JP2953775B2 - ポインティング制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 コンピュータのディスプレイ上のポインターまたはカ
ーソルをディスプレイ上の任意の位置へ移動させるため
のポインティング制御装置に関し、 デスクトップコンピュータのキーボード部及び携帯可能
な小型コンピュータに組み込み可能で且つ操作性を良好
ならしめることを目的とし、 所定のスイッチ回路を形成したプリント基板をケーシ
ング内に組み込んだ、コンピュータのディスプレイ上の
ポインターまたはカーソルをディスプレイ上の任意の位
置へ移動させるためのポインティング装置において、上
記ケーシングに指の屈折運動により操作する指の挿入孔
を形成するホール部材を可動に取り付けて構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明はコンピュータのディスプレイ上のポインター
またはカーソルをディスプレイ上の任意の位置へ移動さ
せるためのポインティング制御装置に関する。

従来よりデータ処理におけるデータの入出力手段とし
て、コンピュータのCRT等のディスプレイの画面上の文
字や図形によるデータを表示しつつキーボードの他にデ
ジタイザ、マウス、ライトペン、トラックボール等の入
力手段を介して、対話的な操作を行ないながらデータを
作成する方法が用いられている。このような操作方法は
例えば、図形によるデータ処理を行なうCADや、シミュ
レーション分野等に多く用いられている。

近年、データ処理、OA分野においても、データの入出
力装置として、キーボードの他にポインティングデバイ
スの使用を必須とした対話的な操作によって処理するO
S、アプリケーションソフトが操作性の良さから増加し
つつある。

一方コンピュータ装置においては、コンピュータ本
体、キーボード及びディスプレイのそれぞれが独立した
デスクトップタイプのコンピュータから、コンピュータ
本体、キーボード、ディスプレイが一体となったラップ
トップタイプ、ノートタイプ、パームトップタイプへと
携帯に便利な軽量、小型化の傾向にある。

ポインティングデバイスにおいては、使用環境が拡大
され、従来の机上設置による操作だけでなく、携帯用と
して、コンピュータを膝の上、或いは掌にのせた状態
で、ポインティングデバイスが使用できることが要求さ
れている。このため、ポインティングデバイスは、従来
のマウス、デジタイザなどのような設置面積を必要とせ
ず、コンピュータ装置に組み込むことが望まれる。また
従来のデスクトップコンピュータにおいても、机上設置
面積を小さくする要求があるため、コンピュータ装置の
組み込むことが必要とされる。なお携帯用の場合は、電
源は電池を主とするため、各デバイスは低消費電力であ
ることが必要である。

〔従来の技術〕

従来コンピュータ装置に組み込まれているポインティ
ングデバイスとしては、第20図に示すようなものがあ
る。同図に示すものは装置のキーボード１にセンサ（図
示せず）に接続されたバー２を設けておき、このバーを
左右に動かすことによりセンサを介してディスプレイ上
のポインター又はカーソルを左右に移動させ、バー２を
前後に動かすことによりディスプレイ上のポインター又
はカーソルを上下に移動させるようになっている（例、
特開平１−503418号参照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかるに、第20図に示す如き、上記従来のコンピュー
タ装置に組む込まれたポインティングデバイスにおいて
は、バー２がキーボード１の相当の面積を占有し大型と
なり、かつ斜め方向のカーソルまたはポインタの移動が
出来ない（即ち、Ｘ−Ｙ直交２平面において一度にＸ方
向あるいはＹ方向のみにしか動かせず斜め方向への移動
はＸ、Ｙ方向移動の組合せで行うしかない）ので、使い
勝手が悪いという問題がある。

本発明はこのような問題点に鑑み、デスクトップコン
ピュータのキーボード部及び携帯可能な小型コンピュー
タの組み込み可能で且つ操作性が良好なポインティング
制御装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明によれば、ケーシン
グを有するコンピュータのディスプレイ上のポインター
またはカーソルをディスプレイ上の任意の位置へ移動さ
せるためのポインティング装置において、指の屈折運動
により操作する指の挿入孔を形成する、弾性部材により
形成されるホール部材をその上端周縁部において上記ケ
ーシングから全方向に可動に垂下せしめ、該ホール部材
はその下方に設けられるホール部材の移動量検出手段に
対し浮遊状態で指の屈折方向に沿って変形可能であり、
該検出手段の検出結果に基づいてポインターまたはカー
ソルを移動させることを特徴とするポインティング制御
装置が提供される。

また上記ホール部材に永久磁石を設けると共にハウジ
ングの下方に磁電変換素子を配設することにより、ホー
ル部材が任意の方向へ移動した位置を磁電変換素子の磁
気抵抗効果による電圧変化によって検出する。

〔作 用〕 ポインターまたはカーソルをディスプレイ上の任意の
位置へ移動させる際には人指し指をホール部材の孔内に
挿入して屈折させるだけでよい。ホール部材の移動量及
び方向は永久磁石と磁電変換素子とによる磁気抵抗効果
により検知することができる。

またホール部材は指で操作することができるので小型
化が可能であり、コンピュータ装置のキーボードに組込
むことができ、且つ操作は簡単である。

〔実施例〕

第１図及び第２図は本発明の第１の実施例を示す図で
あり、第１図は組立断面図、第２図は分解斜視図であ
る。

図中、11はホール部材、12はホール部材11の基部形状
を保持するカップリング、13はホール部材12を保持する
ケーシング（ケース）である。ホール部材11の底部には
永久磁石14が埋設される。15はスライダ、16（16a,16
b）は磁気センサ、18はスイッチである。スイッチ18は
所定のスイッチ回路を形成したプリント基板17上に蓄積
され、ホール部材11を押下することにより作動される。
これら磁気センサ16、ホール部材11は、弾性材料例えば
ゴム材で成形され、例えば人差し指を入れるのに適した
形状の穴11Aを形成する。永久磁石14のかわりにホール
部材11を磁性を有するゴムにより形成してもよい。

第２図に示す如く、磁気センサ（16）及びスイッチ
（18）はプリント基板17に実装される。カップリング
（12）はホール部材11の基部にはめこみ固定される。各
部品は量産性のある加工部品であり、部品点数も少な
く、また積層型組立によって製造できるため、安価に提
供することができる。

第３図は本発明に係るフィンガーホール装置を携帯可
能な小型コンピュータのキーボード部へ実装した外観を
示すもので、本発明のフィンガーボール装置は10で示し
てある。

第４図はホール部材11の孔内に人差指を差込み、人指
し指の屈折動作によって操作する様子を示す。

第５図は人指し指を屈折させた時の状態を示し、人指
し指を屈折させることにより、ホール部材11の底部に固
設される永久磁石14の位置を移動させる。この磁石14の
移動による検出方法を第６、７図を参照して説明する。

ホール部材11に固定された永久磁石14が指の移動に伴
ってＸ軸、Ｙ軸の任意座標へ移動すると、磁気抵抗素子
（センサ）16a、16bは永久磁石14からの磁束変化により
それぞれ磁気抵抗効果により抵抗値が変化する。この場
合磁気抵抗素子16a、16bを、それぞれの磁気検出方向を
それぞれ矢印の方向となるように配置しておけばそれぞ
れの磁気抵抗変化から磁石14のＸ、Ｙ方向の変位が検出
できる。

この時の変位量を加速度制御することによりコンピュ
ータのディスプレイ上のポインター又はカーソルを移動
させることができる。この制御の詳細は後述する。

実際の操作時では、指を用いて磁石14を大きく移動さ
せるとコンピュータのディスプレイ上のポインター又は
カーソルは大きく移動し、微小移動させると微小にポイ
ンター又はカーソルを移動制御することができる。オペ
レータは指の動作によってディスプレイ上のポインター
又はカーソルを移動し、視覚によってディスプレイ上の
位置を確認して再び指を調整するといった一連の操作に
よりフィードバック制御されるため、操作性は十分良好
である。

第８図及び第９図は本発明の第２の実施例を示す図で
あり、第８図は組立断面図、第９図は分解斜視図であ
る。両図において第１図〜第７図に示す第１実施例と対
応する部品は同一番号で示し、重複説明を省略する。
尚、各部品の形状は第１実施例と第２実施例とで多少相
違していてもその機能は基本的に同一である。

尚、26はホール部材11を初期位置に復帰させるための
ばねを示し、ホール部材11に設けた外周フランジ27とハ
ウジング22との間に介在せしめられる。

ホール部材11は任意の方向へ移動可能なように、第２
実施例では、例えばケーシング13の内側面に対称に形成
した２つの穴21の中にカップリング12の突起部23を挿入
し、カップリング12の突起部23と90゜ずれた位置に対称
的に設けた穴部25に、ホール部材11の上側面に設けた突
起部27を挿入する。これによりホール部材11が任意方向
への移動可能である。

第10図は実際に人指し指を挿入した時の状態を示す図
である。ホール部材11は第５図の場合と同様に、指の関
節を中心に指を屈折することによって指とともに移動す
ることが可能となる。

ホール部材11の原点位置決め手段として、ホール部材
11の低部に突起28を設け、ホール部材11が原点位置（初
期位置）にある時にこの突起28はハウジング22に形成し
た対応凹所24内に係止する。即ち、第８図に示す初期位
置に安定保持される。

ホール部材11はその操作時に突起28が凹所24から簡単
に外れるが、上記コイル状のばね26の反力により原点へ
復帰される。

第11図は本発明の第３の実施例を示す断面図で、第１
図に示す構造に上記第２実施例の思想を適用しとものに
相当する。

第11図においてはホール部材が比較的弾性力の大きな
弾性材料で成形されているため、第８〜10図に示すスプ
リング26は不要であり自身の弾性力によって原点に復帰
することができる。原点位置決め手段を構成するホール
部材11の底部突起28を係入させるための凹所24はスライ
ダ15に形成されている。尚、30はスライダ15をホール部
材11に押し付ける方向に付勢するばねで、それにより突
起28は凹所24内に安定保持される。尚、第８図に示す実
施例においてはばね26がこのばね30の機能も兼ねてい
る。

第12、13図に示す位置検出方法の別の実施例を示す。

第12図においてホール部材11に固設される永久磁石1
4′はその着磁方向が垂直方向である（第６図の場合は
水平方向に着磁されている）。16′は磁気抵抗素子（セ
ンサ）であり、永久磁石14′と直下に配置されている。
磁気抵抗素子16′は第13図に示すようにバーバーボール
型磁気抵抗パターン16−１〜16−４が基板31上に形成さ
れ、それぞれ対向する２個が直列に接続されている。そ
して端子A,B間及びCD間に電圧を加えておけば、永久磁
石14′の変位は直列に接続された磁気抵抗パターンに磁
束が差動的に作用し、永久磁石14′の変位量は比例した
電圧がV_AB又はV_CD端子から出力される。

このように磁気抵抗素子を用いて、磁気抵抗変化を利
用した検出機能であると低消費電力化が可能となる、構
造が簡単になる等の利点がある。

また、これとは別に、第14、15図に示す如く、永久磁
石14′に対して４つの磁気抵抗素子16−１、16−２、16
−３、16−４を４方向へ配置してもよい。この場合も着
磁方向に垂直方向である。

第16図及び第17図によりスライダーの加速制御を説明
する。

第16図は制御回路図であり、43は磁石14（14′）の移
動量を検出する検出部（図は第13図の実施例のものを示
している）、44はA/D変換器、45はMPUである。

磁気抵抗変化、エンコーダの回転量等を検出する検出
部43から出力されるＸ軸移動信号及びＹ軸移動信号を増
幅してA/D変換器44でデジタル変換した後、MPU45にて加
速度制御して出力する。この加速度制御を行う際のフロ
ーチャートを第17図（ａ）に示す。

第17図（ａ）において、まず磁石のＸ軸側の移動量に
応じて出力されるＸ軸側の出力電圧を測定して、これを
記憶する。次に同様にＹ軸側の移動量に伴う出力電圧を
測定して、これを記憶する。

MPU45内には第17図（ｂ）に示すように、Ｘ軸、Ｙ軸
の電圧値に対応した加速度を示すカウント数を出力する
テーブルを備えている。例えば、Ｘ軸の電圧値が２、Ｙ
軸の電圧値が８の場合、それぞれカウント数10と40とを
出力することになり、単位時間あたりに移動信号をＸ軸
で10回、Ｙ軸で40回出力して、カーソルを制御される。

このように、加速度制御を行うことでカーソル移動を
実現させると、磁石の移動量が少なくて済むことから、
操作が容易となる、装置を小型にすることができる等の
利点が生じる。

特に、横方向の寸法を小さくでき、例えばキーボード
部において、１キー分のスペースに設置することができ
る。

第18A、18B図はホールの移動範囲を示したものであ
る。

第18A図においてホール部材11（従って磁石14）が指
により実線位置から一点鎖線位置まで傾斜せしめられた
時の全移動量はr₁＋r₂であり、そのうち一点鎖線で示す
r₁を初期移動領域とすると、これを平面図で見ると、第
18B図に示す如く初期移動領域は半径r₁となる。指をホ
ールに挿入する際の振れや、指をホールに挿入した状態
における指の微動作の領域がこの初期移動領域に相当す
る。

第19図はMPU45内のテーブルの一実施例を示したもの
である。上記の初期移動領域r₁内ではカーソル又はポイ
ンターを停止させておくのが望ましく、そのため、検出
装置から出力された電圧が例えば電圧信号値８までをカ
ウント数０としてカウントしないことを示している。こ
れにより測定精度を向上させることができる。

〔発明の効果〕

以上説明した様に本発明によれば、ケーシングの指の
挿入孔を形成するホール部材を形成することにより、ポ
インティング装置の操作性が簡単、良好になるのみなら
ず、小型化、薄型化ができ、従って、消費電力の省力化
が図れ、ラップトップタイプ、ノートタイプ、パームト
ップタイプに搭載することが可能となる。またデスクト
ップコンピュータのキーボードの組込んだ場合には、従
来のマウス、デジタイザーのような設置面積を必要とせ
ず省スペース化に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す組立断面図、 第２図は本発明の第１の実施例の分解斜視図、 第３図は本発明のポインティング制御装置を小型コンピ
ュータのキーボード部に実装した例を示す外観図、 第４図及び第５図は第１の実施例の操作例を示す図、 第６図及び第７図は磁石の変位検出方法を説明するため
の図、 第８図は本発明の第２の実施例を示す組立断面図、 第９図は本発明の第２の実施例の分解斜視図、 第10図は第２実施例の使用状態を示す図、 第11図は本発明の第３の実施例の要部を示す図、 第12図および第13図は磁石の変位検出方法の他の例を説
明するための図、 第14図及び第15図は磁石変位検出の更に別の実施例を示
す図、 第16図は加速度制御を行なうための回路図、 第17図は加速度制御のフローチャート、 第18A、18B図は本発明におけるホール部材の作動領域及
び初期作動領域を示す図、 第19図はMPUに記憶された検出電圧とカウント数との関
係を示す図、 第20図は従来のコンピュータ装置の組み込まれているポ
インティングデバイスを示す図、 である。 11……ホール部材、13……ケーシング、 14……永久磁石、16……磁気抵抗素子、 17……プリント基板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 寿修 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−115921（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−28719（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−166813（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−113142（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−116815（ＪＰ，Ａ)

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ケーシング（13）を有するコンピュータの
   ディスプレイ上のポインターまたはカーソルをディスプ
   レイ上の任意の位置へ移動させるためのポインティング
   装置において、指の屈折運動により操作する指の挿入孔
   （11A）を形成する、弾性部材により形成されるホール
   部材（11）をその上端周縁部において上記ケーシングか
   ら全方向に可動に垂下せしめ、該ホール部材はその下方
   に設けられるホール部材の移動量検出手段（15,16a,16
   b）に対し浮遊状態で指の屈折方向に沿って変形可能で
   あり、該検出手段の検出結果に基づいてポインターまた
   はカーソルを移動させることを特徴とするポインティン
   グ制御装置。
2. 【請求項２】上記検出手段（15,16a,16b）はホール部材
   （11）の底部に固設される永久磁石（14）と、その磁界
   内においてプリント基板上に配設される磁電変換素子
   （16a,16b）とにより形成されることを特徴とする請求
   項１記載のポインティング制御装置。
3. 【請求項３】上記ホール部材を非作動状態における原点
   位置に保持する保持手段（24,28）を設けたことを特徴
   とする請求項２記載のポインティング制御装置。
4. 【請求項４】上記保持手段（24,28）はホール部材（1
   1）に形成される突起（28）と、プリント基板側に配設
   されるこの突起を係入する対応凹所（24）とにより形成
   されることを特徴とする請求項３記載のポインティング
   制御装置。
5. 【請求項５】上記ホール部材を非作動状態における原点
   位置に復帰せしめる復帰手段（26）を設けたことを特徴
   とする請求項４記載のポインティング制御装置。
6. 【請求項６】プリント基板（17）上にホール部材の押し
   下げにより作動せしめられるスイッチ素子を設けたこと
   を特徴とする請求項５記載のポインティング制御装置。
7. 【請求項７】上記磁電変換素子（16a,16b）の検出信号
   をホール部材の加速度として制御する加速度制御手段を
   有することを特徴とする請求項２記載のポインティング
   制御装置。
8. 【請求項８】上記ホール部材の移動時に、その所定の初
   期移動領域においては加速度を０として処理する制御手
   段を設けたことを特徴とする請求項７記載のポインティ
   ング制御装置。