操作用開口
部１１は、板状体１の表面を構成する表板２０に穿設さ
れた貫通孔２０Ａの表面側開口で構成されている。貫通
孔２０Ａ内には透明な窓材２４が取付けられ、この窓材
２４に端面２３ａを当接させた状態で光ファイバー２３
が封止樹脂２５により固着されている。

【００２３】図６は本実施例における光学式マウスＯＰ
Ｍの概略構成を示す縦断面図及び横断面図である。光学
式マウスＯＰＭの内部には、底板１０に端部が固定され
た光ファイバー１３，１４Ａ，１４Ｂ，１８，１９Ａ，
１９Ｂ（１４Ａ，１４Ｂと１９Ａ，１９Ｂは、それぞれ
図３の１４、図４の１９に対応する。）と、表板２０に
端部が固定された光ファイバー２３，２６（２６は操作
用開口部１２に取付けられたもの。）とがそれぞれ配設
されている。

【００２４】上記光学式マウスＯＰＭの各光ファイバー
は、接続ケーブル３の内部を通過して、図７に示すよう
に、コンピュータ本体内に収容された発光素子及び受光
素子を含む信号変換部ＳＴに導入される。信号変換部Ｓ
Ｔは、光ファイバー１３，１８（発光側ファイバー）に
対しては、コンピュータ本体からの電気信号に基づいて
発光するレーザーダイオード、ＬＥＤ等の発光素子ＬＤ
の放出光を集光レンズ２７を介して導入する。また、光
ファイバー１４（又は１４Ａ，１４Ｂ），１９（又は１
９Ａ，１９Ｂ），２３，２６（受光側ファイバー）に対
しては、ファイバーを通じて導入された光をフォトダイ
オードその他の受光素子ＰＤにより電気信号に変換し、
コンピュータ本体へ送出するようになっている。

【００２５】なお、上記図７に示した信号変換部ＳＴ
は、コンピュータ本体内に収容されていても良く、ま
た、接続ケーブル３とコンピュータ本体との間に別体に
形成された箱体内に収容されていても良い。また、信号
変換部ＳＴにおいても、上記のように光ファイバーの端
面に集光部を形成して、集光レンズを省略しても良い。

【００２６】上記実施例では、マウスパッドのラインパ
ターン８ａ，８ｂの数を光検出部７Ａ，７Ｂにて検出す
ることにより、光学式マウスＯＰＭの移動方向及び移動
量をカウンタ上の数値に変換し、これをＣＲＴ等の画面
上に表示するようにしている。移動方向及び移動量の検
出方法の詳細は特公平１−３９１２８号公報に記載され
ているが、概略は、一対の光ファイバー１４Ａ，１４Ｂ
又は１９Ａ，１９Ｂで検知したラインパターンの通過順
序により発生する位相差により移動方向を検出し、検知
したラインパターンの通過数により移動量を検出するも
のである。なお表面側に形成されたラインパターン８ａ
は、ラインパターン８ｂの検出誤りを防止するために半
透明にしたり縞状に形成したりする場合もある。また、
表面上に形成されたラインパターンを保護する保護膜を
形成することが望ましい。

【００２７】操作用開口部１１に指をおくと、光ファイ
バー２３に導入されていた外光が遮断されて受光素子Ｐ
Ｄが光を検知しなくなり、これをコンピュータ本体は確
定入力として認識する。また、操作用開口部１２に指を
おくと、光ファイバー２６に導入されていた外光が遮断
されて別の受光素子ＰＤが光を検知しなくなり、これを
コンピュータ本体はエスケープ入力として認識する。

【００２８】図８には上記実施例とは別の実施例を示
す。本実施例の光学式マウスＳＰＭは上記実施例を簡略
化して小型化をさらに進めたものである。複数本の光フ
ァイバーを収容した接続ケーブル３は、上記実施例と同
様の光検出部を収容した本体部３０と、この本体部３０
から上方へ伸びる指支持部４０とから構成される。指支
持部４０は、スリット４１ａを備えた管状穴４１を有す
る樹脂材料で構成されており、この管状穴４１に例えば
人差指を挿入して操作する。この実施例にはクリックボ
タンとしての操作用開口部が形成されておらず、例えば
キーボード上に設定された所定のキー（リターンキー、
エスケープキー等）により、確定入力及びエスケープ入
力を行う。なお、指支持部４０は指を挿入する充分な深
さを備えているので必ずしも弾性材料で構成する必要は
ないが、多少の可撓性若しくは弾性を具備した材質で構
成した方が装着性及び操作性の観点から好ましい。ま
た、管状穴４１のスリット４１ａは、指支持部４０が充
分な可撓性若しくは弾性を備えていれば不要である。

【００２９】上記各実施例によれば、マウス本体内には
光ファイバーのみを配設したので、従来よりも大幅に小
型化することができ、携帯用のコンピュータ等にも容易
に収容できる。また、上記のようにマウスの構成はきわ
めて簡単であり、信号変換部は本体若しくは箱体内に収
容できるから、製造工程も簡略化され、製造コストを低
減することができる。さらに、従来機械的スイッチと電
気的接点で構成されていた操作ボタンを光ファイバーの
みの検出部で構成したので、さらに小型化を図ることが
できるとともに操作力が不要であり、操作性も向上す
る。また、マウスには指を保持する弾性装着部若しくは
指支持部を設けたので、小型化されたマウスを操作性の
悪化なしに構成できる。さらに、光ファイバーの端部に
集光特性を持たせることにより、マウスのさらなる小型
化を図ることができる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば以下
の効果を奏する。請求項１によれば、マウス本体内に放
光部及び集光部と導光体を収容すれば足りるため、機械
的及び電気的動作部が不要となり、マウスの小型化及び
耐久性の向上を図ることができる。

【００３１】請求項２によれば、マウス本体に光学的開
口を設けるだけで従来の操作ボタンと同機能を構成でき
るので、マウスのさらなる小型化を図ることができると
ともに、光学的開口を遮るだけで操作ができるので操作
性も向上する。

【００３２】請求項３によれば、指保持部を設けること
によりマウスの小型化を妨げることなく操作性を確保で
きる。

【００３３】請求項４によれば、導光体に光ファイバー
を用いることにより、部品が安価でかつ組立性が向上す
るため、製造コストを低減できる。

【００３４】請求項５によれば、光ファイバーの端部に
集光部を形成することにより、放射光の指向性を向上で
きたり集光レンズが不要となるので、検出精度を確保し
ながらさらなる小型化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光学式座標入力装置の実施例にお
けるマウス本体の外観を示す斜視図である。

【図２】同実施例におけるマウス本体の平面図である。

【図３】同実施例におけるマウス本体の光検出部を示す
拡大断面図である。

【図４】同実施例におけるマウス本体の光検出部を示す
拡大断面図である。

【図５】同実施例におけるマウス本体の操作用開口部の
内部構造を示す拡大断面図である。

【図６】同実施例におけるマウス本体の全体構成を示す
縦断面図（ａ）及び横断面図（ｂ）である。

【図７】同実施例における信号変換部の概念構成を示す
説明図である。

【図８】本発明に係る光学式座標入力装置の別の実施例
におけるマウス本体の外観を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 板状体 ２ 弾性装着部 ３ 接続ケーブル ７Ａ，７Ｂ 光検出部 ８ 透明基板 １０ 底板 １１，１２ 操作用開口部 １３，１４，１４Ａ，１４Ｂ，１８，１９，１９Ａ，１
９Ｂ，２３，２６ 光ファイバー ３０ 本体部 ４０ 指支持部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光学的パターンから座標情報若しくは移
   動情報を検出する光学的検出手段をマウス本体に備えた
   光学式座標入力装置において、 前記光学的検出手段は、外部から供給された光を所定の
   光学的パターンに照射する放光部と、該光学的パターン
   からの光を集光する集光部と、該放光部及び集光部と前
   記マウス本体の外部に設けられた信号変換部との間にお
   いて光を伝達する導光体とを備え、該信号変換部には前
   記導光体を伝搬する光信号と電気信号とを相互に変換す
   る変換手段を設けたことを特徴とする光学式座標入力装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記マウス本体の表
   面には所定の動作内容に対応した操作を可能にする外部
   操作部を設け、該外部操作部には前記信号変換部に接続
   された導光体の光学的開口を設けたことを特徴とする光
   学式座標入力装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、前記マウス本体には
   指を嵌合して保持可能に構成された指保持部を設けたこ
   とを特徴とする光学式座標入力装置。
4. 【請求項４】 請求項１において、前記導光体は光ファ
   イバーであることを特徴とする光学式座標入力装置。
5. 【請求項５】 請求項４において、前記光ファイバーの
   端部には集光部が一体的に形成されていることを特徴と
   する光学式座標入力装置。