JP3900502B2 - ボール式入力装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ），端末機器（ＰＤＡ）および携帯電話等の入力を行うマウスやトラックボール等を代表とするポインティングデバイスとしての入力装置に関し、特に、入力装置の構造の簡略化等を図る技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ＰＣでは、ディスプレイ上に表示されたアイコン等を選択する入力装置としてマウスやトラックボール等を代表とするポインティングデバイスを使用することが一般的である。
【０００３】
図１３は、特開平１１−２５９２３３号公報に示すような従来のポインティングデバイスの概略的な機構図である。
この図において、ＰＣのオペレータによるポインティングデバイスの移動や操作に伴ってボール１が回転する。このボール１に対して相互に直交するＸ−Ｙ軸に沿ってＸ軸ローラ２およびＹ軸ローラ３がボール１に接触するように配置されている。
【０００４】
Ｘ軸ローラ２の軸の先端には一定間隔毎にスリット４の設けられたＸ軸スリット円盤５が、Ｙ軸ローラ３の軸の先端には一定間隔毎にスリット４の設けられたＹ軸スリット円盤６が取り付けられており、ボール１の回転に応じてＸ軸スリット円盤５およびＹ軸スリット円盤６も回転する。
【０００５】
なお、ボール１とＸ軸ローラ２およびＹ軸ローラ３との接触を維持するために、これらのＸ−Ｙ軸に対して４５度の方向に押さえローラ（図示せず）が設置されている。
【０００６】
Ｘ軸スリット円盤５を挟んで両側にＸ軸発光素子としてのＸ軸発光ダイオードＤ１およびＸ軸受光素子としてのＸ軸フォトトランジスタＴ１が、Ｙ軸スリット円盤６を挟んで両側にＹ軸発光素子としてのＹ軸発光ダイオードＤ２およびＹ軸受光素子としてのＹ軸フォトトランジスタＴ２が設置されている。即ち、Ｘ，Ｙ両軸に対してそれぞれ発光素子と受光素子とが設置されている。
かかる従来のポインティングデバイスにおいては、ボール１に直交して接した２本の軸（Ｘ軸およびＹ軸）上の円盤５，６に設けられたスリット４により、円盤５，６を挟んで設けられた発光部と受光部間の光信号の変化により、ボール１の回転位置を検出をするようにしている。
【０００７】
つまり、発光部と受光部間の光信号の変化により、ボール１の回転方向を検出すると共に、必要なＸ軸ローラ２とＹ軸ローラ３の各信号を同時に得るようにしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のポインティングデバイスにあっては、２本の軸（Ｘ軸ローラ２およびＹ軸ローラ３）上に円盤５，６を設け、この円盤５，６にスリット４を設けるようにしているため、内部の構造が複雑である。
【０００９】
このため、小型化や薄型化が難しく、また、ボール１と接するＸ軸ローラ２およびＹ軸ローラ４を有しているため、このＸ軸ローラ２およびＹ軸ローラ３に塵や異物等が付着し易いため、動作上において、不安定になり易く、定期的に清掃の必要が生ずる場合があり、維持に手間が掛かる問題があった。
【００１０】
なお、従来、ポインティングデバイスには、ボール上のある設定されたパターンにおける光の反射の変化を読み取って、ボールの回転位置を検出する構造のものもあるが、回路及び光学機構が複雑化する問題がある。
【００１１】
そこで、本発明は、ボールに接した軸上の円盤に設けられたスリットにより、円盤を挟んで設けられた発光部と受光部間の光信号の変化により回転位置を検出する構造を廃止し、その代わり、ボールの回転位置の識別構造の変更により、軸や円盤等を省いて、構造の簡略化を図り、小型化や薄型化を容易にすると共に、動作上の安定化を図ると共に、維持を容易にしたボール式入力装置を提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に係る発明は、オペレータが選択した位置に応じてボールを回転し、該ボールの回転位置に応じた信号を取り出すボール式入力装置において、前記ボールを、光透過可能な材質から形成し、その表面および内部のいずれか少なくとも一方に光を遮蔽する所定のパターンを有する構造とすると共に、該ボールを、定まった場所において回転自由となるように設置する一方、前記ボールの略中心部を通る直線上の両端に配置した発光部および受光部を含んで構成し、前記発光部と受光部間のボールの光透過部分と光遮蔽部分とによる光信号の変化により、前記ボールの回転位置を検出するようにしたことを特徴とする。
【００１３】
請求項２に係る発明は、前記ボールの回転位置の検出は、ボールの回転方向を検出すると共に、互いに直交するＸ軸とＹ軸の両信号を取り出して行うことを特徴とする。
【００１４】
請求項３に係る発明は、前記光信号の変化により取り出したＸ軸とＹ軸の両信号を、それぞれ独立して計数し、予め定めた数値により早く達した軸信号を出力し、同時に全ての計数値をリセットし、計数動作を繰り返すことを特徴とする。
【００１５】
請求項４に係る発明は、前記ボールが回転可能に嵌め込まれてなるリング状のプリント基板を備え、該プリント基板上には、該基板に接続され、かつボールを挟んで相対向する発光部と受光部とが取り付けられていることを特徴とする。
【００１６】
請求項５に係る発明は、前記プリント基板は、ボールを収納するケース内部に周方向に形成された段部に載置支持されてなることを特徴とする。
【００１７】
請求項６に係る発明は、前記ボール全体を光透過可能な材質で形成して、該ボール表面の窓部分を除く部分を光遮蔽可能な材質で形成して前記パターンを形成したことを特徴とする。
【００１８】
請求項７に係る発明は、前記ボール全体を光透過可能な材質で形成して、該ボール内部に、窓部分を有する光遮蔽可能な材質からなる部材を設けて前記パターンを形成したことを特徴とする。
【００１９】
請求項８に係る発明は、前記ボール全体を光透過可能な材質で形成して、該ボール内部に、光遮蔽可能な材質からなり、かつ第１の枠部と第２の枠部とからなる網状部材を内部に設けて前記パターンを形成したことを特徴とする。
【００２０】
請求項９に係る発明は、前記光透過可能な材質をガラスとし、前記パターンを金属で形成したことを特徴とする。
【００２１】
請求項１０に係る発明は、前記ボールの回転位置を検出する検出回路を駆動する電流供給回路に介装され、該電流供給回路をオン・オフするスイッチ手段を設け、該スイッチ手段を、前記ボールの押し動作によりオン・オフがなされるように構成したことを特徴とする。
【００２２】
請求項１１に係る発明は、前記ボールを押し動作から元の位置に復帰させるべく、該ボールを押し上げる弾性手段を設けたことを特徴とする。
【００２３】
請求項１２に係る発明は、前記ボールを回転可能に保持するボール保持板を揺動可能に設け、該ボール保持板により前記スイッチ手段を動作させることを特徴とする。
【００２４】
請求項１３に係る発明は、前記ボールを照らしだすべく点灯される照明手段を備えたことを特徴とする。
【００２５】
請求項１４に係る発明は、前記ボールの回転位置を検出する検出回路を駆動する電流供給回路に介装され、該電流供給回路をオン・オフするスイッチ手段を設け、該スイッチ手段を、前記ボールの押し動作によりオン・オフがなされるように構成すると共に、該ボールを照らしだすべく点灯される照明手段を備え、該照明手段は、スイッチ手段の動作と連動することを特徴とする。
【００２６】
かかる発明の作用を説明すると、請求項１に係る発明においては、発光部と受光部間の光軸上に、光が透過する部位と光を遮蔽する部位とを組み合わせて設けたボールを設置して、回転位置の検出を行う。
【００２７】
したがって、軸，軸上の円盤およびこの円盤のスリットがなく、内部の構造が簡単となり、小型化や薄型化が容易となり、また、ボールと接する軸が不要であるため、塵や異物等が付着し難く、動作上において、安定化を図れ、定期的な清掃も不要となる等、維持も容易となる。
【００２８】
請求項２に係る発明において、ボールの回転位置の検出は、ボールの回転方向を検出すると共に、互いに直交するＸ軸とＹ軸の両信号を取り出して行う。
したがって、直角方向だけでなく、斜め方向の動作も合わせて検出される。
【００２９】
請求項３に係る発明において、携帯電話等で良く使用される十字キー型マウス等を簡単な構成で形成でき、装置のコンパクト化を図れる結果、携帯電話等の小型化や薄型化が容易となり、また、維持も容易となる。
【００３０】
請求項４に係る発明において、プリント基板を備えると共に、該プリント基板上に発光部と受光部とを取り付けるようにしたから、より効果的に装置のコンパクト化を図れる。
【００３１】
請求項５に係る発明において、プリント基板を、装置のケース内部の段部に載置支持するようにしたから、更により効果的に装置のコンパクト化を図れる。
【００３２】
請求項６〜８に係る発明において、本発明独特のボールとしての機能は確実に維持される。
【００３３】
請求項９に係る発明において、ボールがよりみじかな材料により、簡単に形成できる。
【００３４】
請求項１０に係る発明において、装置の消費電力を下げるため、ボールを使用するときには、ボールを押して、スイッチ手段により電源供給回路をオフし、再度、ボールを使用するときに、ボールを押して、スイッチ手段により電源供給回路をオンする。
【００３５】
請求項１１に係る発明において、ボールは弾性手段によって押し動作から元の位置に復帰される。
【００３６】
請求項１２に係る発明において、ボールの押し動作は、ボール保持板を介してスイッチ手段に伝達される。
【００３７】
請求項１３に係る発明において、ボールは照明手段により照らされ、状態を鮮明に知ることができる。
【００３８】
請求項１４に係る発明において、照明手段を、スイッチ手段の動作と連動することにより、装置の消費電力を下げるため、ボールを使用するときには、ボールを押して、スイッチ手段により電源供給回路をオフしつつ、照明手段を消灯し、再度、ボールを使用するときに、ボールを押して、スイッチ手段により電源供給回路をオンしつつ、照明手段を点灯する。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、添付された図面を参照して本発明の実施の形態を詳述する。
先ず、本発明に係るボール式入力装置としてのポインティングデバイスは、従来の問題点であった塵や異物等による不安定動作を除くと共に、小型化、部品点数削減を実現するため、発光部と受光部間の光軸上に、光を透過する部位と光を遮蔽する部位とを組み合わせて設けたボールを設置して、回転位置の検出を行うことを特徴としている。
【００４０】
かかるボール式入力装置の具体的な構成を図１〜図８に基づいて説明する。
図１において、ポインティングデバイス１０は、オペレータが選択した位置に応じてボール１１を回転し、該ボール１１の回転位置によって、上述したオペレータが選択した位置の入力を行う。
【００４１】
本実施形態において、ボール１１の回転位置の検出は、ボール１１の回転方向を検出すると共に、互いに直交するＸ軸とＹ軸の両信号を取り出して行うようになっている。前記ボール１１は、光透過可能な材質から形成されると共に、定まった場所において回転自由となるように設置されている。
【００４２】
また、ボール１１は、その表面および内部のいずれか少なくとも一方に光を遮蔽する所定のパターンが施されている。
なお、このパターンについては後述する。
【００４３】
ボール１１の略中心部を通る直線上の両端に配置した発光部としての発光ダイオード（以下、ＬＥＤ）Ｄ１，Ｄ２および受光部としてのフォトトランジスタＴ１，Ｔ２を含んで構成されている。
【００４４】
この場合、ＬＥＤＤ１，Ｄ２およびフォトトランジスタＴ１，Ｔ２は、互いに直交するＸ軸とＹ軸との２つの直線上にそれぞれ設けられている。
【００４５】
そして、ＬＥＤＤ１，Ｄ２とフォトトランジスタＴ１，Ｔ２間のボール１１の光透過部分と光遮蔽部分とによる光信号の変化により、ボール１１の回転方向を検出すると共に、Ｘ軸とＹ軸の両信号を取り出すようになっている。
【００４６】
ここで、ポインティングデバイス１０のケース１２は、内部が開放可能に構成されており、上面の中央部に円形の開口部１３が形成されている。
ケース１２の内部には、ボール１１と回路基板部１４とボール支点部材１５とが収納されている。
すなわち、回路基板部１４は、プリント基板１６と回路部品１７と２つのＬＥＤＤ１，Ｄ２と２つのフォトトランジスタＴ１，Ｔ２とからなる。
【００４７】
プリント基板１６は、図２に示すように、円形のリング状に形成されており、上面の周部には、相対向する２つのＬＥＤＤ１，Ｄ２と相対向する２つのフォトトランジスタＴ１，Ｔ２とが取り付けられている。また、プリント基板１６の上面には、他の回路部品１７が取り付けられている。
【００４８】
かかるプリント基板１６の中央の孔１８には、ボール１１が回転可能に嵌め込まれて、組み付けられている。
【００４９】
かかるプリント基板１６は、ケース１２内部に周方向に形成された段部１９に載置支持される。また、ボール１１上部がケース１２の上面開口部１３から外部に突出される。
【００５０】
ボール１１底部は、ケース１２内底部に形成された球面凹部２０と該ケース１２内底部に配設された複数のボール支点部材１５とに回転自由に支承される。
図３は、同上のポインティングデバイス１０の回路ブロック図であり、ＬＥＤＤ１，Ｄ２とフォトトランジスタＴ１，Ｔ２とをボール１１を挟んで対峙させてあり、これらＬＥＤＤ１，Ｄ２とフォトトランジスタＴ１，Ｔ２は、演算回路２１にそれぞれ接続されている。演算回路２１には、ＬＥＤＤ１，Ｄ２とフォトトランジスタＴ１，Ｔ２からの信号が出力される。
【００５１】
そして、ボール１１の回転時に、該ボール１１に設けられた光透過部分と光遮蔽部分とによって発生するフォトトランジスタＴ１，Ｔ２の出力変化により、演算回路２１にてボール１１の回転方向を演算して、回転位置信号を出力するようになっている。
【００５２】
図４〜図６は、ボール１１の構造例を示している。
ボール１１は、いずれも光透過可能な材質と光遮蔽可能な材質とから構成されており、図示していないが、ボール１１の最外周部は、ボール１１の設置位置を固定し、滑らかな回転を得るため、必要に応じて、潤滑に適した材質で覆われている。
また、光透過可能な材質としては、例えばガラスが使用され、光を遮蔽するパターンの形成には、例えば金属が使用される。
【００５３】
図４に示したものは、ボール１１全体を光透過可能な材質２２で形成し、該ボール１１表面の多数の円形窓部分２３を除く部分を光遮蔽可能な材質２４で形成して、上述したパターンを形成してある。
【００５４】
図５に示したものは、ボール１１全体を光透過可能な材質２２で形成して、多数の円形窓部分２５を有する光遮蔽可能な材質からなる部材２６を内部に設けて、上述したパターンを形成してある。
【００５５】
図６に示したものは、ボール１１全体を光透過可能な材質２２で形成して、光遮蔽可能な材質からなり、かつ２０個の正６角形の枠部２７と１２個の正５角形の枠部２８とからなる網状部材２９を内部に設けて、上述したパターンを形成してある。
【００５６】
なお、図４〜図６の実施形態のボール１１においては、その表面および内部の一方にのみを光遮蔽可能としたが、ボール１１の表面および内部の両方を光遮蔽可能としても良い。
【００５７】
図７および図８は、ボール１１とＬＥＤＤおよびフォトトランジスタＴとの関係と、ボール１１の回転とフォトトランジスタＴの出力波形の関係の一例を示している。
【００５８】
図７に示すように、ＬＥＤＤから照射される光は、ボール１１内部を透過してフォトトランジスタＴに到達される。
【００５９】
右回転の場合は、フォトトランジスタＴのうち一方のフォトトランジスタＴａが先にオンし、次に、他方のフォトトランジスタＴｂがオンする。
【００６０】
更に、右回転すると、光がボール１１の光遮蔽部分３０にかかり、フォトトランジスタＴａがオフし、次に、フォトトランジスタＴｂがオフして、図８（Ａ）の出力波形のように出力を行う。
【００６１】
左回転の場合は、フォトトランジスタＴの出力は、右回転とは逆になり、図８（Ｂ）の出力波形のように出力を行う。
【００６２】
かかる本構成のポインティングデバイス１０にあっては、発光部と受光部間の光軸上に、光が透過する部位と光を遮蔽する部位とを組み合わせて設けたボール１１を設置して、ボール１１の回転位置の検出を行う構成としたから、２本の軸（Ｘ軸およびＹ軸），２軸上の円盤およびこの円盤のスリットが必要なく、内部の構造が簡単となる。
【００６３】
このため、小型化や薄型化が容易となり、また、ボール１１と接する軸が不要であるため、塵や異物等が付着し難く、動作上において、安定化を図れ、定期的な清掃も不要となる等、維持も容易となる利点がある。
【００６４】
かかる実施形態においては、次のような（１）〜（５）の利点も有する。
（１）ボール１１の回転位置の検出を、ボール１１の回転方向を検出すると共に、互いに直交するＸ軸とＹ軸の両信号を取り出して行うようにしたから、直角方向だけでなく、マウス等の斜め方向の動作も合わせて検出できる。
【００６５】
（２）ボール１１が回転可能に嵌め込まれてなるリング状のプリント基板１６を備えるようにして、該プリント基板１６上には、該基板１６に接続され、かつボール１１を挟ん 相対向するＬＥＤＤ１，Ｄ２とフォトトランジスタＴ１，Ｔ２とを取り付けるようにしたから、より効果的に装置のコンパクト化を図れる。
【００６６】
（３）プリント基板１６を、ボール１１を収納するケース１２内部に周方向に形成された段部１９に載置支持するようにしたから、更により効果的に装置のコンパクト化を図れる。
【００６７】
（４）ボール１１全体を光透過可能な材質２２で形成し、該ボール１１表面の多数の円形窓部分２３を除く部分を光遮蔽可能な材質２４で形成するか、ボール１１全体を光透過可能な材質２２で形成して、多数の円形窓部分２５を有する光遮蔽可能な材質からなる部材２６を内部に設けるか、ボール１１全体を光透過可能な材質２２で形成して、光遮蔽可能な材質からなり、かつ２０個の正６角形の枠部２７と１２個の正５角形の枠部２８とからなる網状部材２９を内部に設けて、前記パターンを形成するようにしたから、本発明独特のボールとしての機能を確実に維持できる。
【００６８】
（５）光透過可能な材質をガラスとし、パターンを金属で形成するようにしたから、ボールをよりみじかな材料により、簡単に形成できる。
【００６９】
次に、本発明のボール式入力装置の他の実施形態について説明する。
ボール式入力装置として、通常使用されているマウスは、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の変化信号を発生させ、直角方向だけでなく、マウスの斜め方向の動作も合わせて検出している。
【００７０】
本実施形態においては、本発明のボール式入力装置として、携帯電話等で使用される十字キー型マウスを実現するため、Ｘ軸またはＹ軸の１信号のみを取り出す構成とするようにしている。
すなわち、図９において、光信号を波形整形部３１にて波形整形した後、回転方向判別部３２にて回転方向を判別し、その出力（図１０の座標のＸ＋またはＸ−のいずれかのいずれか、およびＹ＋またはＹ−のいずれか）をカウンター（計数手段）３３に送る。
【００７１】
カウンター３３は、予め設定された数値を越えた入力が入る毎に出力し、合わせてその出力によって、カウンターリセット３４にて全体のカウンター３３をゼロにリセットする。
【００７２】
４つのカウンターへの入力は一時にオープンせず、順次オープンするように動作させている。
よって、それぞれ独立して計数し、より早く達したＸ軸またはＹ軸の１信号のみを出力することにより、ボールの回転方向が図１０の座標のＸ＋，Ｘ−，Ｙ＋，Ｙ−のいずれかであるかが判る。
なお、図９において、３５はボール１１の光遮蔽部である。
【００７３】
かかる実施形態においては、携帯電話等で良く使用される十字キー型マウスを簡単な構成で形成でき、マウスのコンパクト化を図れる結果、携帯電話等の小型化や薄型化が容易となり、また、維持も容易となる利点がある。
【００７４】
図１１は、本発明のさらに他の実施形態を示す。
この実施形態は、マウスで代表されるポインティングデバイスに付加機能を設けたものである。
【００７５】
ポインティングデバイス１０は、ボール１１を回転するだけではなく、ボール１１を押したときに、その押し力を使用して、スイッチ手段３６をオンまたはオフするように構成される。
【００７６】
図１１において、ボール１１の回転位置を検出する検出回路を駆動する電流供給回路に介装され、該電流供給回路をオン・オフするスイッチ手段３６は、ボール１１の頭部を押すと、オンまたはオフし、押す動作を止めることにより、弾性手段として内蔵された戻しスプリング（図示せず）により、押し上げられて、元の位置に復帰するようになっている。
なお、戻しスプリングはスイッチ手段３６とは別体に設けても良い。
また、このスイッチ手段３６は、マウスを使用してディスプレイ上のアイコンをクリックする際の（クリック）スイッチとしても使われる。
【００７７】
本実施形態においては、ボール１１底部を回転自由に支承する球面凹部２０が形成され、かつ複数のボール支点部材１５を有するボール保持板３７を、支点３８により図の上下方向に揺動可能に設け、このボール保持板３７の一端部でスイッチ手段３６を押すように構成する。
なお、図１１中、３９はボール上部カバー、４０はボール下部カバーである。
【００７８】
かかる実施形態において、例えば、予め定めた時間、ボール１１からの回転信号がないときに、スイッチ手段３６をオフして、電源供給回路をオフし、再度、ボール１１を使用するときに、ボール１１を押して、スイッチ手段３６により電源供給回路をオンでき、装置の消費電力を下げることができ、しかも、ボール１１の押し操作によりスイッチ手段を簡単に動作が可能である。
【００７９】
また、ボール１１を戻しスプリングにより押し動作から元の位置に復帰する構成としたから、押し動作後、ボール１１から手を離すことで、ボール１１が自動的に元の位置になって、便利である。
さらに、ボール１１の押し動作を、ボール保持板３７を介してスイッチ手段３６に伝達する構成としたから、ボール１１の保持と押し機構とが単一部材により形成でき、構成が簡略化される。
【００８０】
図１２は、本発明のさらに他の実施形態を示す。
この実施形態においても、マウスに付加機能を設けたものである。
すなわち、ボール１１の近傍位置に、該ボール１１を照らしだすべく点灯される照明手段としての照明素子４１を支持板４２に支持して設ける。
【００８１】
ボール１１は、上記のように、光透過可能な材質から形成されており、ボール１１を照明することで、その状態が良く判る。
なお、ボール１１の近傍位置には、ＬＥＤＤ１，Ｄ２やフォトトランジスタＴ１，Ｔ２が配設されているので、これらと干渉し合わないように、照明素子４１を配設するようにする。
【００８２】
かかる実施形態によると、ボール１１は照明素子４１により照らされ、状態を鮮明に知ることができる。
なお、照明素子４１は、上述したスイッチ手段３６の動作と連動するようにしても良く、このようにすると、装置の消費電力を下げるため、スイッチ手段３６により電源供給回路をオフしつつ、照明素子４１を消灯し、再度、ボール１１を使用するときに、ボール１１を押して、スイッチ手段３６により電源供給回路をオンしつつ、照明素子４１を点灯することができ、照明素子４１専用のスイッチ等も不要で、操作がより簡単になる。
【００８３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明のボール式入力装置によれば、発光部と受光部間の光軸上に、光が透過する部位と光を遮蔽する部位とを組み合わせて設けたボールを設置して、回転位置の検出を行う構成としたから、軸，軸上の円盤およびこの円盤のスリットがなく、内部の構造が簡単となり、小型化や薄型化が容易となり、また、ボールと接する軸が不要であるため、塵や異物等が付着し難く、動作上において、安定化を図れ、定期的な清掃も不要となる等、維持も容易となる。
【００８４】
請求項２に係る発明によれば、ボールの回転位置の検出を、ボールの回転方向を検出すると共に、互いに直交するＸ軸とＹ軸の両信号を取り出して行うようにしたから、直角方向だけでなく、斜め方向の動作も合わせて検出できる。
【００８５】
請求項３に係る発明によれば、携帯電話等で良く使用される十字キー型マウス等を簡単な構成で形成でき、装置のコンパクト化を図れる結果、携帯電話等の小型化や薄型化が容易となると共に、維持も容易となる。
【００８６】
請求項４に係る発明によれば、プリント基板を備えると共に、該プリント基板上に発光部と受光部とを取り付けるようにしたから、より効果的に装置のコンパクト化を図れる。
【００８７】
請求項５に係る発明によれば、プリント基板を、装置のケース内部の段部に載置支持するようにしたから、更により効果的に装置のコンパクト化を図れる。
【００８８】
請求項６〜８に係る発明によれば、本発明独特のボールとしての機能を確実に維持できる。
【００８９】
請求項９に係る発明によれば、ボールがよりみじかな材料により、簡単に形成できる。
【００９０】
請求項１０に係る発明によれば、装置の消費電力を下げることができ、しかも、ボールの押し操作によりスイッチ手段を簡単に動作が可能であり、操作性にも優れている。
【００９１】
請求項１１に係る発明によれば、ボールを弾性部材により押し動作から元の位置に復帰する構成としたから、押し動作後、ボールから手を離すことで、ボールが自動的に元の位置になって、便利である。
【００９２】
請求項１２に係る発明によれば、ボールの押し動作を、ボール保持板を介してスイッチ手段に伝達する構成としたから、ボールの保持と押し機構とが単一部材により形成でき、構成が簡単である。
【００９３】
請求項１３に係る発明によれば、ボールを照明手段により照らすことができ、状態を鮮明に知ることができる。
【００９４】
請求項１４に係る発明によれば、照明手段を、スイッチ手段の動作と連動するようにしたから、装置の消費電力を下げるため、スイッチ手段により電源供給回路をオフしつつ、照明手段を消灯し、再度、ボールを使用するときに、ボールを押して、スイッチ手段により電源供給回路をオンしつつ、照明手段を点灯することができ、照明手段専用のスイッチ等も不要で、操作がより簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るボール式入力装置の一実施形態を示す図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面断面図
【図２】 同上のボール式入力装置におけるボールとプリント基板の関係を示す図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図
【図３】 同上のボール式入力装置の回路部のブロック図
【図４】 同上のボール式入力装置におけるボールの構造の実施形態を示す図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図
【図５】 同上のボール式入力装置におけるボールの構造の他の実施形態を示す図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図
【図６】 同上のボール式入力装置におけるボールの構造のさらに他の実施形態を示す図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図
【図７】 ボールとＬＥＤおよびフォトトランジスタとの関係を示す図
【図８】 同上のボールの回転とフォトトランジスタの出力波形の関係を示す図
【図９】 本発明の他の実施形態の回路部のブロック図
【図１０】 同上の実施形態を説明するための座標
【図１１】 本発明のさらに他の実施形態の縦断面図
【図１２】 本発明のさらに他の実施形態の縦断面図
【図１３】 従来例の概略を示す図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）中の円盤の正面図
【符号の説明】
１０ ポインティングデバイス
１１ ボール
Ｄ１，Ｄ２ ＬＥＤ
Ｔ１，Ｔ２ フォトトランジスタ
１２ ケース
１６ プリント基板
２２ 光透過可能な材質
２３ 円形窓部分
２４ 光遮蔽可能な材質
２５ 円形窓部分
２６ 光遮蔽可能な材質からなる部材
２７ 枠部
２８ 枠部
２９ 網状部材
３０ 光遮蔽部分
３１ 波形整形部
３２ 回転方向判別部
３３ カウンター
３４ カウンターリセット
３６ スイッチ手段
３７ ボール保持板
３８ 支点
４１ 照明素子

Claims (14)

1. オペレータが選択した位置に応じてボールを回転し、該ボールの回転位置に応じた信号を取り出すボール式入力装置において、
   前記ボールを、光透過可能な材質から形成し、その表面および内部のいずれか少なくとも一方に光を遮蔽する所定のパターンを有する構造とすると共に、該ボールを、定まった場所において回転自由となるように設置する一方、前記ボールの略中心部を通る直線上の両端に配置した発光部および受光部を含んで構成し、前記発光部と受光部間のボールの光透過部分と光遮蔽部分とによる光信号の変化により、前記ボールの回転位置を検出するようにしたことを特徴とするボール式入力装置。
2. 前記ボールの回転位置の検出は、ボールの回転方向を検出すると共に、互いに直交するＸ軸とＹ軸の両信号を取り出して行うことを特徴とする請求項１記載のボール式入力装置。
3. 前記光信号の変化により取り出したＸ軸とＹ軸の両信号を、それぞれ独立して計数し、予め定めた数値により早く達した軸信号を出力し、同時に全ての計数値をリセットし、計数動作を繰り返すことを特徴とする請求項２記載のボール式入力装置。
4. 前記ボールが回転可能に嵌め込まれてなるリング状のプリント基板を備え、該プリント基板上には、該基板に接続され、かつボールを挟んで相対向する発光部と受光部とが取り付けられていることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１つに記載のボール式入力装置。
5. 前記プリント基板は、ボールを収納するケース内部に周方向に形成された段部に載置支持されてなることを特徴とする請求項４記載のボール式入力装置。
6. 前記ボール全体を光透過可能な材質で形成して、該ボール表面の窓部分を除く部分を光遮蔽可能な材質で形成して前記パターンを形成したことを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか１つに記載のボール式入力装置。
7. 前記ボール全体を光透過可能な材質で形成して、該ボール内部に、窓部分を有する光遮蔽可能な材質からなる部材を設けて前記パターンを形成したことを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか１つに記載のボール式入力装置。
8. 前記ボール全体を光透過可能な材質で形成して、該ボール内部に、光遮蔽可能な材質からなり、かつ第１の枠部と第２の枠部とからなる網状部材を内部に設けて前記パターンを形成したことを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか１つに記載のボール式入力装置。
9. 前記光透過可能な材質をガラスとし、前記パターンを金属で形成したことを特徴とする請求項１〜８のうちいずれか１つに記載のボール式入力装置。
10. 前記ボールの回転位置を検出する検出回路を駆動する電流供給回路に介装され、該電流供給回路をオン・オフするスイッチ手段を設け、該スイッチ手段を、前記ボールの押し動作によりオン・オフがなされるように構成したことを特徴とする請求項１〜９のうちいずれか１つに記載のボール式入力装置。
11. 前記ボールを押し動作から元の位置に復帰させるべく、該ボールを押し上げる弾性手段を設けたことを特徴とする請求項１０記載のボール式入力装置。
12. 前記ボールを回転可能に保持するボール保持板を揺動可能に設け、該ボール保持板により前記スイッチ手段を動作させることを特徴とする請求項１０または１１記載のボール式入力装置。
13. 前記ボールを照らしだすべく点灯される照明手段を備えたことを特徴とする請求項１〜１２のうちいずれか１つに記載のボール式入力装置。
14. 前記ボールの回転位置を検出する検出回路を駆動する電流供給回路に介装され、該電流供給回路をオン・オフするスイッチ手段を設け、該スイッチ手段を、前記ボールの押し動作によりオン・オフがなされるように構成すると共に、該ボールを照らしだすべく点灯される照明手段を備え、該照明手段は、スイッチ手段の動作と連動することを特徴とする請求項１〜９のうちいずれか１つに記載のボール式入力装置。

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