ポインティングデバイス
【課題】磁電変換素子型のポインティングデバイスにおいて、操作性を損なうことなく一層の低背化を可能にする。
【解決手段】ポインティングデバイス１０は、回路基板１８の上方に支点１４を中心に揺動自在に支持されるカバー４６及びホルダ４８を備える。回路基板１８には４個の磁電変換素子２４が実装される。ホルダ４８はその凹部６５に磁石６６を収容する。第１及び第２フレーム体２０、２２とホルダ４８の間には、板ばね７４が配置される。板ばね７４は、第１及び第２フレーム体２０、２２に係合する第１部分７６と、第１部分７６に沿って支点１４の周囲でそれぞれ弧状に延設され、ホルダ４８に係合する３個の第２部分７８とを有する。板ばね７４は、３個の第２部分７８のばね力により、カバー４６及びホルダ４８を回路基板１８の上方で常に初期位置に付勢する。
【解決手段】ポインティングデバイス１０は、回路基板１８の上方に支点１４を中心に揺動自在に支持されるカバー４６及びホルダ４８を備える。回路基板１８には４個の磁電変換素子２４が実装される。ホルダ４８はその凹部６５に磁石６６を収容する。第１及び第２フレーム体２０、２２とホルダ４８の間には、板ばね７４が配置される。板ばね７４は、第１及び第２フレーム体２０、２２に係合する第１部分７６と、第１部分７６に沿って支点１４の周囲でそれぞれ弧状に延設され、ホルダ４８に係合する３個の第２部分７８とを有する。板ばね７４は、３個の第２部分７８のばね力により、カバー４６及びホルダ４８を回路基板１８の上方で常に初期位置に付勢する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パーソナルコンピュータ等のデータ処理装置に設置されるポインティングデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータやワードプロセッサ等の、ディスプレイ及びキーボードを備えたデジタルデータ処理装置において、オペレータが手操作してアナログ的な情報を入力することによりディスプレイ上の座標データを指示する補助入力装置としてのポインティングデバイスを備えたものは周知である。特に、携帯可能な小型データ処理装置では、処理装置の筐体にポインティングデバイスを一体的に組込むか、又はマウス等の別体のポインティングデバイスをケーブル及びコネクタを介して処理装置筐体に着脱自在に接続して使用する構成が一般的である。
【０００３】
この種のポインティングデバイスとして、基部と、基部上に設定した支点を中心に揺動自在に基部に支持される操作部と、基部及び操作部の一方に担持される磁石と、磁石に対向して基部及び操作部の他方に担持される磁電変換素子（一般にホール素子）と、操作部を基部上で初期位置に付勢する弾性部材とを具備するものが知られている（例えば特許文献１参照）。このポインティングデバイスでは、オペレータが手で操作部を弾性部材の付勢に抗して揺動させ、磁石と磁電変換素子との相対的位置関係を変化させて磁電変換素子の出力電圧を変動させることにより、操作部の揺動方向及び揺動角度に対応したアナログ情報を入力することができる。
【０００４】
上記した磁電変換素子型のポインティングデバイスを、小型データ処理装置の筐体に一体的に組込む場合には、通常、処理装置のキーボードに隣接する筐体上面に操作部を露出させた状態にポインティングデバイスを設置する。このとき、処理装置の携帯性を損なわないようにするために、筐体上面からの操作部の突出高さは可及的に低くされる。特に、処理装置の薄型化を促進するためには、ポインティングデバイス自体の低背化、すなわち基部の底面から操作部の上端面に至る寸法の可及的削減が要求される。
【０００５】
他方、このような一体組込式のポインティングデバイスは、本来、ごく限られた領域内での入力動作を強いられるものであるのに加えて、上記した低背化を進めるに伴い、操作性の一層の低下が懸念される。したがって、薄型化したデータ処理装置の使用に際し、オペレータがポインティングデバイスの操作性を優先的に求める場合には、処理装置の寸法に関与しない着脱式のポインティングデバイスがしばしば使用される。特に、データ処理装置を携帯使用する場合には、裏面に操作ボールを露出させた通常のマウスは操作場所の確保が困難であるから、従来の一体組込式のポインティングデバイスと同様の構成を有するポインティングデバイスを、処理装置の筐体に着脱自在に装着して使用する構成が提案されている（例えば特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−４９２９２号公報
【特許文献２】特開平６−１３９０１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の磁電変換素子型のポインティングデバイスを低背化するためには、各構成部品の、組立時の高さに相当する（すなわち高さ方向の）寸法を削減することが求められる。しかし、操作部を初期位置に付勢するための、一般にゴムやコイルばねからなる弾性部材に関しては、高さ方向の寸法を無闇に削減すると、弾性変形時に発生するばね力が不足し、結果として操作部を正確かつ安定的に操作することが困難になる危惧がある。さらに、各構成部品の高さ方向の寸法を削減すると、処理装置の筐体上面に露出する操作部の外面と磁石との間の距離が必然的に短くなり、その結果、操作部を通した外部への磁気漏洩が生じ易くなる課題がある。
【０００８】
また、例えば特許文献２に記載される従来の着脱式ポインティングデバイスは、操作部及び操作部の動作を検出する検出部を収容するハウジングを有し、ハウジングから延長されるケーブルをコネクタによりデータ処理装置に接続するとともに、ハウジングを処理装置の筐体上の所望位置に装着して使用される。このような構成では、ポインティングデバイスの電気的接続及び機械的装着作業が煩雑になり、しかも装着状態でケーブルがデータ処理装置の周囲に延長されるので、処理装置の携帯性及び作業性を損なう懸念がある。
【０００９】
したがって本発明の目的は、磁電変換素子型のポインティングデバイスにおいて、操作部の操作性を損なうことなく一層の低背化が可能なポインティングデバイスを提供することにある。
本発明の他の目的は、磁電変換素子型のポインティングデバイスにおいて、低背化を進める際にも、操作部を通した磁気漏洩を可及的に低減できるポインティングデバイスを提供することにある。
【００１０】
本発明のさらに他の目的は、データ処理装置に着脱自在に装着して使用されるポインティングデバイスにおいて、処理装置への電気的接続及び機械的装着を容易に実施でき、しかも処理装置の携帯性及び作業性を損なうことがないポインティングデバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、基部と、基部上に支点を中心として揺動自在に支持される操作部と、基部及び操作部の一方に担持される磁石と、磁石に対向して基部及び操作部の他方に担持される磁電変換素子と、基部と操作部との間に配置され、操作部を基部上で初期位置に付勢する弾性部材とを具備するポインティングデバイスにおいて、弾性部材が板ばねからなり、板ばねが、基部に係合する第１部分と、第１部分から一体的に支点の周囲に延設され、操作部に係合する第２部分とを有することを特徴とするポインティングデバイスを提供する。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のポインティングデバイスにおいて、板ばねの第１部分が、支点の周囲に環状に延びて基部上に固定的に支持され、第２部分が、第１部分に沿って弧状に延設されてばね性を発揮するポインティングデバイスを提供する。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のポインティングデバイスにおいて、板ばねの第２部分がＵ字形状を有するポインティングデバイスを提供する。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のポインティングデバイスにおいて、磁石の上方で操作部に設置され、磁路を構成するヨークをさらに具備するポインティングデバイスを提供する。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のポインティングデバイスにおいて、磁石が操作部に担持され、ヨークが磁電変換素子から離れた側で磁石に隣接して配置されるポインティングデバイスを提供する。
請求項６に記載の発明は、基部と、基部上に支点を中心として揺動自在に支持される操作部と、基部及び操作部の一方に担持される磁石と、磁石に対向して基部及び操作部の他方に担持される磁電変換素子と、基部と操作部との間に配置され、操作部を基部上で初期位置に付勢する弾性部材とを具備するポインティングデバイスにおいて、磁石の上方で操作部に設置され、磁路を構成するヨークを具備することを特徴とするポインティングデバイスを提供する。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、基部と、基部上に支点を中心として揺動自在に支持される操作部と、基部及び操作部の一方に担持される磁石と、磁石に対向して基部及び操作部の他方に担持される磁電変換素子と、基部と操作部との間に配置され、操作部を基部上で初期位置に付勢する弾性部材とを具備するポインティングデバイスにおいて、基部及び操作部に隣接して配置されるコネクタ部を具備し、コネクタ部を介してデータ処理装置に着脱自在に装着されるとともに、装着時にコネクタ部が基部及び操作部を支持することを特徴とするポインティングデバイスを提供する。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、操作部と、操作部の動作を検出する検出部とを具備するポインティングデバイスにおいて、操作部及び検出部に隣接して配置されるコネクタ部を具備し、コネクタ部を介してデータ処理装置に着脱自在に装着されるとともに、装着時にコネクタ部が操作部及び検出部を支持することを特徴とするポインティングデバイスを提供する。
【００１６】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載のポインティングデバイスにおいて、操作部及び検出部を収容するハウジングを具備し、コネクタ部がハウジングに回動自在に連結されるポインティングデバイス。
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載のポインティングデバイスにおいて、ハウジングが、データ処理装置の筐体に係合可能な係合部を備えるポインティングデバイスを提供する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、磁電変換素子型のポインティングデバイスにおいて、操作部の操作性を損なうことなく一層の低背化が実現される。また、低背化を進める際にも、操作部を通した磁気漏洩を可及的に低減できる。したがって、データ処理装置の一層の薄型化を促進することができる。さらに本発明によれば、データ処理装置に着脱自在に装着して使用されるポインティングデバイスにおいて、処理装置の携帯性及び作業性を損なうことなく、処理装置への電気的接続及び機械的装着を迅速かつ容易に実施することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図面において、同一又は類似の構成要素には共通の参照符号を付す。
図１は本発明の一実施形態によるポインティングデバイス１０の分解斜視図、図２はポインティングデバイス１０の分解縦断面図、図３はポインティングデバイス１０の組立時の縦断面図、並びに図４はポインティングデバイス１０の組立時の（ａ）平面図及び（ｂ）側面図である。ポインティングデバイス１０は、パーソナルコンピュータやパーソナルワードプロセッサ等の、特に携帯可能な小型データ処理装置において、ディスプレイ上の座標データを指示する低背型の補助入力装置として有利に使用できる。
【００１９】
ポインティングデバイス１０は、基部１２と、基部１２上に設定した支点１４を中心に揺動自在に基部１２に支持される操作部１６とを備える。基部１２は、図示しないＣＰＵ等の電子部品を実装した回路基板１８と、互いに組合せた状態で回路基板１８に固定的に取付けられる第１及び第２のフレーム体２０、２２とから構成される。回路基板１８の表面の所定位置には、複数（図示実施形態では４個）の磁電変換素子（ホール素子）２４が実装される。それら磁電変換素子２４は、組合せたフレーム体２０、２２の内側に位置決めされる。
【００２０】
第１のフレーム体２０は、略環状の外周部分２６と外周部分２６の内側に延設される中心部分２８とを一体に有する薄板状部材であり、中心部分２８に、支点１４を構成する半球状の溝が形成される。第２のフレーム体２２は、略円筒状の周壁部分３０と周壁部分３０の径方向内側に局所的に延長される複数（図示実施形態では３個）のフランジ部分３２とを一体に有し、周壁部分３０及びフランジ部分３２により、第１のフレーム体２０を収容する凹部が画成される。第１のフレーム体２０の外周部分２６には、その外面の所定位置に外向きの爪３４が形成される。第２のフレーム体２２の周壁部分３０には、その内面の所定位置に、爪３４に係合可能な内向きの爪３６が形成される。第１及び第２のフレーム体２０、２２は、両者の爪３４、３６が互いにスナップ式に係合することにより、互いに固定的に組合わされる。なお、本明細書で「スナップ式係合」とは、対応の係合要素同士が、一方又は双方の弾性変形及び弾性復元を伴って互いに係合する形態を示すものである。
【００２１】
第１のフレーム体２０には、支点１４を構成する中心部分２８の溝の裏側に１つの突起３８が形成され、外周部分２６の対応する側にも１つの突起４０が形成される。それら突起３８、４０は、回路基板１８の表面に設けた位置決め孔４２、４４にそれぞれ嵌入され、それにより、互いに組合わされた第１及び第２のフレーム体２０、２２が、回路基板１８上の所定位置に位置決めされる。このとき、回路基板１８に実装された複数の磁電変換素子２４は、第１のフレーム体２０の外周部分２６と中心部分２８との間の開口内に、支点１４を中心として周方向へ分散して配置される。さらに、第２のフレーム体２２は、図示しないボルトにより回路基板１８に固定される。
【００２２】
操作部１６は、オペレータが手や指を接触させるカバー４６と、カバー４６に固定的に組付けられるホルダ４８とから構成される。カバー４６は、略円板状の端壁部分５０と端壁部分５０の外縁から軸線方向へ延長される略円筒状の周壁部分５２とを一体に有し、端壁部分５０及び周壁部分５２により、基部１２の第２のフレーム体２２を受容可能な凹部が画成される。カバー４６の端壁部分５０の外面には、人間工学的に円滑に凹曲する操作面５４が形成される。また、カバー４６の端壁部分５０の内面には、先端に内向きの爪５６を有した複数（図示実施形態では３個）の係止片５８が突設される。それら係止片５８は、周壁部分５２から離れて、周壁部分５２に略同心状に配置される。
【００２３】
ホルダ４８は、略円板状の底壁部分６０と底壁部分６０の外縁から径方向へ局所的に延長される複数（図示実施形態では３個）のフランジ部分６２とを一体に有する。ホルダ４８の底壁部分６０は、その一面に立設される円筒壁６４を有し、底壁部分６０と円筒壁６４とによって画成される凹部６５に、略円板状の磁石６６が収容される。ホルダ４８の複数のフランジ部分６２は、底壁部分６０の周方向へ略等間隔に配置される。底壁部分６０と各フランジ部分６２との間には、円筒壁６４に略平行に延びる補助壁６８がそれぞれ立設される。底壁部分６０の、フランジ部分６２を有しない外縁領域には、それぞれ外向きの爪７０が形成される。カバー４６とホルダ４８とは、前者の各係止片５８の爪５６と後者の各爪７０とが互いにスナップ式に係合することにより、互いに固定的に組合わされる。なおこのとき、カバー４６の隣合う係止片５８の間に、ホルダ４８の各補助壁６８が配置される。
【００２４】
ホルダ４８の底壁部分６０の、円筒壁６４の反対側の面は、外縁から中心に向かって略円錐状に延びて、その隆起した中心部に略半球状の突部７２が形成される。操作部１６を基部１２に組付ける際には、ホルダ４８を、その複数のフランジ部分６２が、基部１２の第２のフレーム体２２の複数のフランジ部分３２に対し側方へずれた位置関係で、第２のフレーム体２２の周壁部分３０の内側に挿入する。このとき同時に、ホルダ４８に固定したカバー４６の端壁部分５０と周壁部分５２との間の凹部に、第２のフレーム体２２が受容され、またホルダ４８の突部７２が、第１のフレーム体２０の中心部分２８に設けた支点１４を構成する溝に、がたつきなく摺動自在に嵌入される。このようにしてホルダ４８は、カバー４６及び磁石６６と一体的に、支点１４を中心として３６０°全方位へ揺動自在に第１のフレーム体２０に支持される。この状態で磁石６６は、回路基板１８上の複数の磁電変換素子２４に、所定の間隔を開けて対向配置される。
【００２５】
ポインティングデバイス１０はさらに、操作部１６を基部１２上で初期位置に付勢する弾性部材として作用する板ばね７４を備える。板ばね７４は、基部１２に係合する第１部分７６と、第１部分７６から一体的に延設され、操作部１６に係合する複数（図示実施形態では３個）の第２部分７８とを有する。板ばね７４は、例えばばね鋼板から打ち抜いて形成される薄板状部材であり、その第１部分７６は、支点１４の周囲に略円環状に延びて、基部１２の第１のフレーム体２０と第２のフレーム体２２との間に固定的に支持される。板ばね７４の複数の第２部分７８は、第１部分７６の周方向等間隔位置で、第１部分７６に沿ってそれぞれ弧状に延設され、それらの自由端で、操作部１６のホルダ４８の複数のフランジ部分６２にそれぞれ支持される。板ばね７４は、無負荷時には図１及び図２に示すように、第１部分７６と第２部分７８とが互いに実質的同一の平面上に配置される。その状態から、各第２部分７８に外力が加わると、各第２部分７８が弾性変形して、外力に対しばね性を発揮する。
【００２６】
板ばね７４の第１部分７６と各第２部分７８との連結部位の近傍には、それぞれ貫通孔８０が形成される。これに対応して、基部１２の第２のフレーム体２２は、その複数のフランジ部分３２の内面にそれぞれ位置決め用の突起８２が形成される。板ばね７４は、各貫通孔８０に第２のフレーム体２２の各突起８２を挿入した状態で、その第１部分７６が、第１のフレーム体２０の外周部分２６と第２のフレーム体２２の複数のフランジ部分３２との間に挟持されることにより、基部１２に組込まれる。
【００２７】
前述したように操作部１６を基部１２に組付ける際には、板ばね７４の各第２部分７８を、その自由端でホルダ４８の各フランジ部分６２の上面すなわち回路基板１８から離れた側の面に係合させる。このとき、全ての第２部分７８が、対応のフランジ部分６２から負荷を受けて上方へ僅かに弾性変形した状態に置かれる（図３）ように、各構成部品が寸法設定される。その結果、板ばね７４の複数の第２部分７８が、ホルダ４８の複数のフランジ部分６２のそれぞれに、下方すなわち回路基板１８へ接近する方向への実質的均等なばね力を及ぼし、この平衡したばね力の下で、カバー４６とホルダ４８とからなる操作部１６が、磁石６６と一体的に、初期位置に安定的に保持される。なお、初期位置では、カバー４６の端壁部分５０が回路基板１８に実質的平行に配置され、回路基板１８上の複数の磁電変換素子２４が操作部１６上の磁石６６からいずれも実質的等距離に配置される。
【００２８】
ポインティングデバイス１０を操作する際には、オペレータが手指で操作部１６のカバー４６を操作して、板ばね７４の付勢に抗して基部１２上で支点１４を中心に揺動させる。このとき、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、カバー４６の揺動方向及び揺動角度に対応して、磁石６６と各磁電変換素子２４との相対的位置関係が変化し、それにより複数の磁電変換素子２４が互いに異なる電圧を出力する。カバー４６の揺動動作に伴う各磁電変換素子２４の出力電圧の変動は、回路基板１８上の図示しないＣＰＵでアナログ情報として処理されてデジタル座標データに変換され、回路基板１８に設けられたコネクタ部８４（図１）を介して、データ処理装置（図示せず）の処理機構に出力される。このようにして、操作部１６のカバー４６の揺動方向及び揺動角度に対応して、例えばデータ処理装置のディスプレイ上のキャラクタやカーソルを所望方向に所望距離だけ移動することができる。
【００２９】
図５（ａ）、（ｂ）に示すように、カバー４６を初期位置から所望方向に揺動させると、板ばね７４の複数の第２部分７８が、ホルダ４８の複数のフランジ部分６２の揺動により、平衡した弾性変形状態から揺動方向に対応して偏った弾性変形状態に移行する。つまり操作部１６は、板ばね７４の複数の第２部分７８が平衡状態に復元しようとするばね力により、常に初期位置に向けて付勢される。その結果、操作部１６は、オペレータの手指の動作に正確かつ円滑に対応して揺動するとともに、オペレータがカバー４６から手指を離すと同時に初期位置へ迅速に復帰する。
【００３０】
このように、ポインティングデバイス１０においては、操作部１６を初期位置に付勢する弾性部材として、薄板状の板ばね７４を使用したので、組立てたポインティングデバイス１０の高さ方向の寸法を容易に削減することができる。しかも板ばね７４は、その各第２部分７８が第１部分７６に沿って支点１４の周囲に弧状に延設されるので、高さ方向の寸法が極めて小さい構成であるにも関わらず、周方向へ所望長さに延びる各第２部分７８により、操作部１６を安定的に操作するに必要十分なばね力を発揮することができる。したがってポインティングデバイス１０は、操作部１６の操作性を損なうことなく一層の低背化が可能であり、データ処理装置の筐体に一体的に組込んで使用する場合に、データ処理装置のさらなる薄型化を促進できるものである。
【００３１】
ポインティングデバイス１０の板ばね７４は、上記以外の様々な形状を有することができる。例えば図６に示すように、第１部分７６に連結される基端側からＵ字状に延びる第２部分７８′を有する板ばね７４を採用できる。この場合、第２部分７８′は、その先端の自由端領域７９で、ホルダ４８のフランジ部分６２に係合するように構成される。このような構成によれば、ばね作用部分である第２部分７８′の全長を容易に増加できるので、さらに大きなばね力を獲得することができる。
【００３２】
なお、本発明における上記した板ばねは、磁石と磁電変換素子との配置が上記実施形態とは逆の構成、すなわち基部に設置した磁石に対し、操作部に設置した磁電変換素子が変位するように構成されたポインティングデバイスにおいても、有効に使用でき、かつ同様に格別の作用効果を奏するものである。
【００３３】
ポインティングデバイス１０はさらに、磁石６６の上方で操作部１６に設置され、磁路を構成するヨーク８６を備える。ヨーク８６は、磁性鋼板等の板金材料から絞り加工により形成される皿状部材であり、略円板状の端壁部分８８と端壁部分８８の外縁から軸線方向へ延長される略円筒状の周壁部分９０とを一体に有する。ヨーク８６は、その周壁部分９０をホルダ４８の円筒壁６４と各補助壁６８との間に挿入して、磁石６６を凹部６５に収容したホルダ４８に取付けられる。このとき、ヨーク８６の端壁部分８８は、磁電変換素子２４から離れた側で磁石６６に隣接して配置される。ヨーク８６は、その端壁部分８８及び周壁部分９０に沿って、磁石６６による磁気回路を形成するので、カバー４６を通した外部への磁気漏洩を低減するように作用するとともに、磁界を回路基板１８上の複数の磁電変換素子２４に接近する方向へ向けるように作用する。したがって、板ばね７４の上記作用効果により低背化したポインティングデバイス１０においても、操作部１６を通した外部への磁気漏洩を可及的に低減することができる。
【００３４】
なお、本発明における上記したヨークは、磁電変換素子を用いたポインティングデバイスであれば、弾性部材として板ばねを使用する上記実施形態に限らず、ゴムやコイルばね等の他の弾性部材を使用するポインティングデバイスにおいても、有効に使用でき、かつ同様に格別の作用効果を奏するものである。
【００３５】
上記実施形態によるポインティングデバイス１０は、操作性低下や磁気漏洩の問題を解決して低背化を実現できるものであり、薄型のデータ処理装置の筐体に一体的に組込まれる組込式ポインティングデバイスとして、特に有利に使用できる。しかし、オペレータの意向によっては、データ処理装置に着脱自在に装着して使用される着脱式のポインティングデバイスが要求される場合もある。図７〜図１０は、そのような着脱式の構成を有した本発明の他の実施形態によるポインティングデバイス１００を示す。
【００３６】
ポインティングデバイス１００は、操作部１０２と、操作部１０２の動作を検出する検出部１０４と、操作部１０２及び検出部１０４に隣接して配置されるコネクタ部１０６とを備えて構成される。ポインティングデバイス１００は、コネクタ部１０６を介して、後述するデータ処理装置に着脱自在に装着される。操作部１０２は、組立体として図示されるが、平椀状のカバー４８に代えて棒状部分１０８を有するドーム１１０を装備した点以外は、前述したポインティングデバイス１０の操作部１６と実質的に同一の内部構造を有するものである。したがって、操作部１０２の内部構造の図示及び説明は省略する。
【００３７】
検出部１０４は、図示しないＣＰＵ等の電子部品を実装した回路基板１１２と、回路基板１１２上の所定位置に実装される複数の磁電変換素子１１４とから構成される。回路基板１１２及び磁電変換素子１１４は、前述したポインティングデバイス１０の回路基板１８及び磁電変換素子２４と実質的に同一の構成を有するものであり、説明を省略する。ドーム１１０は、回路基板１１２に固定されるフレーム体１１６上に、支点（図示せず）を中心として揺動自在に支持される。フレーム体１１６は、ポインティングデバイス１０における第１及び第２フレーム体２０、２２に相当するものである。
【００３８】
このように、ポインティングデバイス１００は、その基本的な構成を前述したポインティングデバイス１０と実質的に同一のものとすることができる。ただし、着脱式の構成を有するポインティングデバイス１００では、寸法上の制約が少ないので、前述した板ばね７４に代えて、ゴムやコイルばね等の他の弾性部材を使用することもできる。
【００３９】
ポインティングデバイス１００はさらに、操作部１０２及び検出部１０４を収容する上下一対のハウジング１１８、１２０を備える。それらハウジング１１８、１２０は互いに組合わされて、フレーム体１１６を固定した回路基板１１２を固定的に支持するとともに、棒状部分１０８を含むドーム１１０の一部分を上部ハウジング１１８に設けた開口部１２２から外部に突出させる。両ハウジング１１８、１２０の外面には、円筒状の曲面部分を有する凹部１２４、１２６がそれぞれ形成される。それら凹部１２４、１２６は、両ハウジング１１８、１２０を組合せたときに、それらの曲面部分を互いに円滑に接続して、コネクタ部１０６を受容する受容部１２８を形成する。図示のように受容部１２８は、半円よりも大きな弓形の断面形状を有する。
【００４０】
コネクタ部１０６は、一例としてＵＳＢ(Universal Serial Bus)規格に従った角形接続部を有するコネクタ１３０と、コネクタ１３０をその接続部を露出させて固定的に収容するケーシング１３２とを備える。コネクタ１３０は、図示しないケーブル又はリード線を介して、検出部１０４の回路基板１１２に接続される。ケーシング１３２は、両ハウジング１１８、１２０の受容部１２８の形状に対応する略弓形断面形状を有する筒状組立体であり、その円筒状の外周面部分を受容部１２８の円筒状の曲面部分に対向ないし接触させて、受容部１２８に受容される。
【００４１】
両ハウジング１１８、１２０の受容部１２８には、それぞれの凹部１２４、１２６の曲面部分に周方向へ延びる互いに平行な一対の突条１３４が形成される。これに対応して、コネクタ部１０６のケーシング１３２には、その円筒状の外周面部分に、互いに平行に周方向へ延びる一対の溝１３６が形成される。コネクタ部１０６は、そのケーシング１３２の外面の一対の溝１３６に、両ハウジング１１８、１２０の受容部１２８の一対の突条１３４をそれぞれ嵌入した状態で、受容部１２８に受容される。これによりコネクタ部１０６は、受容部１２８内で突条１３４に沿って回動自在に、かつ受容部１２８から脱落しないように、両ハウジング１１８、１２０に連結される。
【００４２】
ポインティングデバイス１００は、図１１及び図１２に示すように、パーソナルコンピュータやパーソナルワードプロセッサ等のデータ処理装置１４０の筐体１４２に着脱自在に装着して使用される。データ処理装置１４０は、キーボード１４４とディスプレイ１４６とを集約的に備えた携帯可能な装置として示されており、キーボード１４４を収容する筐体１４２の側面所定位置に、ポインティングデバイス１００のコネクタ部１０６を接続するインタフェース部１４８が設置される。
【００４３】
ポインティングデバイス１００は、コネクタ部１０６及びインタフェース部１４８を介してデータ処理装置１４０に着脱自在に装着されるとともに、装着時にコネクタ部１０６が、操作部１０２及び検出部１０４を内蔵したハウジング１１８、１２０を支持するように作用する。このような構成によれば、データ処理装置１４０へのポインティングデバイス１００の電気的接続及び機械的装着が、コネクタ部１０６をインタフェース部１４８に接続するだけで完了するので、迅速な着脱作業を容易に実施することができる。しかもポインティングデバイス１００では、コネクタ部１０６が予めハウジング１１８、１２０に組込まれているので、従来の着脱式ポインティングデバイスのように、装着状態でケーブルが処理装置の周囲に延長されることがなく、したがって処理装置の携帯性及び作業性を損なうことがない。
【００４４】
なお、コネクタ部１０６のコネクタ１３０がＵＳＢ規格に従う場合、コネクタ１３０の接続部の中心からケーシング１３２の略平坦な端面までの距離Ｗ（図１０（ｂ））は、４．２５mm以下であることが望ましい。このようにすれば、ポインティングデバイス１００に並設して、同様にＵＳＢ規格に従った他の周辺装置のコネクタを、データ処理装置１４０に接続することができる。
【００４５】
上記したコネクタ部１０６による機械的支持作用を補助するために、ポインティングデバイス１００はさらに、データ処理装置１４０の筐体１４２に係合可能な係合部１３８を備えることができる。係合部１３８は、ポインティングデバイス１００の下部ハウジング１２０の底面に刻設されたスリットからなる。これに対応して、データ処理装置１４０の筐体１４２には、ポインティングデバイス１００の係合部１３８に着脱自在に係合して下部ハウジング１２０を支持する支持部１５０を設置することができる。この場合、支持部１５０は、スリットからなる係合部１３８に挿入可能な板状片として構成できる。また、データ処理装置１４０の携帯性及び作業性を損なわないように、支持部１５０を、筐体１４２の側面に隣接する引込位置と筐体１４２の側面から突出する突出位置との間で、矢印α（図１１（ｂ））のように移動可能な構成とすることが望ましい。
【００４６】
上記構成を有するポインティングデバイス１００をデータ処理装置１４０に装着する際には、筐体１４２上のインタフェース部１４８の配置にもよるが、ポインティングデバイス１１０のハウジング１１８、１２０が筐体１４２側の支持部１５０に干渉しないよう、図１１（ａ）に示すように、コネクタ部１０６を受容部１２８内で適当に回転した状態で、コネクタ部１０６をインタフェース部１４８に接続する。次いで、支持部１５０を突出位置に配置し、コネクタ部１０６に対してハウジング１１８、１２０を回転させることにより、支持部１５０を係合部１３８に挿入する。これにより装着が完了する（図１２）。
【００４７】
なお、上記したコネクタ部を有するポインティングデバイスは、磁電変換素子を用いた上記実施形態の構成に限らず、ボールを指で回転させてその回転方向及び回転角度を入力する回転入力式のポインティングデバイスや、シート上で指を当接摺動させることにより押圧点の移動方向及び移動距離を入力する平面押圧式のポインティングデバイス等にも適用でき、その場合も同様に格別の作用効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態によるポインティングデバイスの分解斜視図である。
【図２】図１のポインティングデバイスの分解縦断面図である。
【図３】図１のポインティングデバイスの組立時の縦断面図である。
【図４】図１のポインティングデバイスの（ａ）平面図及び（ｂ）側面図である。
【図５】図１のポインティングデバイスの操作時の縦断面図で、（ａ）１つの揺動方向及び（ｂ）他の揺動方向において示す。
【図６】変形例による板ばねの斜視図である。
【図７】本発明の他の実施形態によるポインティングデバイスの分解斜視図である。
【図８】図７のポインティングデバイスの組立時の斜視図である。
【図９】図８の（ａ）矢印Ａ方向からの側面図及び（ｂ）矢印Ｂ方向からの側面図である。
【図１０】図７のポインティングデバイスの（ａ）平面図及び（ｂ）底面図である。
【図１１】図７のポインティングデバイスをデータ処理装置に装着する手順を示す図で、（ａ）ポインティングデバイスの斜視図及び（ｂ）データ処理装置の斜視図である。
【図１２】図１１のデータ処理装置にポインティングデバイスを装着した状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４９】
１２ 基部
１４ 支点
１６、１０２ 操作部
１８、１１２ 回路基板
２０ 第１フレーム体
２２ 第２フレーム体
２４、１１４ 磁電変換素子
４６ カバー
４８ ホルダ
６６ 磁石
７４ 板ばね
７６ 第１部分
７８、７８′ 第２部分
８６ ヨーク
１０４ 検出部
１０６ コネクタ部
１１８ 上部ハウジング
１２０ 下部ハウジング
１２８ 受容部
１３０ コネクタ
１３２ ケーシング
１３４ 突条
１３６ 溝
１３８ 係合部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パーソナルコンピュータ等のデータ処理装置に設置されるポインティングデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータやワードプロセッサ等の、ディスプレイ及びキーボードを備えたデジタルデータ処理装置において、オペレータが手操作してアナログ的な情報を入力することによりディスプレイ上の座標データを指示する補助入力装置としてのポインティングデバイスを備えたものは周知である。特に、携帯可能な小型データ処理装置では、処理装置の筐体にポインティングデバイスを一体的に組込むか、又はマウス等の別体のポインティングデバイスをケーブル及びコネクタを介して処理装置筐体に着脱自在に接続して使用する構成が一般的である。
【０００３】
この種のポインティングデバイスとして、基部と、基部上に設定した支点を中心に揺動自在に基部に支持される操作部と、基部及び操作部の一方に担持される磁石と、磁石に対向して基部及び操作部の他方に担持される磁電変換素子（一般にホール素子）と、操作部を基部上で初期位置に付勢する弾性部材とを具備するものが知られている（例えば特許文献１参照）。このポインティングデバイスでは、オペレータが手で操作部を弾性部材の付勢に抗して揺動させ、磁石と磁電変換素子との相対的位置関係を変化させて磁電変換素子の出力電圧を変動させることにより、操作部の揺動方向及び揺動角度に対応したアナログ情報を入力することができる。
【０００４】
上記した磁電変換素子型のポインティングデバイスを、小型データ処理装置の筐体に一体的に組込む場合には、通常、処理装置のキーボードに隣接する筐体上面に操作部を露出させた状態にポインティングデバイスを設置する。このとき、処理装置の携帯性を損なわないようにするために、筐体上面からの操作部の突出高さは可及的に低くされる。特に、処理装置の薄型化を促進するためには、ポインティングデバイス自体の低背化、すなわち基部の底面から操作部の上端面に至る寸法の可及的削減が要求される。
【０００５】
他方、このような一体組込式のポインティングデバイスは、本来、ごく限られた領域内での入力動作を強いられるものであるのに加えて、上記した低背化を進めるに伴い、操作性の一層の低下が懸念される。したがって、薄型化したデータ処理装置の使用に際し、オペレータがポインティングデバイスの操作性を優先的に求める場合には、処理装置の寸法に関与しない着脱式のポインティングデバイスがしばしば使用される。特に、データ処理装置を携帯使用する場合には、裏面に操作ボールを露出させた通常のマウスは操作場所の確保が困難であるから、従来の一体組込式のポインティングデバイスと同様の構成を有するポインティングデバイスを、処理装置の筐体に着脱自在に装着して使用する構成が提案されている（例えば特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−４９２９２号公報
【特許文献２】特開平６−１３９０１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の磁電変換素子型のポインティングデバイスを低背化するためには、各構成部品の、組立時の高さに相当する（すなわち高さ方向の）寸法を削減することが求められる。しかし、操作部を初期位置に付勢するための、一般にゴムやコイルばねからなる弾性部材に関しては、高さ方向の寸法を無闇に削減すると、弾性変形時に発生するばね力が不足し、結果として操作部を正確かつ安定的に操作することが困難になる危惧がある。さらに、各構成部品の高さ方向の寸法を削減すると、処理装置の筐体上面に露出する操作部の外面と磁石との間の距離が必然的に短くなり、その結果、操作部を通した外部への磁気漏洩が生じ易くなる課題がある。
【０００８】
また、例えば特許文献２に記載される従来の着脱式ポインティングデバイスは、操作部及び操作部の動作を検出する検出部を収容するハウジングを有し、ハウジングから延長されるケーブルをコネクタによりデータ処理装置に接続するとともに、ハウジングを処理装置の筐体上の所望位置に装着して使用される。このような構成では、ポインティングデバイスの電気的接続及び機械的装着作業が煩雑になり、しかも装着状態でケーブルがデータ処理装置の周囲に延長されるので、処理装置の携帯性及び作業性を損なう懸念がある。
【０００９】
したがって本発明の目的は、磁電変換素子型のポインティングデバイスにおいて、操作部の操作性を損なうことなく一層の低背化が可能なポインティングデバイスを提供することにある。
本発明の他の目的は、磁電変換素子型のポインティングデバイスにおいて、低背化を進める際にも、操作部を通した磁気漏洩を可及的に低減できるポインティングデバイスを提供することにある。
【００１０】
本発明のさらに他の目的は、データ処理装置に着脱自在に装着して使用されるポインティングデバイスにおいて、処理装置への電気的接続及び機械的装着を容易に実施でき、しかも処理装置の携帯性及び作業性を損なうことがないポインティングデバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、基部と、基部上に支点を中心として揺動自在に支持される操作部と、基部及び操作部の一方に担持される磁石と、磁石に対向して基部及び操作部の他方に担持される磁電変換素子と、基部と操作部との間に配置され、操作部を基部上で初期位置に付勢する弾性部材とを具備するポインティングデバイスにおいて、弾性部材が板ばねからなり、板ばねが、基部に係合する第１部分と、第１部分から一体的に支点の周囲に延設され、操作部に係合する第２部分とを有することを特徴とするポインティングデバイスを提供する。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のポインティングデバイスにおいて、板ばねの第１部分が、支点の周囲に環状に延びて基部上に固定的に支持され、第２部分が、第１部分に沿って弧状に延設されてばね性を発揮するポインティングデバイスを提供する。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のポインティングデバイスにおいて、板ばねの第２部分がＵ字形状を有するポインティングデバイスを提供する。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のポインティングデバイスにおいて、磁石の上方で操作部に設置され、磁路を構成するヨークをさらに具備するポインティングデバイスを提供する。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のポインティングデバイスにおいて、磁石が操作部に担持され、ヨークが磁電変換素子から離れた側で磁石に隣接して配置されるポインティングデバイスを提供する。
請求項６に記載の発明は、基部と、基部上に支点を中心として揺動自在に支持される操作部と、基部及び操作部の一方に担持される磁石と、磁石に対向して基部及び操作部の他方に担持される磁電変換素子と、基部と操作部との間に配置され、操作部を基部上で初期位置に付勢する弾性部材とを具備するポインティングデバイスにおいて、磁石の上方で操作部に設置され、磁路を構成するヨークを具備することを特徴とするポインティングデバイスを提供する。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、基部と、基部上に支点を中心として揺動自在に支持される操作部と、基部及び操作部の一方に担持される磁石と、磁石に対向して基部及び操作部の他方に担持される磁電変換素子と、基部と操作部との間に配置され、操作部を基部上で初期位置に付勢する弾性部材とを具備するポインティングデバイスにおいて、基部及び操作部に隣接して配置されるコネクタ部を具備し、コネクタ部を介してデータ処理装置に着脱自在に装着されるとともに、装着時にコネクタ部が基部及び操作部を支持することを特徴とするポインティングデバイスを提供する。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、操作部と、操作部の動作を検出する検出部とを具備するポインティングデバイスにおいて、操作部及び検出部に隣接して配置されるコネクタ部を具備し、コネクタ部を介してデータ処理装置に着脱自在に装着されるとともに、装着時にコネクタ部が操作部及び検出部を支持することを特徴とするポインティングデバイスを提供する。
【００１６】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載のポインティングデバイスにおいて、操作部及び検出部を収容するハウジングを具備し、コネクタ部がハウジングに回動自在に連結されるポインティングデバイス。
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載のポインティングデバイスにおいて、ハウジングが、データ処理装置の筐体に係合可能な係合部を備えるポインティングデバイスを提供する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、磁電変換素子型のポインティングデバイスにおいて、操作部の操作性を損なうことなく一層の低背化が実現される。また、低背化を進める際にも、操作部を通した磁気漏洩を可及的に低減できる。したがって、データ処理装置の一層の薄型化を促進することができる。さらに本発明によれば、データ処理装置に着脱自在に装着して使用されるポインティングデバイスにおいて、処理装置の携帯性及び作業性を損なうことなく、処理装置への電気的接続及び機械的装着を迅速かつ容易に実施することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図面において、同一又は類似の構成要素には共通の参照符号を付す。
図１は本発明の一実施形態によるポインティングデバイス１０の分解斜視図、図２はポインティングデバイス１０の分解縦断面図、図３はポインティングデバイス１０の組立時の縦断面図、並びに図４はポインティングデバイス１０の組立時の（ａ）平面図及び（ｂ）側面図である。ポインティングデバイス１０は、パーソナルコンピュータやパーソナルワードプロセッサ等の、特に携帯可能な小型データ処理装置において、ディスプレイ上の座標データを指示する低背型の補助入力装置として有利に使用できる。
【００１９】
ポインティングデバイス１０は、基部１２と、基部１２上に設定した支点１４を中心に揺動自在に基部１２に支持される操作部１６とを備える。基部１２は、図示しないＣＰＵ等の電子部品を実装した回路基板１８と、互いに組合せた状態で回路基板１８に固定的に取付けられる第１及び第２のフレーム体２０、２２とから構成される。回路基板１８の表面の所定位置には、複数（図示実施形態では４個）の磁電変換素子（ホール素子）２４が実装される。それら磁電変換素子２４は、組合せたフレーム体２０、２２の内側に位置決めされる。
【００２０】
第１のフレーム体２０は、略環状の外周部分２６と外周部分２６の内側に延設される中心部分２８とを一体に有する薄板状部材であり、中心部分２８に、支点１４を構成する半球状の溝が形成される。第２のフレーム体２２は、略円筒状の周壁部分３０と周壁部分３０の径方向内側に局所的に延長される複数（図示実施形態では３個）のフランジ部分３２とを一体に有し、周壁部分３０及びフランジ部分３２により、第１のフレーム体２０を収容する凹部が画成される。第１のフレーム体２０の外周部分２６には、その外面の所定位置に外向きの爪３４が形成される。第２のフレーム体２２の周壁部分３０には、その内面の所定位置に、爪３４に係合可能な内向きの爪３６が形成される。第１及び第２のフレーム体２０、２２は、両者の爪３４、３６が互いにスナップ式に係合することにより、互いに固定的に組合わされる。なお、本明細書で「スナップ式係合」とは、対応の係合要素同士が、一方又は双方の弾性変形及び弾性復元を伴って互いに係合する形態を示すものである。
【００２１】
第１のフレーム体２０には、支点１４を構成する中心部分２８の溝の裏側に１つの突起３８が形成され、外周部分２６の対応する側にも１つの突起４０が形成される。それら突起３８、４０は、回路基板１８の表面に設けた位置決め孔４２、４４にそれぞれ嵌入され、それにより、互いに組合わされた第１及び第２のフレーム体２０、２２が、回路基板１８上の所定位置に位置決めされる。このとき、回路基板１８に実装された複数の磁電変換素子２４は、第１のフレーム体２０の外周部分２６と中心部分２８との間の開口内に、支点１４を中心として周方向へ分散して配置される。さらに、第２のフレーム体２２は、図示しないボルトにより回路基板１８に固定される。
【００２２】
操作部１６は、オペレータが手や指を接触させるカバー４６と、カバー４６に固定的に組付けられるホルダ４８とから構成される。カバー４６は、略円板状の端壁部分５０と端壁部分５０の外縁から軸線方向へ延長される略円筒状の周壁部分５２とを一体に有し、端壁部分５０及び周壁部分５２により、基部１２の第２のフレーム体２２を受容可能な凹部が画成される。カバー４６の端壁部分５０の外面には、人間工学的に円滑に凹曲する操作面５４が形成される。また、カバー４６の端壁部分５０の内面には、先端に内向きの爪５６を有した複数（図示実施形態では３個）の係止片５８が突設される。それら係止片５８は、周壁部分５２から離れて、周壁部分５２に略同心状に配置される。
【００２３】
ホルダ４８は、略円板状の底壁部分６０と底壁部分６０の外縁から径方向へ局所的に延長される複数（図示実施形態では３個）のフランジ部分６２とを一体に有する。ホルダ４８の底壁部分６０は、その一面に立設される円筒壁６４を有し、底壁部分６０と円筒壁６４とによって画成される凹部６５に、略円板状の磁石６６が収容される。ホルダ４８の複数のフランジ部分６２は、底壁部分６０の周方向へ略等間隔に配置される。底壁部分６０と各フランジ部分６２との間には、円筒壁６４に略平行に延びる補助壁６８がそれぞれ立設される。底壁部分６０の、フランジ部分６２を有しない外縁領域には、それぞれ外向きの爪７０が形成される。カバー４６とホルダ４８とは、前者の各係止片５８の爪５６と後者の各爪７０とが互いにスナップ式に係合することにより、互いに固定的に組合わされる。なおこのとき、カバー４６の隣合う係止片５８の間に、ホルダ４８の各補助壁６８が配置される。
【００２４】
ホルダ４８の底壁部分６０の、円筒壁６４の反対側の面は、外縁から中心に向かって略円錐状に延びて、その隆起した中心部に略半球状の突部７２が形成される。操作部１６を基部１２に組付ける際には、ホルダ４８を、その複数のフランジ部分６２が、基部１２の第２のフレーム体２２の複数のフランジ部分３２に対し側方へずれた位置関係で、第２のフレーム体２２の周壁部分３０の内側に挿入する。このとき同時に、ホルダ４８に固定したカバー４６の端壁部分５０と周壁部分５２との間の凹部に、第２のフレーム体２２が受容され、またホルダ４８の突部７２が、第１のフレーム体２０の中心部分２８に設けた支点１４を構成する溝に、がたつきなく摺動自在に嵌入される。このようにしてホルダ４８は、カバー４６及び磁石６６と一体的に、支点１４を中心として３６０°全方位へ揺動自在に第１のフレーム体２０に支持される。この状態で磁石６６は、回路基板１８上の複数の磁電変換素子２４に、所定の間隔を開けて対向配置される。
【００２５】
ポインティングデバイス１０はさらに、操作部１６を基部１２上で初期位置に付勢する弾性部材として作用する板ばね７４を備える。板ばね７４は、基部１２に係合する第１部分７６と、第１部分７６から一体的に延設され、操作部１６に係合する複数（図示実施形態では３個）の第２部分７８とを有する。板ばね７４は、例えばばね鋼板から打ち抜いて形成される薄板状部材であり、その第１部分７６は、支点１４の周囲に略円環状に延びて、基部１２の第１のフレーム体２０と第２のフレーム体２２との間に固定的に支持される。板ばね７４の複数の第２部分７８は、第１部分７６の周方向等間隔位置で、第１部分７６に沿ってそれぞれ弧状に延設され、それらの自由端で、操作部１６のホルダ４８の複数のフランジ部分６２にそれぞれ支持される。板ばね７４は、無負荷時には図１及び図２に示すように、第１部分７６と第２部分７８とが互いに実質的同一の平面上に配置される。その状態から、各第２部分７８に外力が加わると、各第２部分７８が弾性変形して、外力に対しばね性を発揮する。
【００２６】
板ばね７４の第１部分７６と各第２部分７８との連結部位の近傍には、それぞれ貫通孔８０が形成される。これに対応して、基部１２の第２のフレーム体２２は、その複数のフランジ部分３２の内面にそれぞれ位置決め用の突起８２が形成される。板ばね７４は、各貫通孔８０に第２のフレーム体２２の各突起８２を挿入した状態で、その第１部分７６が、第１のフレーム体２０の外周部分２６と第２のフレーム体２２の複数のフランジ部分３２との間に挟持されることにより、基部１２に組込まれる。
【００２７】
前述したように操作部１６を基部１２に組付ける際には、板ばね７４の各第２部分７８を、その自由端でホルダ４８の各フランジ部分６２の上面すなわち回路基板１８から離れた側の面に係合させる。このとき、全ての第２部分７８が、対応のフランジ部分６２から負荷を受けて上方へ僅かに弾性変形した状態に置かれる（図３）ように、各構成部品が寸法設定される。その結果、板ばね７４の複数の第２部分７８が、ホルダ４８の複数のフランジ部分６２のそれぞれに、下方すなわち回路基板１８へ接近する方向への実質的均等なばね力を及ぼし、この平衡したばね力の下で、カバー４６とホルダ４８とからなる操作部１６が、磁石６６と一体的に、初期位置に安定的に保持される。なお、初期位置では、カバー４６の端壁部分５０が回路基板１８に実質的平行に配置され、回路基板１８上の複数の磁電変換素子２４が操作部１６上の磁石６６からいずれも実質的等距離に配置される。
【００２８】
ポインティングデバイス１０を操作する際には、オペレータが手指で操作部１６のカバー４６を操作して、板ばね７４の付勢に抗して基部１２上で支点１４を中心に揺動させる。このとき、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、カバー４６の揺動方向及び揺動角度に対応して、磁石６６と各磁電変換素子２４との相対的位置関係が変化し、それにより複数の磁電変換素子２４が互いに異なる電圧を出力する。カバー４６の揺動動作に伴う各磁電変換素子２４の出力電圧の変動は、回路基板１８上の図示しないＣＰＵでアナログ情報として処理されてデジタル座標データに変換され、回路基板１８に設けられたコネクタ部８４（図１）を介して、データ処理装置（図示せず）の処理機構に出力される。このようにして、操作部１６のカバー４６の揺動方向及び揺動角度に対応して、例えばデータ処理装置のディスプレイ上のキャラクタやカーソルを所望方向に所望距離だけ移動することができる。
【００２９】
図５（ａ）、（ｂ）に示すように、カバー４６を初期位置から所望方向に揺動させると、板ばね７４の複数の第２部分７８が、ホルダ４８の複数のフランジ部分６２の揺動により、平衡した弾性変形状態から揺動方向に対応して偏った弾性変形状態に移行する。つまり操作部１６は、板ばね７４の複数の第２部分７８が平衡状態に復元しようとするばね力により、常に初期位置に向けて付勢される。その結果、操作部１６は、オペレータの手指の動作に正確かつ円滑に対応して揺動するとともに、オペレータがカバー４６から手指を離すと同時に初期位置へ迅速に復帰する。
【００３０】
このように、ポインティングデバイス１０においては、操作部１６を初期位置に付勢する弾性部材として、薄板状の板ばね７４を使用したので、組立てたポインティングデバイス１０の高さ方向の寸法を容易に削減することができる。しかも板ばね７４は、その各第２部分７８が第１部分７６に沿って支点１４の周囲に弧状に延設されるので、高さ方向の寸法が極めて小さい構成であるにも関わらず、周方向へ所望長さに延びる各第２部分７８により、操作部１６を安定的に操作するに必要十分なばね力を発揮することができる。したがってポインティングデバイス１０は、操作部１６の操作性を損なうことなく一層の低背化が可能であり、データ処理装置の筐体に一体的に組込んで使用する場合に、データ処理装置のさらなる薄型化を促進できるものである。
【００３１】
ポインティングデバイス１０の板ばね７４は、上記以外の様々な形状を有することができる。例えば図６に示すように、第１部分７６に連結される基端側からＵ字状に延びる第２部分７８′を有する板ばね７４を採用できる。この場合、第２部分７８′は、その先端の自由端領域７９で、ホルダ４８のフランジ部分６２に係合するように構成される。このような構成によれば、ばね作用部分である第２部分７８′の全長を容易に増加できるので、さらに大きなばね力を獲得することができる。
【００３２】
なお、本発明における上記した板ばねは、磁石と磁電変換素子との配置が上記実施形態とは逆の構成、すなわち基部に設置した磁石に対し、操作部に設置した磁電変換素子が変位するように構成されたポインティングデバイスにおいても、有効に使用でき、かつ同様に格別の作用効果を奏するものである。
【００３３】
ポインティングデバイス１０はさらに、磁石６６の上方で操作部１６に設置され、磁路を構成するヨーク８６を備える。ヨーク８６は、磁性鋼板等の板金材料から絞り加工により形成される皿状部材であり、略円板状の端壁部分８８と端壁部分８８の外縁から軸線方向へ延長される略円筒状の周壁部分９０とを一体に有する。ヨーク８６は、その周壁部分９０をホルダ４８の円筒壁６４と各補助壁６８との間に挿入して、磁石６６を凹部６５に収容したホルダ４８に取付けられる。このとき、ヨーク８６の端壁部分８８は、磁電変換素子２４から離れた側で磁石６６に隣接して配置される。ヨーク８６は、その端壁部分８８及び周壁部分９０に沿って、磁石６６による磁気回路を形成するので、カバー４６を通した外部への磁気漏洩を低減するように作用するとともに、磁界を回路基板１８上の複数の磁電変換素子２４に接近する方向へ向けるように作用する。したがって、板ばね７４の上記作用効果により低背化したポインティングデバイス１０においても、操作部１６を通した外部への磁気漏洩を可及的に低減することができる。
【００３４】
なお、本発明における上記したヨークは、磁電変換素子を用いたポインティングデバイスであれば、弾性部材として板ばねを使用する上記実施形態に限らず、ゴムやコイルばね等の他の弾性部材を使用するポインティングデバイスにおいても、有効に使用でき、かつ同様に格別の作用効果を奏するものである。
【００３５】
上記実施形態によるポインティングデバイス１０は、操作性低下や磁気漏洩の問題を解決して低背化を実現できるものであり、薄型のデータ処理装置の筐体に一体的に組込まれる組込式ポインティングデバイスとして、特に有利に使用できる。しかし、オペレータの意向によっては、データ処理装置に着脱自在に装着して使用される着脱式のポインティングデバイスが要求される場合もある。図７〜図１０は、そのような着脱式の構成を有した本発明の他の実施形態によるポインティングデバイス１００を示す。
【００３６】
ポインティングデバイス１００は、操作部１０２と、操作部１０２の動作を検出する検出部１０４と、操作部１０２及び検出部１０４に隣接して配置されるコネクタ部１０６とを備えて構成される。ポインティングデバイス１００は、コネクタ部１０６を介して、後述するデータ処理装置に着脱自在に装着される。操作部１０２は、組立体として図示されるが、平椀状のカバー４８に代えて棒状部分１０８を有するドーム１１０を装備した点以外は、前述したポインティングデバイス１０の操作部１６と実質的に同一の内部構造を有するものである。したがって、操作部１０２の内部構造の図示及び説明は省略する。
【００３７】
検出部１０４は、図示しないＣＰＵ等の電子部品を実装した回路基板１１２と、回路基板１１２上の所定位置に実装される複数の磁電変換素子１１４とから構成される。回路基板１１２及び磁電変換素子１１４は、前述したポインティングデバイス１０の回路基板１８及び磁電変換素子２４と実質的に同一の構成を有するものであり、説明を省略する。ドーム１１０は、回路基板１１２に固定されるフレーム体１１６上に、支点（図示せず）を中心として揺動自在に支持される。フレーム体１１６は、ポインティングデバイス１０における第１及び第２フレーム体２０、２２に相当するものである。
【００３８】
このように、ポインティングデバイス１００は、その基本的な構成を前述したポインティングデバイス１０と実質的に同一のものとすることができる。ただし、着脱式の構成を有するポインティングデバイス１００では、寸法上の制約が少ないので、前述した板ばね７４に代えて、ゴムやコイルばね等の他の弾性部材を使用することもできる。
【００３９】
ポインティングデバイス１００はさらに、操作部１０２及び検出部１０４を収容する上下一対のハウジング１１８、１２０を備える。それらハウジング１１８、１２０は互いに組合わされて、フレーム体１１６を固定した回路基板１１２を固定的に支持するとともに、棒状部分１０８を含むドーム１１０の一部分を上部ハウジング１１８に設けた開口部１２２から外部に突出させる。両ハウジング１１８、１２０の外面には、円筒状の曲面部分を有する凹部１２４、１２６がそれぞれ形成される。それら凹部１２４、１２６は、両ハウジング１１８、１２０を組合せたときに、それらの曲面部分を互いに円滑に接続して、コネクタ部１０６を受容する受容部１２８を形成する。図示のように受容部１２８は、半円よりも大きな弓形の断面形状を有する。
【００４０】
コネクタ部１０６は、一例としてＵＳＢ(Universal Serial Bus)規格に従った角形接続部を有するコネクタ１３０と、コネクタ１３０をその接続部を露出させて固定的に収容するケーシング１３２とを備える。コネクタ１３０は、図示しないケーブル又はリード線を介して、検出部１０４の回路基板１１２に接続される。ケーシング１３２は、両ハウジング１１８、１２０の受容部１２８の形状に対応する略弓形断面形状を有する筒状組立体であり、その円筒状の外周面部分を受容部１２８の円筒状の曲面部分に対向ないし接触させて、受容部１２８に受容される。
【００４１】
両ハウジング１１８、１２０の受容部１２８には、それぞれの凹部１２４、１２６の曲面部分に周方向へ延びる互いに平行な一対の突条１３４が形成される。これに対応して、コネクタ部１０６のケーシング１３２には、その円筒状の外周面部分に、互いに平行に周方向へ延びる一対の溝１３６が形成される。コネクタ部１０６は、そのケーシング１３２の外面の一対の溝１３６に、両ハウジング１１８、１２０の受容部１２８の一対の突条１３４をそれぞれ嵌入した状態で、受容部１２８に受容される。これによりコネクタ部１０６は、受容部１２８内で突条１３４に沿って回動自在に、かつ受容部１２８から脱落しないように、両ハウジング１１８、１２０に連結される。
【００４２】
ポインティングデバイス１００は、図１１及び図１２に示すように、パーソナルコンピュータやパーソナルワードプロセッサ等のデータ処理装置１４０の筐体１４２に着脱自在に装着して使用される。データ処理装置１４０は、キーボード１４４とディスプレイ１４６とを集約的に備えた携帯可能な装置として示されており、キーボード１４４を収容する筐体１４２の側面所定位置に、ポインティングデバイス１００のコネクタ部１０６を接続するインタフェース部１４８が設置される。
【００４３】
ポインティングデバイス１００は、コネクタ部１０６及びインタフェース部１４８を介してデータ処理装置１４０に着脱自在に装着されるとともに、装着時にコネクタ部１０６が、操作部１０２及び検出部１０４を内蔵したハウジング１１８、１２０を支持するように作用する。このような構成によれば、データ処理装置１４０へのポインティングデバイス１００の電気的接続及び機械的装着が、コネクタ部１０６をインタフェース部１４８に接続するだけで完了するので、迅速な着脱作業を容易に実施することができる。しかもポインティングデバイス１００では、コネクタ部１０６が予めハウジング１１８、１２０に組込まれているので、従来の着脱式ポインティングデバイスのように、装着状態でケーブルが処理装置の周囲に延長されることがなく、したがって処理装置の携帯性及び作業性を損なうことがない。
【００４４】
なお、コネクタ部１０６のコネクタ１３０がＵＳＢ規格に従う場合、コネクタ１３０の接続部の中心からケーシング１３２の略平坦な端面までの距離Ｗ（図１０（ｂ））は、４．２５mm以下であることが望ましい。このようにすれば、ポインティングデバイス１００に並設して、同様にＵＳＢ規格に従った他の周辺装置のコネクタを、データ処理装置１４０に接続することができる。
【００４５】
上記したコネクタ部１０６による機械的支持作用を補助するために、ポインティングデバイス１００はさらに、データ処理装置１４０の筐体１４２に係合可能な係合部１３８を備えることができる。係合部１３８は、ポインティングデバイス１００の下部ハウジング１２０の底面に刻設されたスリットからなる。これに対応して、データ処理装置１４０の筐体１４２には、ポインティングデバイス１００の係合部１３８に着脱自在に係合して下部ハウジング１２０を支持する支持部１５０を設置することができる。この場合、支持部１５０は、スリットからなる係合部１３８に挿入可能な板状片として構成できる。また、データ処理装置１４０の携帯性及び作業性を損なわないように、支持部１５０を、筐体１４２の側面に隣接する引込位置と筐体１４２の側面から突出する突出位置との間で、矢印α（図１１（ｂ））のように移動可能な構成とすることが望ましい。
【００４６】
上記構成を有するポインティングデバイス１００をデータ処理装置１４０に装着する際には、筐体１４２上のインタフェース部１４８の配置にもよるが、ポインティングデバイス１１０のハウジング１１８、１２０が筐体１４２側の支持部１５０に干渉しないよう、図１１（ａ）に示すように、コネクタ部１０６を受容部１２８内で適当に回転した状態で、コネクタ部１０６をインタフェース部１４８に接続する。次いで、支持部１５０を突出位置に配置し、コネクタ部１０６に対してハウジング１１８、１２０を回転させることにより、支持部１５０を係合部１３８に挿入する。これにより装着が完了する（図１２）。
【００４７】
なお、上記したコネクタ部を有するポインティングデバイスは、磁電変換素子を用いた上記実施形態の構成に限らず、ボールを指で回転させてその回転方向及び回転角度を入力する回転入力式のポインティングデバイスや、シート上で指を当接摺動させることにより押圧点の移動方向及び移動距離を入力する平面押圧式のポインティングデバイス等にも適用でき、その場合も同様に格別の作用効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態によるポインティングデバイスの分解斜視図である。
【図２】図１のポインティングデバイスの分解縦断面図である。
【図３】図１のポインティングデバイスの組立時の縦断面図である。
【図４】図１のポインティングデバイスの（ａ）平面図及び（ｂ）側面図である。
【図５】図１のポインティングデバイスの操作時の縦断面図で、（ａ）１つの揺動方向及び（ｂ）他の揺動方向において示す。
【図６】変形例による板ばねの斜視図である。
【図７】本発明の他の実施形態によるポインティングデバイスの分解斜視図である。
【図８】図７のポインティングデバイスの組立時の斜視図である。
【図９】図８の（ａ）矢印Ａ方向からの側面図及び（ｂ）矢印Ｂ方向からの側面図である。
【図１０】図７のポインティングデバイスの（ａ）平面図及び（ｂ）底面図である。
【図１１】図７のポインティングデバイスをデータ処理装置に装着する手順を示す図で、（ａ）ポインティングデバイスの斜視図及び（ｂ）データ処理装置の斜視図である。
【図１２】図１１のデータ処理装置にポインティングデバイスを装着した状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４９】
１２ 基部
１４ 支点
１６、１０２ 操作部
１８、１１２ 回路基板
２０ 第１フレーム体
２２ 第２フレーム体
２４、１１４ 磁電変換素子
４６ カバー
４８ ホルダ
６６ 磁石
７４ 板ばね
７６ 第１部分
７８、７８′ 第２部分
８６ ヨーク
１０４ 検出部
１０６ コネクタ部
１１８ 上部ハウジング
１２０ 下部ハウジング
１２８ 受容部
１３０ コネクタ
１３２ ケーシング
１３４ 突条
１３６ 溝
１３８ 係合部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部と、該基部上に支点を中心として揺動自在に支持される操作部と、該基部及び該操作部の一方に担持される磁石と、該磁石に対向して該基部及び該操作部の他方に担持される磁電変換素子と、該基部と該操作部との間に配置され、該操作部を該基部上で初期位置に付勢する弾性部材とを具備するポインティングデバイスにおいて、
前記弾性部材が板ばねからなり、該板ばねが、前記基部に係合する第１部分と、該第１部分から一体的に前記支点の周囲に延設され、前記操作部に係合する第２部分とを有することを特徴とするポインティングデバイス。
【請求項２】
前記板ばねの前記第１部分が、前記支点の周囲に環状に延びて前記基部上に固定的に支持され、前記第２部分が、該第１部分に沿って弧状に延設されてばね性を発揮する請求項１に記載のポインティングデバイス。
【請求項３】
前記板ばねの前記第２部分がＵ字形状を有する請求項２に記載のポインティングデバイス。
【請求項４】
前記磁石の上方で前記操作部に設置され、磁路を構成するヨークをさらに具備する請求項１〜３のいずれか１項に記載のポインティングデバイス。
【請求項５】
前記磁石が前記操作部に担持され、前記ヨークが前記磁電変換素子から離れた側で該磁石に隣接して配置される請求項４に記載のポインティングデバイス。
【請求項６】
基部と、該基部上に支点を中心として揺動自在に支持される操作部と、該基部及び該操作部の一方に担持される磁石と、該磁石に対向して該基部及び該操作部の他方に担持される磁電変換素子と、該基部と該操作部との間に配置され、該操作部を該基部上で初期位置に付勢する弾性部材とを具備するポインティングデバイスにおいて、
前記磁石の上方で前記操作部に設置され、磁路を構成するヨークを具備することを特徴とするポインティングデバイス。
【請求項７】
基部と、該基部上に支点を中心として揺動自在に支持される操作部と、該基部及び該操作部の一方に担持される磁石と、該磁石に対向して該基部及び該操作部の他方に担持される磁電変換素子と、該基部と該操作部との間に配置され、該操作部を該基部上で初期位置に付勢する弾性部材とを具備するポインティングデバイスにおいて、
前記基部及び前記操作部に隣接して配置されるコネクタ部を具備し、該コネクタ部を介してデータ処理装置に着脱自在に装着されるとともに、装着時に該コネクタ部が該基部及び該操作部を支持することを特徴とするポインティングデバイス。
【請求項８】
操作部と、該操作部の動作を検出する検出部とを具備するポインティングデバイスにおいて、
前記操作部及び前記検出部に隣接して配置されるコネクタ部を具備し、該コネクタ部を介してデータ処理装置に着脱自在に装着されるとともに、装着時に該コネクタ部が該操作部及び該検出部を支持することを特徴とするポインティングデバイス。
【請求項９】
前記操作部及び前記検出部を収容するハウジングを具備し、前記コネクタ部が該ハウジングに回動自在に連結される請求項８に記載のポインティングデバイス。
【請求項１０】
前記ハウジングが、データ処理装置の筐体に係合可能な係合部を備える請求項９に記載のポインティングデバイス。
【請求項１】
基部と、該基部上に支点を中心として揺動自在に支持される操作部と、該基部及び該操作部の一方に担持される磁石と、該磁石に対向して該基部及び該操作部の他方に担持される磁電変換素子と、該基部と該操作部との間に配置され、該操作部を該基部上で初期位置に付勢する弾性部材とを具備するポインティングデバイスにおいて、
前記弾性部材が板ばねからなり、該板ばねが、前記基部に係合する第１部分と、該第１部分から一体的に前記支点の周囲に延設され、前記操作部に係合する第２部分とを有することを特徴とするポインティングデバイス。
【請求項２】
前記板ばねの前記第１部分が、前記支点の周囲に環状に延びて前記基部上に固定的に支持され、前記第２部分が、該第１部分に沿って弧状に延設されてばね性を発揮する請求項１に記載のポインティングデバイス。
【請求項３】
前記板ばねの前記第２部分がＵ字形状を有する請求項２に記載のポインティングデバイス。
【請求項４】
前記磁石の上方で前記操作部に設置され、磁路を構成するヨークをさらに具備する請求項１〜３のいずれか１項に記載のポインティングデバイス。
【請求項５】
前記磁石が前記操作部に担持され、前記ヨークが前記磁電変換素子から離れた側で該磁石に隣接して配置される請求項４に記載のポインティングデバイス。
【請求項６】
基部と、該基部上に支点を中心として揺動自在に支持される操作部と、該基部及び該操作部の一方に担持される磁石と、該磁石に対向して該基部及び該操作部の他方に担持される磁電変換素子と、該基部と該操作部との間に配置され、該操作部を該基部上で初期位置に付勢する弾性部材とを具備するポインティングデバイスにおいて、
前記磁石の上方で前記操作部に設置され、磁路を構成するヨークを具備することを特徴とするポインティングデバイス。
【請求項７】
基部と、該基部上に支点を中心として揺動自在に支持される操作部と、該基部及び該操作部の一方に担持される磁石と、該磁石に対向して該基部及び該操作部の他方に担持される磁電変換素子と、該基部と該操作部との間に配置され、該操作部を該基部上で初期位置に付勢する弾性部材とを具備するポインティングデバイスにおいて、
前記基部及び前記操作部に隣接して配置されるコネクタ部を具備し、該コネクタ部を介してデータ処理装置に着脱自在に装着されるとともに、装着時に該コネクタ部が該基部及び該操作部を支持することを特徴とするポインティングデバイス。
【請求項８】
操作部と、該操作部の動作を検出する検出部とを具備するポインティングデバイスにおいて、
前記操作部及び前記検出部に隣接して配置されるコネクタ部を具備し、該コネクタ部を介してデータ処理装置に着脱自在に装着されるとともに、装着時に該コネクタ部が該操作部及び該検出部を支持することを特徴とするポインティングデバイス。
【請求項９】
前記操作部及び前記検出部を収容するハウジングを具備し、前記コネクタ部が該ハウジングに回動自在に連結される請求項８に記載のポインティングデバイス。
【請求項１０】
前記ハウジングが、データ処理装置の筐体に係合可能な係合部を備える請求項９に記載のポインティングデバイス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００９−７０３９２（Ｐ２００９−７０３９２Ａ）
【公開日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７００７２（Ｐ２００８−２７００７２）
【出願日】平成２０年１０月２０日（２００８．１０．２０）
【分割の表示】特願平１１−１２４９９３の分割
【原出願日】平成１１年４月３０日（１９９９．４．３０）
【出願人】（５０１３９８６０６）富士通コンポーネント株式会社 (848)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２０日（２００８．１０．２０）
【分割の表示】特願平１１−１２４９９３の分割
【原出願日】平成１１年４月３０日（１９９９．４．３０）
【出願人】（５０１３９８６０６）富士通コンポーネント株式会社 (848)
【Ｆターム（参考）】
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