ポインティングデバイス
【課題】足への負担が少なくすることにより長時間の操作を可能とし、構造的にも簡単とする。
【解決手段】操作者の足を載置するペダル部１ａと、前記ペダル部を傾斜可能に支持するとともに、前記ペダル部からの荷重を下方に伝える円周状突起５ｃを有するラバードーム部５と、円周状に設けた複数の固定接点パターン３５を有する第１のプリント基板３と、前記第１のプリント基板３の複数の固定接点パターン３５に対向し、かつ円周状突起５ｃの下方に設けられた可動接点パターン４５を有する第２のプリント基板４と、前記第１のプリント基板３の固定接点パターン３５と前記第２のプリント基板の可動接点パターン４５を含んで構成されるメンブレンスィッチと、メンブレンスィッチが閉じたことを検知することによって、カーソル移動方向情報を上位装置へ送信する。
【解決手段】操作者の足を載置するペダル部１ａと、前記ペダル部を傾斜可能に支持するとともに、前記ペダル部からの荷重を下方に伝える円周状突起５ｃを有するラバードーム部５と、円周状に設けた複数の固定接点パターン３５を有する第１のプリント基板３と、前記第１のプリント基板３の複数の固定接点パターン３５に対向し、かつ円周状突起５ｃの下方に設けられた可動接点パターン４５を有する第２のプリント基板４と、前記第１のプリント基板３の固定接点パターン３５と前記第２のプリント基板の可動接点パターン４５を含んで構成されるメンブレンスィッチと、メンブレンスィッチが閉じたことを検知することによって、カーソル移動方向情報を上位装置へ送信する。
【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表示装置の画面上におけるカーソル移動やクリック動作を足の動きによって行うポインティングデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パーソナルコンピュータを操作する場合、手の不自由な操作者が操作する必要性からポインティングデバイスとしてのマウスを足で操作する技術が知られている。特開平１０−９７３７４号公報（特許文献１）には、足を乗せる移動部と、移動部を保持しかつ前後左右に移動させるためのベースで構成される足用ポインティングデバイスが記載されている。特許文献１の足用ポインティングデバイスの実際の動作は、パソコンの画面のカーソルを画面上方に移動させる場合、足を床面に平行にかつ前方に移動させる。そして、カーソルを画面下方に移動させる場合、足を後方に移動させ、カーソルを画面左右に移動させる場合は、足を左右に移動させるものである。
【０００３】
一方、特開平８−１７９８７９号公報（特許文献２）には、操作者の足を載置するための載置部の傾き方向を検出する傾斜方向検出手段と、載置部の傾き量を検出する傾き量検出手段を設け、この検出結果に応じてカーソル移動信号を送出するようにしたポインティングデバイスが記載されている。特許文献２記載の技術では、ボタンスィッチが押される深さは足を載置するプレートの傾き量に応じて変化する。そして、プレートの傾き量を検出するために、制御線Ａ１，Ｂ１，Ｃ１のいずれかが信号線Ｓと電気的に接続することにより行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−９７３７４号公報
【特許文献２】特開平８−１７９８７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１記載の技術では、カーソルを移動させたい方向に足置き部をずらす足動作が必要であり、腿（もも）から下側を動かすため、長時間の操作には不向きと考えられる。更に、床上に置かれて動かないベース部とその上に足の動きに従って動く移動部から成るため、機構的にも複雑な構造が要求される。更に、床面に設置されることから、防塵、防水構造が必要であり、長期の使用に耐えるため可動部の定期的な保守が必要であるという問題点があった。
【０００６】
特許文献２記載の技術において、傾き量を検出するための制御線Ａ１，Ｂ１，Ｃ１は、信号線Ｓの移動方向に沿って、即ち装置の縦方向に設けられている。そのため特許文献２記載の技術では、装置が大型化するという問題点がある。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、足への負担を少なくすることにより長時間の操作を可能とし、構造的にも簡単でかつ長期の使用に耐えることができ、更に装置を薄型化することができるポインティングデバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、特許請求の範囲の請求項１に記載の発明は、外部からの荷重を受けるペダル部と、前記ペダル部を傾斜可能に支持するとともに、前記ペダル部からの荷重を下方に伝える円周状突起を有するラバードーム部と、円周状に設けた複数の固定接点を有する第１のプリント基板と、前記第１のプリント基板の前記複数の固定接点に対向し、かつ前記円周状突起の下方に設けられた可動接点を有する第２のプリント基板と、前記第１のプリント基板の前記固定接点と前記第２のプリント基板の前記可動接点を含んで構成されるメンブレンスィッチと、前記メンブレンスィッチが閉じたことを検知することによって、カーソル移動方向情報を上位装置へ送信する制御部を有することを特徴とするポインティングデバイスである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、物理的に動作量の少ないメンブレンスィッチを用いたので、足の移動量を少なくでき、足の踝（くるぶし）から下を傾けることで操作できる。従って、操作性の良いポインティングデバイスを提供することができる。更に、固定接点と可動接点とをメンブレンスィッチで構成することとしたので、構造的にも簡単でかつ長期の使用に耐えることができ、更に薄型化したポインティングデバイスを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施の形態に関わるポインティングデバイスの構造を示す分解斜視図である。
【図２】第１の実施の形態に関わるポインティングデバイスの外観図である。
【図３】第１の実施の形態に関わるポインティングデバイスの縦断面図である。
【図４】第１の実施の形態に関わるメンブレンスィッチ群の要部説明図である。
【図５】第１の実施の形態に関わるメンブレンスィッチ群の接点パターンを示す説明図である。
【図６】第１の実施の形態に関わるポインティングデバイスの信号発生手段を示す回路図である。
【図７】第１の実施の形態に関わるポインティングデバイスの動作状態を示す断面説明図である。
【図８】第１の実施の形態に関わるポインティングデバイスの操作例を示す説明図である。
【図９】第１の実施の形態に関わるメンブレンスィッチ群の押下方向の割振りを示す説明図である。
【図１０】第１の実施の形態に関わるＣＰＵ１０の機能を示すブロック図である。
【図１１】第１の実施の形態に関わるポインティングデバイスの動作フローチャートである。
【図１２】第１の実施の形態に関わるポインティングデバイスの加速度を示す説明図である。
【図１３】第１の実施の形態の変形例１及び２に関わる押下方向を示す説明図である。
【図１４】第１の実施の形態の変形例１に関わる移動方向の判定を示す説明図である。
【図１５】第２の実施の形態に関わるポインティングデバイスの動作状態を示す断面説明図である。
【図１６】第３の実施の形態に関わるポインティングデバイスを示す断面説明図である。
【図１７】第４の実施の形態に関わるポインティングデバイスを示す断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の第１の実施の形態を図面に従って説明する。図１は第１の実施の形態に関わるポインティングデバイスの構造を示す分解斜視図であり、図２は第１の実施の形態に関わるポインティングデバイスの外観図であり、図３は第１の実施の形態に関わるポインティングデバイスの縦断面図である。
【００１２】
図２において、第１の実施の形態に関わるポインティングデバイス１は操作者の足を乗せて操作するため、長方形を成している。ポインティングデバイス１は第１の載足部１ａと第２の載足部１ｂからなる。第１の載足部１ａは、操作者の足先部位を載せる前ペダル７を有し、第２の載足部１ｂは、操作者の踵（かかと）部位を載せる後方ペダル１７を有する。第１の載足部１ａには、後述するホームポジションキートップ９が設けられている。前ペダル７と後方ペダル１７は外部からの荷重を受けるペダル部として機能する。
【００１３】
ポインティングデバイス１は床面に配置され、後述する上位装置としてのパーソナルコンピュータ（以下、上位装置ＰＣという）の表示装置の画面上のカーソルを所定の方向に移動させるために、上位装置ＰＣのマウスコネクタに上位接続ケーブル３ｂを介して接続されるものである。なお、カーソルとは、上位装置ＰＣの表示装置の画面上で入力位置を示す下線や記号又は画面を移動する矢印のことである。以下、ポインティングデバイス１を構成する各部を説明する。
【００１４】
図１及び図３において、２はロワーカバーであり、裏面が床面と接する部位であり樹脂成型等によって製作されている。３は第１の載足部１ａの基材としての第１のプリント基板であり、第１のプリント基板３の上面には放射状かつ円周状に複数の接点からなる固定接点パターン３５が印刷により設けられている。固定接点パターン３５は、後述するラバードーム５の円周状突起５ｃに対応して設けられる。そして、図３に示すように第１のプリント基板３の下面には制御回路部３ａが設けられ、上位装置ＰＣとの電気的接続部である上位接続ケーブル３ｂが接続されている。
【００１５】
８は第１の載足部１ａのメンブレン（Ｍｅｍｂｒａｎｅ）シートであって、メンブレンとしての第２のプリント基板４と、第２のプリント基板４の下面に設けられたメンブレンスペーサ４ａとによって構成されている。第２のプリント基板４の下面には、第１のプリント基板３の固定接点パターン３５と対向する可動接点パターン４５が印刷により設けられ、メンブレンスペーサ４ａも印刷により設けられている。即ち、メンブレンスペーサ４ａは、第1プリント基板３と第２のプリント基板４の間に配置され、固定接点パターン３５と可動接点パターン４５の部分に穴のあいた絶縁シートとして構成される。また、メンブレンシート８はフィルム製であって、荷重により撓む構成である。
【００１６】
５はメンブレンシート８の上側に設けられた第１の載足部１ａのラバードームであって、絶縁性弾性部材（主にゴム）で形成される。ラバードーム５は、単に足を載せた状態では座屈しない程度の硬度を有している。意図的な荷重を受けたラバードーム５が撓むと、ラバードーム５はメンブレンシート８へ荷重を掛ける。これにより、メンブレンシート８が撓むと、第１のプリント基板３の接点と第２のプリント基板４接点からなる後述するメンブレンスイッチが閉じる仕組みとなっている。そして荷重が無くなると、弾性部材としてのラバードーム５の復元力により両接点が離れる。ここで接点が閉じた場合には電気的導通がなされ、制御回路部３ａに検出されることになる。なお、接点が閉じ、又は解放されることからスィッチとなるため、以後この部位をメンブレンスイッチＳＷと称する。
【００１７】
６はラバードーム５の位置を規制する第１の載足部１ａのラバー押えである。このラバー押え６は，その内側を挟まない逃げ穴６ａが設けてあり、更に、ラバードーム５の外淵のみを押える固定部６ｂが設けてある。固定部６ｂにより、ロワーカバー２との間で第１のプリント基板３、メンブレンシート８、ラバードーム５を図示しないネジ等の固定手段で固定する。
【００１８】
第１の載足部１ａの前ペダル７はプラスチック材料などで成形され、前述の通り操作者の足先部位を載せる部分である。なお、前ペダル７は抗菌材料で成形又は抗菌表面処理を施してある。前ペダル７はラバードーム５の円周状突起５ｃによって支持されている。
【００１９】
前ペダル７には、中央に小穴７ａが設けられ、その小穴７ａよりホームポジションキートップ９が突出していている。このホームポジションキートップ９はラバードーム５の中央部に設けられた後述する中央突起５ａ及び下側中央突起５ｂに対応して配置されている。そして、中央突起５ａ及び下側中央突起５ｂは、放射状かつ円周状のメンブレンスィッチＳＷの中央部に配した後述する電気的接点と対応している。この電気接点は、ホームポジション接点ＳＷ０を構成する。なお、復元力は弾性部材としてのラバードーム５によることは前述のメンブレンスィッチＳＷと同様である。ホームポジションキートップ９は基本的な役割として、上位装置ＰＣ側において操作対象や領域の指定に伴う基本動作を行うためのものである。
【００２０】
第２の載足部１ｂも図示するように、表面には放射状かつ円周状に固定接点パターン３５が設けられている第１の後方プリント基板１３を有する。第１の後方プリント基板１３には、前述の第１のプリント基板３と同様にメンブレンスィッチＳＷが構成される。更に第１のプリント基板３とケーブル３ｄにより電気的に接続されている。
【００２１】
更に、第２の載足部１ｂは、前述の第１の載足部１ａと同様に、第２の後方プリント基板１４と後方メンブレンスペーサ１４ａからなる後方メンブレンシート１８、後方ラバードーム１５、後方ラバー押え１６及び後方ペダル１７とを有する。後方ペダル１７は、前ペダル７と同様にプラスチック材料などで成形され、操作者の踵を載せる部分である。第２の載足部１ｂは、ホームポジションキートップ９を有しない点以外は前述の第１の載足部１ａと同様の構成であるので、説明を省略する。第２の載足部１ｂは、第１の載足部１ａとほぼ同様の構造であるので、特別な構造変更をすることなく、ポインティングデバイスとしてのマウスの左右クリックに相当する信号を送信することができる。
【００２２】
２ａはロワーカバー２の側壁に設けられた凹部であり、本実施の形態では左右に計８個設けてある。７ｂ及び１７ｂは前ペダル７及び後方ペダル１７の内壁に設けた凸部であって、ロワーカバー２に設けた凹部２ａと嵌合させてある。なお、前ペダル７及び後方ペダル１７は、図示しない手段によって、凹部２ａの一部分をガイドとしてそれぞれ独立して上下動可能に構成されると共に抜け落ちないよう構成されている。
【００２３】
第１の載足部１ａと第２の載足部１ｂは図３に示すように、段差Ｇが設けられている。これは、操作者の足の骨格の特徴を考慮したもので、第２の載足部１ｂ側、即ち、踵を載せる位置を低くすることで、自然体のまま足を載せるだけでペダル操作ができるようになっている。これにより長時間操作をしても疲れにくいという効果がある。
【００２４】
図４は第１の実施の形態に関わるメンブレンスィッチ群の要部説明図である。図４（ａ）はラバードーム５を示す平面図である。ラバードーム５は中央に設けた中央突起５ａと、円周状に連続した円周状突起５ｃを有する。そして、ラバードーム５は、円周状突起５ｃにより前ペダル７を傾斜可能に支持する。
【００２５】
図４（ｂ）は図４（ａ）に示すＡＡ矢視断面図である。円周状突起５ｃは断面がドーム状である連続したドーム部５ｅによりラバードーム５の本体から支持されて形成されている。円周状突起５ｃの下側は、円周状突起５ｃと一体化している下側円周状突起５ｄが設けられている。前ペダル７が押下されると、ドーム部５ｅが撓むことにより、円周状突起５ｃと一体になっている下側円周状突起５ｄが荷重を下方に伝えることになる。下側円周状突起５ｄの下部には、複数のメンブレンスイッチＳＷが後述するように下側円周状突起５ｄに対応して円周状に形成されている。メンブレンスイッチＳＷは、第２のプリント基板４側の可動接点４ｓと第１のプリント基板３側の固定接点３ｓにより構成される。メンブレンスィッチＳＷを直接的に押下するのは図示するように円周状突起５ｃと一体化している下側円周状突起５ｄにより行われる。
【００２６】
中央突起５ａは、ホームポジションキートップ９の下部に設けられる。中央突起５ａは断面がドーム状である連続した中央ドーム部５ｆによりラバードーム５の本体から支持されて形成されている。ホームポジションキートップ９が押下されると、中央ドーム部５ｆが撓むことにより、中央突起５ａと一体になっている下側中央突起５ｂが荷重を下方に伝えることになる。下側中央突起５ｂの下部には、一箇所のホームポジション接点ＳＷ０が下側中央突起５ｂに対応して形成されている。ホームポジション接点ＳＷ０は、第２のプリント基板４側の中央可動接点４ｔと第１のプリント基板３側の中央固定接点３ｔにより構成される。ホームポジション接点ＳＷ０を直接的に押下するのは、図示するように中央突起５ａと一体化している下側中央突起５ｂにより行われる。なお、ホームポジション接点ＳＷ０は、構造としてはメンブレンスィッチＳＷと同じである。
【００２７】
次に、接点パターンについて説明する。図５は第１の実施の形態に関わるメンブレンスィッチ群の接点パターンを示す説明図である。まず、第１のプリント基板３には、固定接点３ｓが放射状かつ円周状に配置されて、固定接点パターン３５を形成している。固定接点パターン３５は、中央部に配したホームポジション接点ＳＷ０を中心とし所定距離だけ離れた円弧状に複数の接点ＳＷ１〜ＳＷ３６として設けてある。本実施の形態では角度１０度毎に３６分割してあり、３個のグループに対応して配置される。接点ＳＷ１〜ＳＷ３６は後述する端子ＣＬＭ１〜ＣＬＭ１２に接続される。
【００２８】
同図において、第２のプリント基板４側の可動接点４ｓは、破線で示すように固定接点３ｓの３グループに対応して設けられ、可動接点パターン４５を形成している。そして、可動接点パターン４５は第２のプリント基板４の３個の端子ＬＩＮＥ１、ＬＩＮＥ２、ＬＩＮＥ３に接続される。同図に示すように第２のプリント基板４側の端子ＬＩＮＥ１に対応する第１のプリント基板３の接点はＳＷ２、ＳＷ１、ＳＷ３６〜ＳＷ２７までの１２個である。端子ＬＩＮＥ２に対応する接点はＳＷ２６〜ＳＷ１５までの１２個である。そして、端子ＬＩＮＥ３に対応する接点はＳＷ１４〜ＳＷ３までの１２個が割り当てられている。
【００２９】
図６は第１の実施の形態に関わるポインティングデバイスの信号発生手段を示す回路図である。同図に示す接点ＳＷ２、ＳＷ２６及びＳＷ１４を第１グループとして端子ＣＬＭ１に接続され、接点ＳＷ１、ＳＷ２５及びＳＷ１３を第２グループとして端子ＣＬＭ２に接続される。以下同様に接点ＳＷ２７、ＳＷ１５及びＳＷ３までの第１２グループとして端子ＣＬＭ１２に接続される。これらの全１２グループから第１のプリント基板３側として端子ＣＬＭ1〜ＣＬＭ１２までの１２個の信号出力が可能となる。図５からも理解できるように接点ＳＷ２とＳＷ２６及びＳＷ１４は互いに角度１２０度ずれた位置関係である。例えば、接点ＳＷ２７が閉じた場合には、第１のプリント基板３側は端子ＣＬＭ１２とメンブレンシート８側の端子ＬＩＮＥ１が電気的に接続されことが制御回路部３ａに検出されることになる。
【００３０】
第２の載足部１ｂについては、接点ＳＷ２８、ＳＷ２９〜ＳＷ３６、ＳＷ１〜ＳＷ８までの接点パターングループＳＷａが端子ＣＬＭ１３に接続される。また、接点ＳＷ１０〜ＳＷ２６までの接点パターングループＳＷｂが端子ＣＬＭ１４に電気的に接続される。以上、制御回路３ａが検出した方向情報（電気信号）はＣＰＵ１０に送信される。ＣＰＵ１０はそれらの方向情報を通信制御部１０ａを介して上位装置ＰＣに出力することになる。
【００３１】
図７は第１の実施の形態に関わるポインティングデバイスの動作状態を示す断面説明図である。同図（ａ）はホームポジションキートップ９が荷重を受けて押下された状態を示すものである。ホームポジションキートップ９が押下されると、ラバードーム５の中央ドーム部５ｆが撓むことにより、中央突起５ａと下側中央突起５ｂが下降する。下側中央突起５ｂが下降すると、第２のプリント基板４の中央可動接点４ｔと第１のプリント基板３の中央固定接点３ｔとからなるホームポジション接点ＳＷ０が閉じる。
【００３２】
同図（ｂ）は接点ＳＷ１〜３６が閉じた状態を示すものである。前ペダル７が斜めに押下されると、ラバードーム５のドーム部５ｅが撓むことにより、円周状突起５ｃと下側円周状突起部５ｃが下降する。下側円周状突起部５ｃが下降すると、第２のプリント基板４の可動接点４ｓと第１のプリント基板３の固定接点３ｓとからなるメンブレンスイッチＳＷが閉じることになる。なお、前ペダル７及び後方ペダル１７の動作量としての傾き角度は２〜６度程度としてあるので、足の押下負担は軽く済む。
【００３３】
操作者の足操作方法について説明する。図８は第１の実施の形態に関わるポインティングデバイスの操作例を示す説明図である。まず、図８（ａ）は本ポインティングデバイス１が出力する方向情報の割り振りを示すものである。第１の載足部１ａ側はホームポジションキートップ９を中心として８方向、即ち前、右前、右、右後、後、左後、左、左前に割り振ってある。第２の載足部１ｂ側は左右２方向に割り振ってある。
【００３４】
図８（ｂ）はポインティングデバイス１を図８（ａ）の矢印Ｒ方向から見たものであり、第２の載足部１ｂを左右方向に操作する場合を示す。図８（ｃ）はポインティングデバイス１を図８（ａ）の矢印Ｆ方向から見たものであり、第１の載足部１ａを左右方向に操作する場合を示している。足首を矢印方向に回転させて操作することができる。
【００３５】
図８（ｄ）はポインティングデバイス１を図８（ａ）の矢印Ｙ方向から見たものであり、通常は爪先を第１の載足部１ａに、踵を第２の載足部１ｂ載せる。前述のように後方ペダル１７の第２の載足部１ｂ側が段差Ｇにより低くなっている。
【００３６】
図８（ｅ）は前後方向の操作を示すもので、実線は「前」方向の領域を押下する場合であり、破線は「後」方向の領域を押下する場合を示している。図８（ｆ）はホームポジションキートップ９の押下時のもので、破線で示す通常時の状態から実線で示すように爪先を引いて操作することになる。
【００３７】
踵と爪先の同時動作が難しい場合には、一度踵を押下して第２の載足部１ｂを押下状態とし、その後に踵を離して第１の載足部１ａを押下し、続けて再度第２の載足部１ｂを押下、開放での操作終了となるようなプログラムを構築しても良い。
【００３８】
次に、操作者の「左足」を例としメンブレンスィッチ群の押下方向を説明する。図９は第１の実施の形態に関わるメンブレンスィッチ群の押下方向の割振りを示す説明図である。
【００３９】
第１の載足部１ａの接点ＳＷ１〜ＳＷ３６を押下方向として割り振ったものである。図９において、接点ＳＷ７〜ＳＷ１１をグループＦとして「前」に設定する。即ち、グループＦの接点ＳＷ７〜ＳＷ１１が閉じたと判定したとき、ポインティングデバイス１は上位装置ＰＣに対しカーソルを移動させる方向情報として「前」を送信する。そうすると上位装置ＰＣは表示装置上のカーソルを上方に移動するように表示する。
【００４０】
同様に接点ＳＷ１２〜ＳＷ１５はグループＦＲとして「右前」に設定し、更に接点ＳＷ１６〜ＳＷ２０はグループＲとして「右」に設定してある。以後、接点ＳＷ２１〜ＳＷ２４をグループＢＲとして「右後」に設定し、接点ＳＷ２５〜ＳＷ２９はグループＢとして「後」に設定してある。接点ＳＷ３０〜ＳＷ３３はグループＢＬとして「左後」に設定し、接点ＳＷ３４〜ＳＷ２はグループＬとして「左」に設定し、接点ＳＷ３〜ＳＷ６はグループＦＬとして「左前」に設定する。
【００４１】
即ち、ポインティングデバイス１が上位装置PCへ送信するカーソル移動方向は８方向である。従って、上位装置ＰＣが表示装置の画面上にカーソルを移動する方向も８方向である。
【００４２】
図９（ｂ）は第２の載足部１ｂの接点ＳＷ１〜ＳＷ３６を割り振ったもので、図において接点ＳＷ１０〜ＳＷ２６はグループＲＲとして「右」に設定、即ち、左足首を内側に倒した場合に押下され、検出されるよう設定してある。同様に接点ＳＷ２８〜ＳＷ８はグループＬＬとして「左」に設定、即ち、左足首を外側に倒した場合に押下され検出されるよう設定してある。そうすると上位装置ＰＣは、ポインティングデバイスとしてのマウスの右クリック及び左クリックと同様に前記画面上の決定操作信号として処理する。なお、接点ＳＷ９とＳＷ２７は不感接点パターンに設定してある。
【００４３】
図１０は第１の実施の形態に関わるＣＰＵ１０の機能を示すブロック図である。押下状態検出部２１は、接点ＳＷ１〜ＳＷ３６、ホームポジション接点ＳＷ０及び接点パターングループＳＷａ、Ｓｗｂが閉じたことを検出する。即ち、接点ＳＷ１〜ＳＷ３６については、どの接点の位置が閉じたかを検出する。そしてこれにより、押下状態検出部２１は、カーソルを移動させるための方向を判定する。
【００４４】
記憶部２２は、押下状態検出部２１で検出した押下状態を記憶する。記憶部２２は格納エリアＭ１〜Ｍ４を有する。グループ判定部２３は、閉じた接点ＳＷ１〜ＳＷ３６について、接点パターンのグループＦ〜ＦＬまでの８個のグループ中で単一のグループ内であるか、隣接する複数のグループに跨っているかを判定する。グループ判定部２３により判定されたグループＦ〜ＦＬにより、カーソルを移動させる方向が決定される。
【００４５】
更に、加速度判定部２４は、閉じた接点ＳＷ１〜ＳＷ３６から閉じた接点数を算出し、カーソルを移動させるための加速度を判定する。通信制御部２５は、上位装置ＰＣに対し上位接続ケーブル３ｂを介して、カーソルの移動方向及び加速度等の出力を送出する。
【００４６】
次に第１の実施の形態に関わるポインティングデバイスの動作を説明する。図１１は第１の実施の形態に関わるポインティングデバイスの動作フローチャートである。なお、Ｓは動作ステップを意味する。
Ｓ１０１：まず、ＣＰＵ１０に内蔵されたプログラムにより初期設定を行う。端子ＬＩＮＥ１〜ＬＩＮＥ３は初期設定で"Ｈ（ハイインピーダンス）"レベルに設定される。
【００４７】
Ｓ１０２：ＣＰＵ１０の制御部２０はステップＳ１０１の初期設定後に端子ＬＩＮＥ１を"Ｌ（ロー）"レベルに設定する。
Ｓ１０３：ＣＰＵ１０の制御部２０は押下状態検出部２１に対し、端子ＣＬＭ１〜ＣＬＭ１２のレベルを読み込んで接点ＳＷ２７〜ＳＷ２の押下状態を検出するよう指示する。そして、記憶部２２に対し、これを格納するよう指示する。記憶部２２は格納エリアＭ１にこれを記憶する。
【００４８】
Ｓ１０４：同様にステップＳ１０１の初期設定後に端子ＬＩＮＥ２を"Ｌ（ロー）"レベルに設定する。
Ｓ１０５：ＣＰＵ１０の制御部２０は押下状態検出部２１に対し、端子ＣＬＭ１〜ＣＬＭ１２のレベルを読み込んで接点ＳＷ１５〜ＳＷ２６の押下状態を検出するよう指示する。そして、記憶部２２に対し、これを格納するよう指示する。記憶部２２は格納エリアＭ２にこれを記憶する。
【００４９】
Ｓ１０６：ステップＳ１０１の初期設定後に端子ＬＩＮＥ３を"Ｌ（ロー）"レベルに設定する。
Ｓ１０７：ＣＰＵ１０の制御部２０は押下状態検出部２１に対し、端子ＣＬＭ１〜ＣＬＭ１２のレベルを読み込んで接点ＳＷ３〜ＳＷ１４の押下状態を検出するよう指示する。そして、記憶部２２に対し、これを格納するよう指示する。記憶部２２は格納エリアＭ３にこれを記憶する。
【００５０】
Ｓ１０８：ＣＰＵ１０の制御部２０は押下状態検出部２１に対し、端子ＣＬＭ０、ＣＬＭ１３、ＣＬＭ１４のレベルを読み込んで、第１の載足部１ａのホームポジションスィッチＳＷ０と、第２の載足部１ｂの接点パターングループＳＷａ、Ｓｗｂの押下状態を検出するよう指示する。そして、記憶部２２に対し、これを格納するよう指示する。記憶部２２は格納エリアＭ４にこれを記憶する。ここで上述した各メンブレンスィッチが未押下の場合、端子ＣＬＭ１〜ＣＬＭ１２は"Ｈ"レベルのままであり、押下があると該当する端子ＣＬＭが"Ｌ"レベルとなる。
【００５１】
Ｓ１０９：ＣＰＵ１０の制御部２０は格納エリアＭ１〜Ｍ３に格納された押下状態（Ｈレベル／Ｌレベル）から、操作した方向と、操作圧力を判定する。この操作圧力は接点、即ち「メンブレンスイッチＳＷ」の同時押下数から求める。ＣＰＵ１０は、グループ判定部２３に対し、閉じた接点は図９（ａ）に示した接点パターンのグループＦ〜ＦＬまでの８個のグループ中で単一のグループ内であるか、隣接する複数のグループに跨っているかを判定するよう指示する。
【００５２】
Ｓ１１０：ステップＳ１０９において、単一のグループ内であると判定された場合には、ＣＰＵ１０の制御部２０は加速度判定部２４に対し、そのグループ内で同時押下された接点数に応じたカーソル移動の加速度として判定するよう指示する。
【００５３】
図１２は第１の実施の形態に関わるポインティングデバイスの加速度を示す説明図である。同図に示すように押下接点数（Ｎ）から加速度情報を決定させる。本実施の形態では、押下接点数が１個の場合は「加速無し」と定義し、２個の場合は「加速度小」と定義し、３個の場合は「加速度中」と定義し、４個以上の場合は「加速度大」と定義してある。加速度判定部２４はこれに基づいて加速度を判定する。
【００５４】
Ｓ１１１：制御部２０はステップＳ１１０にて判定した加速度に応じた定数をカーソル移動値に乗算する。例えば、グループＦ内の接点ＳＷ８とＳＷ９が同時に閉じている場合、カーソルは「前」方向に「加速度小」で移動することになる。ＣＰＵ１０の制御部２０は、ステップ１０８で取得し格納エリアＭ４に格納されたホームポジションスィッチＳＷ０と、接点パターングループＳＷａ、Ｓｗｂのスイッチ情報を加味して、上位装置ＰＣへ送信する方向情報と加速度情報（データ）を生成する。
【００５５】
Ｓ１１２：ステップＳ１０９において、接点パターンのグループＦ〜ＦＬまでの８個のグループ中で隣接する複数の接点パターンのグループに跨っている場合は、カーソルの移動方向未確定として方向情報と加速度情報の作成を行わない。例えば、グループＦＬ内の接点ＳＷ６とグループＦ内の接点ＳＷ７が同時に閉じている場合は方向未確定となり、押下無効とする。
【００５６】
次に、第１の実施の形態の変形例１及び２を説明する。上述の第１の実施の形態は、ステップＳ１１２で説明した通り、閉じた接点が隣接する複数の接点パターンのグループＦ〜ＦＬに跨っている場合は、カーソルの移動方向未確定として説明した。しかしながら、操作する足（右足又は左足），足の骨格や筋肉の微妙な差異，癖等で操作者によっては隣接する複数の接点パターンのグループに跨るケースが増加してしまうことが懸念される。第１の実施の形態の変形例１は多数決方式でグループＦ〜ＦＬのうちいずれかを決定するものである。
【００５７】
図１３は第１の実施の形態の変形例１及び２に関わる押下方向を示す説明図であり、図１４は第１の実施の形態の変形例１に関わる移動方向の判定を示す説明図である。図１３（ａ）に示すように、グループＦの接点ＳＷ７，ＳＷ８，ＳＷ９の３接点とグループＦＬの接点ＳＷ６を含む接点Ｎが同時に閉じた場合に、ＣＰＵ１０はグループＦとＦＬ内の閉じた接点パターン数の比較を行う。この比較と判定結果を図１４に示す。図１４（ａ）では押下接点数が４個の場合を示し、図１４（ｂ）では押下接点数が５個の場合を例示している。図１３（ａ）で示す場合は、グループＦに３個の押下接点、グループＦＬには１個の押下接点であるから、図１４（ａ）より判定移動方向はグループＦとして上位装置ＰＣに出力されることになる。なお、グループＦとグループＦＬの押下接点数が同一の場合には方向未確定とするのは前述したものと同じである。更には、押下接点数の差異が一定数（例えば、２パターン）以上の場合のみ判定移動方向情報を出力するようにしても良い。このように多数決方式を採用することで、操作の繰返回数を軽減できるという効果を奏する。
【００５８】
次に、変形例２を説明する。先に説明した第１の実施の形態の図９に示したメンブレンスィッチ群の押下方向は、予め実験的に求め、初期設定としてある所謂デフォルト設定の方向情報である。上記変形例１でも説明したように操作者の足の大きさ（特に爪先部の横幅）などは加齢とともに変化することも想定できる。変形例２では図９に示すデフォルト設定に対して補正するものである。
【００５９】
デフォルト設定に対して、ＣＰＵ１０は、操作者に対し、各押下方向の中からある一方向への操作誘導を複数回分だけ行なわせ、それらの押下（接点）位置の分布情報を収集する。この試行押下の操作を全８方向に対して実行し、操作者の癖や習性を把握した上で、その収集した全分布情報を基にＣＰＵ１０は押下接点のグループ分割として設定する。以後、上位装置ＰＣ側へ出力される押下接点の方向情報として使用される。これらの補正情報は図示しないメモリに保存されると共に、操作者毎の例えば、識別番号やパスワードの入力操作によりメモリより読み出されて方向情報が補正され、自動的に切り換えられる。図１３（ｂ）はグループＦＬ２を接点ＳＷ２からＳＷ５までに変更し、グループＦ２を接点ＳＷ６〜ＳＷ１1に変更をしたことを示す。このように補正することで、操作の繰返回数を軽減できる。
【００６０】
以上本実施の形態によれば、カーソルを移動させる場合に、足の移動が腿（もも）を動かすものではなく、主に踵から爪先（指先）までとし、動かす方向を床面方向への回転動作にすることで疲労感を低減できる。また、移動方向を検出する手段にメンブレンスイッチを用いることで構造が簡単で、耐環境性に優れ、かつ安価に製作することが可能となるほか、保守性の向上も可能である。更に薄型化したポインティングデバイスを提供することが可能となる。
【００６１】
また、本実施の形態によれば、前ペダル７を傾斜可能に支持する円周状突起５ｃと前ペダル７からの押下力を下方のメンブレンスイッチＳＷに伝える下側円周状突起５ｄを一体化したラバードーム５を設けたので、前ペダル７の押下を正確にメンブレンスイッチＳＷに伝えることができ、構造が簡単なポインティングデバイスとすることができる。
【００６２】
更に、ラバードーム５の中央にホームポジションキートップ９を設け、ホームポジションキートップ９からの押下力を受ける中央突起５ａと、この押圧力を下方のホームポジション接点ＳＷ０に伝える下側中央突起５ｂを一体化したラバードーム５を設けたので、同様にホームポジションキートップ９からの押下を正確にホームポジション接点ＳＷ０に伝えることができ、構造が簡単なポインティングデバイスとすることができる。
【００６３】
更にまた、第２の載足部１ｂは、第１の載足部１ａと同様の構成を有するので、特別な構造変更をすることなく、マウスの左右クリックに相当する信号を送信するポインティングデバイス１とすることができる。
【００６４】
更にまた、本実施の形態では、接点数が３６個に対し、移動方向を８方向としたが、これに限らず、ファームウェアによる設定の変更によって、移動方向数を増やすことが可能であるとともに、３６個の接点の意味を変更することが可能なポインティングデバイス１とすることができる。
【００６５】
（第２の実施の形態）
次に第２の実施の形態について説明する。図１５は本発明の第２の実施の形態に関わるポインティングデバイスの動作状態を示す断面説明図である。前述の第１の実施の形態に関するポインティングデバイス１では、前ペダル７を支持する円周状突起５ｃに対し、接点が一対の可動接点４ｓ及び固定接点３ｓであるところ、本実施の形態では、円周の内側に隣接して新たに一対の接点パターンを設け、接点が二対の可動接点４４ｓ、固定接点３３ｓ及び第２の可動接点４４ｕ、第２の固定接点３３ｕとしたものである。そして、ラバードーム５５の形状を変更することにより、前ペダル２７からの押下荷重の変化を検出できるようにしたものである。
【００６６】
同図において、前ペダル２７及びホームポジションキートップ２９は第１の実施の形態と同じである。ラバードーム５５は中央に設けた中央突起５５ａと、円周状に連続した円周状突起５５ｃを有する。ラバードーム５５は、円周状突起５５ｃにより前ペダル２７を傾斜可能に支持する。
【００６７】
円周状突起５５ｃの下側は、円周状突起５５ｃと一体化している下側円周状突起５５ｄと本実施の形態に関する第２の下側円周状突起５５ｇが設けられている。第２の下側円周状突起５５ｇは、下側円周状突起５５ｄに同心状でかつ内側に設けられる。更に、第２の下側円周状突起５５ｇは、ドーム部５５ｅを介して、円周状突起５５ｃと一体化して設けられ、下側円周状突起５５ｄより長足に形成されている。即ち、第２の下側円周状突起５５ｇと下側円周状突起５５ｄは、第２のプリント基板４４へ向かう長さが異なるように構成される。そのため、前ペダル２７が押下され円周状突起５５ｃが降下すると、まず先に第２の下側円周状突起５５ｇが荷重を下方に伝えることになる。
【００６８】
第２の下側円周状突起５５ｇの下部には複数のメンブレンスイッチが第２の下側円周状突起５５ｇに対応して円周状に形成されている。メンブレンスイッチは、第２のプリント基板４４側の第２の可動接点４４ｕと第１のプリント基板３３側の第２の固定接点３３ｕにより構成される。図１５（ａ）に示すように、この第２の可動接点４４ｕと第２の固定接点３３ｕを閉じるのは、第２の下側円周状突起５５ｇにより行われる。
【００６９】
更にラバードーム５５の押下が進むと、図１５（ｂ）に示すように、短足の下側円周状突起５５ｄが荷重を下方に伝えることになる。下側円周状突起５５ｄの下部にある複数のメンブレンスイッチが下側円周状突起５５ｄに対応して円周状に形成されている。この場合のメンブレンスイッチは、第２のプリント基板４４側の可動接点４４ｓと第１のプリント基板３３側の固定接点３３ｓにより構成される。メンブレンスィッチを直接的に押下するのは図示するように円周状突起５５ｃと一体化している下側円周状突起５５ｄにより行われることになる。
【００７０】
長さが異なる第２の下側円周状突起５５ｇと下側円周状突起５５ｄの下部にそれぞれメンブレンスイッチが設けられる。これによって、前ペダル２７に加えられる荷重の変化が検出可能となり、前ペダル２７の押下の強弱でカーソル移動量を変化させることが可能となる。
【００７１】
（第３の実施の形態）
次に第３の実施の形態について説明する。図１６は本発明の第３の実施の形態に関わるポインティングデバイスを示す断面説明図である。第３の実施の形態に関わるポインティングデバイス４１において、ロワーカバー４２は基板４３を支持する。基板４３はその中央にスティックポインタ４９を搭載している。スティックポインタ４９の軸４９ａは先端に前ペダル４７と一体に固定されている。前ペダル４７は操作者の足が載置可能となっている。
【００７２】
操作者が足で前ペダル４７を所定の方向に荷重を加えると、スティックポインタ４９の軸４９ａが撓み、スティックポインタ４９これを検出する。スティックポインタ４９が行う検出方式は公知の方式でよく、例えば静電容量方式で可能である。更に、スティックポインタ４９が受ける荷重量はセンサ出力に比例することができるため、スティックポインタ４９は操作荷重の大小を検出可能となる。図示しない制御部は、これを加速度に変更する。これにより、ポインティングデバイス４１は、カーソル移動方向情報及び加速度情報を上位装置ＰＣに出力することができる。
【００７３】
（第４の実施の形態）
次に第４の実施の形態について説明する。図１７は本発明の第４の実施の形態に関わるポインティングデバイスを示す断面説明図である。第４の実施の形態に関わるポインティングデバイス５１において、ロワーカバー５２はその中央に支柱５９を有し、支柱５９は先端に前ペダル５７と一体に固定され前ペダル５７を支持している。前ペダル５７の上面は操作者の足が載置可能となっている。そして、前ペダル５７の下面には、加速度センサ５８が配置されている。
【００７４】
操作者が足で前ペダル５７を所定の方向に荷重を加えると、支柱５９が撓み、前ペダル５７の下面に配置されている加速度センサ５８が前ペダル５７の傾き方向を検出する。加速度センサ５８は３軸方向を検出可能である。加速度センサ５８が受ける荷重量はセンサ出力に比例することができるため、加速度センサ５８は操作荷重の大小を検出可能となる。これにより、ポインティングデバイス５１は、カーソル移動方向情報及び加速度情報を上位装置ＰＣに出力することができる。
【００７５】
なお、上記実施の形態は足用のポインティングデバイスとして説明したが、これに限らない。前ペダル７と後方ペダル１７は外部からの荷重を受けるペダル部として機能する。
【符号の説明】
【００７６】
１ ポインティングデバイス
１ａ 第１の載足部
１ｂ 第２の載足部
２ ロワーカバー
３ 第１のプリント基板
４ 第２のプリント基板
５ ラバードーム
６ ラバー押え
７ 前ペダル
８ メンブレンシート
９ ホームポジションキートップ
１７ 後方ペダル
ＰＣ 上位装置
ＳＷ メンブレンスィッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パーソナルコンピュータ等の表示装置の画面上におけるカーソル移動やクリック動作を足の動きによって行うポインティングデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パーソナルコンピュータを操作する場合、手の不自由な操作者が操作する必要性からポインティングデバイスとしてのマウスを足で操作する技術が知られている。特開平１０−９７３７４号公報（特許文献１）には、足を乗せる移動部と、移動部を保持しかつ前後左右に移動させるためのベースで構成される足用ポインティングデバイスが記載されている。特許文献１の足用ポインティングデバイスの実際の動作は、パソコンの画面のカーソルを画面上方に移動させる場合、足を床面に平行にかつ前方に移動させる。そして、カーソルを画面下方に移動させる場合、足を後方に移動させ、カーソルを画面左右に移動させる場合は、足を左右に移動させるものである。
【０００３】
一方、特開平８−１７９８７９号公報（特許文献２）には、操作者の足を載置するための載置部の傾き方向を検出する傾斜方向検出手段と、載置部の傾き量を検出する傾き量検出手段を設け、この検出結果に応じてカーソル移動信号を送出するようにしたポインティングデバイスが記載されている。特許文献２記載の技術では、ボタンスィッチが押される深さは足を載置するプレートの傾き量に応じて変化する。そして、プレートの傾き量を検出するために、制御線Ａ１，Ｂ１，Ｃ１のいずれかが信号線Ｓと電気的に接続することにより行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−９７３７４号公報
【特許文献２】特開平８−１７９８７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１記載の技術では、カーソルを移動させたい方向に足置き部をずらす足動作が必要であり、腿（もも）から下側を動かすため、長時間の操作には不向きと考えられる。更に、床上に置かれて動かないベース部とその上に足の動きに従って動く移動部から成るため、機構的にも複雑な構造が要求される。更に、床面に設置されることから、防塵、防水構造が必要であり、長期の使用に耐えるため可動部の定期的な保守が必要であるという問題点があった。
【０００６】
特許文献２記載の技術において、傾き量を検出するための制御線Ａ１，Ｂ１，Ｃ１は、信号線Ｓの移動方向に沿って、即ち装置の縦方向に設けられている。そのため特許文献２記載の技術では、装置が大型化するという問題点がある。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、足への負担を少なくすることにより長時間の操作を可能とし、構造的にも簡単でかつ長期の使用に耐えることができ、更に装置を薄型化することができるポインティングデバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、特許請求の範囲の請求項１に記載の発明は、外部からの荷重を受けるペダル部と、前記ペダル部を傾斜可能に支持するとともに、前記ペダル部からの荷重を下方に伝える円周状突起を有するラバードーム部と、円周状に設けた複数の固定接点を有する第１のプリント基板と、前記第１のプリント基板の前記複数の固定接点に対向し、かつ前記円周状突起の下方に設けられた可動接点を有する第２のプリント基板と、前記第１のプリント基板の前記固定接点と前記第２のプリント基板の前記可動接点を含んで構成されるメンブレンスィッチと、前記メンブレンスィッチが閉じたことを検知することによって、カーソル移動方向情報を上位装置へ送信する制御部を有することを特徴とするポインティングデバイスである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、物理的に動作量の少ないメンブレンスィッチを用いたので、足の移動量を少なくでき、足の踝（くるぶし）から下を傾けることで操作できる。従って、操作性の良いポインティングデバイスを提供することができる。更に、固定接点と可動接点とをメンブレンスィッチで構成することとしたので、構造的にも簡単でかつ長期の使用に耐えることができ、更に薄型化したポインティングデバイスを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施の形態に関わるポインティングデバイスの構造を示す分解斜視図である。
【図２】第１の実施の形態に関わるポインティングデバイスの外観図である。
【図３】第１の実施の形態に関わるポインティングデバイスの縦断面図である。
【図４】第１の実施の形態に関わるメンブレンスィッチ群の要部説明図である。
【図５】第１の実施の形態に関わるメンブレンスィッチ群の接点パターンを示す説明図である。
【図６】第１の実施の形態に関わるポインティングデバイスの信号発生手段を示す回路図である。
【図７】第１の実施の形態に関わるポインティングデバイスの動作状態を示す断面説明図である。
【図８】第１の実施の形態に関わるポインティングデバイスの操作例を示す説明図である。
【図９】第１の実施の形態に関わるメンブレンスィッチ群の押下方向の割振りを示す説明図である。
【図１０】第１の実施の形態に関わるＣＰＵ１０の機能を示すブロック図である。
【図１１】第１の実施の形態に関わるポインティングデバイスの動作フローチャートである。
【図１２】第１の実施の形態に関わるポインティングデバイスの加速度を示す説明図である。
【図１３】第１の実施の形態の変形例１及び２に関わる押下方向を示す説明図である。
【図１４】第１の実施の形態の変形例１に関わる移動方向の判定を示す説明図である。
【図１５】第２の実施の形態に関わるポインティングデバイスの動作状態を示す断面説明図である。
【図１６】第３の実施の形態に関わるポインティングデバイスを示す断面説明図である。
【図１７】第４の実施の形態に関わるポインティングデバイスを示す断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の第１の実施の形態を図面に従って説明する。図１は第１の実施の形態に関わるポインティングデバイスの構造を示す分解斜視図であり、図２は第１の実施の形態に関わるポインティングデバイスの外観図であり、図３は第１の実施の形態に関わるポインティングデバイスの縦断面図である。
【００１２】
図２において、第１の実施の形態に関わるポインティングデバイス１は操作者の足を乗せて操作するため、長方形を成している。ポインティングデバイス１は第１の載足部１ａと第２の載足部１ｂからなる。第１の載足部１ａは、操作者の足先部位を載せる前ペダル７を有し、第２の載足部１ｂは、操作者の踵（かかと）部位を載せる後方ペダル１７を有する。第１の載足部１ａには、後述するホームポジションキートップ９が設けられている。前ペダル７と後方ペダル１７は外部からの荷重を受けるペダル部として機能する。
【００１３】
ポインティングデバイス１は床面に配置され、後述する上位装置としてのパーソナルコンピュータ（以下、上位装置ＰＣという）の表示装置の画面上のカーソルを所定の方向に移動させるために、上位装置ＰＣのマウスコネクタに上位接続ケーブル３ｂを介して接続されるものである。なお、カーソルとは、上位装置ＰＣの表示装置の画面上で入力位置を示す下線や記号又は画面を移動する矢印のことである。以下、ポインティングデバイス１を構成する各部を説明する。
【００１４】
図１及び図３において、２はロワーカバーであり、裏面が床面と接する部位であり樹脂成型等によって製作されている。３は第１の載足部１ａの基材としての第１のプリント基板であり、第１のプリント基板３の上面には放射状かつ円周状に複数の接点からなる固定接点パターン３５が印刷により設けられている。固定接点パターン３５は、後述するラバードーム５の円周状突起５ｃに対応して設けられる。そして、図３に示すように第１のプリント基板３の下面には制御回路部３ａが設けられ、上位装置ＰＣとの電気的接続部である上位接続ケーブル３ｂが接続されている。
【００１５】
８は第１の載足部１ａのメンブレン（Ｍｅｍｂｒａｎｅ）シートであって、メンブレンとしての第２のプリント基板４と、第２のプリント基板４の下面に設けられたメンブレンスペーサ４ａとによって構成されている。第２のプリント基板４の下面には、第１のプリント基板３の固定接点パターン３５と対向する可動接点パターン４５が印刷により設けられ、メンブレンスペーサ４ａも印刷により設けられている。即ち、メンブレンスペーサ４ａは、第1プリント基板３と第２のプリント基板４の間に配置され、固定接点パターン３５と可動接点パターン４５の部分に穴のあいた絶縁シートとして構成される。また、メンブレンシート８はフィルム製であって、荷重により撓む構成である。
【００１６】
５はメンブレンシート８の上側に設けられた第１の載足部１ａのラバードームであって、絶縁性弾性部材（主にゴム）で形成される。ラバードーム５は、単に足を載せた状態では座屈しない程度の硬度を有している。意図的な荷重を受けたラバードーム５が撓むと、ラバードーム５はメンブレンシート８へ荷重を掛ける。これにより、メンブレンシート８が撓むと、第１のプリント基板３の接点と第２のプリント基板４接点からなる後述するメンブレンスイッチが閉じる仕組みとなっている。そして荷重が無くなると、弾性部材としてのラバードーム５の復元力により両接点が離れる。ここで接点が閉じた場合には電気的導通がなされ、制御回路部３ａに検出されることになる。なお、接点が閉じ、又は解放されることからスィッチとなるため、以後この部位をメンブレンスイッチＳＷと称する。
【００１７】
６はラバードーム５の位置を規制する第１の載足部１ａのラバー押えである。このラバー押え６は，その内側を挟まない逃げ穴６ａが設けてあり、更に、ラバードーム５の外淵のみを押える固定部６ｂが設けてある。固定部６ｂにより、ロワーカバー２との間で第１のプリント基板３、メンブレンシート８、ラバードーム５を図示しないネジ等の固定手段で固定する。
【００１８】
第１の載足部１ａの前ペダル７はプラスチック材料などで成形され、前述の通り操作者の足先部位を載せる部分である。なお、前ペダル７は抗菌材料で成形又は抗菌表面処理を施してある。前ペダル７はラバードーム５の円周状突起５ｃによって支持されている。
【００１９】
前ペダル７には、中央に小穴７ａが設けられ、その小穴７ａよりホームポジションキートップ９が突出していている。このホームポジションキートップ９はラバードーム５の中央部に設けられた後述する中央突起５ａ及び下側中央突起５ｂに対応して配置されている。そして、中央突起５ａ及び下側中央突起５ｂは、放射状かつ円周状のメンブレンスィッチＳＷの中央部に配した後述する電気的接点と対応している。この電気接点は、ホームポジション接点ＳＷ０を構成する。なお、復元力は弾性部材としてのラバードーム５によることは前述のメンブレンスィッチＳＷと同様である。ホームポジションキートップ９は基本的な役割として、上位装置ＰＣ側において操作対象や領域の指定に伴う基本動作を行うためのものである。
【００２０】
第２の載足部１ｂも図示するように、表面には放射状かつ円周状に固定接点パターン３５が設けられている第１の後方プリント基板１３を有する。第１の後方プリント基板１３には、前述の第１のプリント基板３と同様にメンブレンスィッチＳＷが構成される。更に第１のプリント基板３とケーブル３ｄにより電気的に接続されている。
【００２１】
更に、第２の載足部１ｂは、前述の第１の載足部１ａと同様に、第２の後方プリント基板１４と後方メンブレンスペーサ１４ａからなる後方メンブレンシート１８、後方ラバードーム１５、後方ラバー押え１６及び後方ペダル１７とを有する。後方ペダル１７は、前ペダル７と同様にプラスチック材料などで成形され、操作者の踵を載せる部分である。第２の載足部１ｂは、ホームポジションキートップ９を有しない点以外は前述の第１の載足部１ａと同様の構成であるので、説明を省略する。第２の載足部１ｂは、第１の載足部１ａとほぼ同様の構造であるので、特別な構造変更をすることなく、ポインティングデバイスとしてのマウスの左右クリックに相当する信号を送信することができる。
【００２２】
２ａはロワーカバー２の側壁に設けられた凹部であり、本実施の形態では左右に計８個設けてある。７ｂ及び１７ｂは前ペダル７及び後方ペダル１７の内壁に設けた凸部であって、ロワーカバー２に設けた凹部２ａと嵌合させてある。なお、前ペダル７及び後方ペダル１７は、図示しない手段によって、凹部２ａの一部分をガイドとしてそれぞれ独立して上下動可能に構成されると共に抜け落ちないよう構成されている。
【００２３】
第１の載足部１ａと第２の載足部１ｂは図３に示すように、段差Ｇが設けられている。これは、操作者の足の骨格の特徴を考慮したもので、第２の載足部１ｂ側、即ち、踵を載せる位置を低くすることで、自然体のまま足を載せるだけでペダル操作ができるようになっている。これにより長時間操作をしても疲れにくいという効果がある。
【００２４】
図４は第１の実施の形態に関わるメンブレンスィッチ群の要部説明図である。図４（ａ）はラバードーム５を示す平面図である。ラバードーム５は中央に設けた中央突起５ａと、円周状に連続した円周状突起５ｃを有する。そして、ラバードーム５は、円周状突起５ｃにより前ペダル７を傾斜可能に支持する。
【００２５】
図４（ｂ）は図４（ａ）に示すＡＡ矢視断面図である。円周状突起５ｃは断面がドーム状である連続したドーム部５ｅによりラバードーム５の本体から支持されて形成されている。円周状突起５ｃの下側は、円周状突起５ｃと一体化している下側円周状突起５ｄが設けられている。前ペダル７が押下されると、ドーム部５ｅが撓むことにより、円周状突起５ｃと一体になっている下側円周状突起５ｄが荷重を下方に伝えることになる。下側円周状突起５ｄの下部には、複数のメンブレンスイッチＳＷが後述するように下側円周状突起５ｄに対応して円周状に形成されている。メンブレンスイッチＳＷは、第２のプリント基板４側の可動接点４ｓと第１のプリント基板３側の固定接点３ｓにより構成される。メンブレンスィッチＳＷを直接的に押下するのは図示するように円周状突起５ｃと一体化している下側円周状突起５ｄにより行われる。
【００２６】
中央突起５ａは、ホームポジションキートップ９の下部に設けられる。中央突起５ａは断面がドーム状である連続した中央ドーム部５ｆによりラバードーム５の本体から支持されて形成されている。ホームポジションキートップ９が押下されると、中央ドーム部５ｆが撓むことにより、中央突起５ａと一体になっている下側中央突起５ｂが荷重を下方に伝えることになる。下側中央突起５ｂの下部には、一箇所のホームポジション接点ＳＷ０が下側中央突起５ｂに対応して形成されている。ホームポジション接点ＳＷ０は、第２のプリント基板４側の中央可動接点４ｔと第１のプリント基板３側の中央固定接点３ｔにより構成される。ホームポジション接点ＳＷ０を直接的に押下するのは、図示するように中央突起５ａと一体化している下側中央突起５ｂにより行われる。なお、ホームポジション接点ＳＷ０は、構造としてはメンブレンスィッチＳＷと同じである。
【００２７】
次に、接点パターンについて説明する。図５は第１の実施の形態に関わるメンブレンスィッチ群の接点パターンを示す説明図である。まず、第１のプリント基板３には、固定接点３ｓが放射状かつ円周状に配置されて、固定接点パターン３５を形成している。固定接点パターン３５は、中央部に配したホームポジション接点ＳＷ０を中心とし所定距離だけ離れた円弧状に複数の接点ＳＷ１〜ＳＷ３６として設けてある。本実施の形態では角度１０度毎に３６分割してあり、３個のグループに対応して配置される。接点ＳＷ１〜ＳＷ３６は後述する端子ＣＬＭ１〜ＣＬＭ１２に接続される。
【００２８】
同図において、第２のプリント基板４側の可動接点４ｓは、破線で示すように固定接点３ｓの３グループに対応して設けられ、可動接点パターン４５を形成している。そして、可動接点パターン４５は第２のプリント基板４の３個の端子ＬＩＮＥ１、ＬＩＮＥ２、ＬＩＮＥ３に接続される。同図に示すように第２のプリント基板４側の端子ＬＩＮＥ１に対応する第１のプリント基板３の接点はＳＷ２、ＳＷ１、ＳＷ３６〜ＳＷ２７までの１２個である。端子ＬＩＮＥ２に対応する接点はＳＷ２６〜ＳＷ１５までの１２個である。そして、端子ＬＩＮＥ３に対応する接点はＳＷ１４〜ＳＷ３までの１２個が割り当てられている。
【００２９】
図６は第１の実施の形態に関わるポインティングデバイスの信号発生手段を示す回路図である。同図に示す接点ＳＷ２、ＳＷ２６及びＳＷ１４を第１グループとして端子ＣＬＭ１に接続され、接点ＳＷ１、ＳＷ２５及びＳＷ１３を第２グループとして端子ＣＬＭ２に接続される。以下同様に接点ＳＷ２７、ＳＷ１５及びＳＷ３までの第１２グループとして端子ＣＬＭ１２に接続される。これらの全１２グループから第１のプリント基板３側として端子ＣＬＭ1〜ＣＬＭ１２までの１２個の信号出力が可能となる。図５からも理解できるように接点ＳＷ２とＳＷ２６及びＳＷ１４は互いに角度１２０度ずれた位置関係である。例えば、接点ＳＷ２７が閉じた場合には、第１のプリント基板３側は端子ＣＬＭ１２とメンブレンシート８側の端子ＬＩＮＥ１が電気的に接続されことが制御回路部３ａに検出されることになる。
【００３０】
第２の載足部１ｂについては、接点ＳＷ２８、ＳＷ２９〜ＳＷ３６、ＳＷ１〜ＳＷ８までの接点パターングループＳＷａが端子ＣＬＭ１３に接続される。また、接点ＳＷ１０〜ＳＷ２６までの接点パターングループＳＷｂが端子ＣＬＭ１４に電気的に接続される。以上、制御回路３ａが検出した方向情報（電気信号）はＣＰＵ１０に送信される。ＣＰＵ１０はそれらの方向情報を通信制御部１０ａを介して上位装置ＰＣに出力することになる。
【００３１】
図７は第１の実施の形態に関わるポインティングデバイスの動作状態を示す断面説明図である。同図（ａ）はホームポジションキートップ９が荷重を受けて押下された状態を示すものである。ホームポジションキートップ９が押下されると、ラバードーム５の中央ドーム部５ｆが撓むことにより、中央突起５ａと下側中央突起５ｂが下降する。下側中央突起５ｂが下降すると、第２のプリント基板４の中央可動接点４ｔと第１のプリント基板３の中央固定接点３ｔとからなるホームポジション接点ＳＷ０が閉じる。
【００３２】
同図（ｂ）は接点ＳＷ１〜３６が閉じた状態を示すものである。前ペダル７が斜めに押下されると、ラバードーム５のドーム部５ｅが撓むことにより、円周状突起５ｃと下側円周状突起部５ｃが下降する。下側円周状突起部５ｃが下降すると、第２のプリント基板４の可動接点４ｓと第１のプリント基板３の固定接点３ｓとからなるメンブレンスイッチＳＷが閉じることになる。なお、前ペダル７及び後方ペダル１７の動作量としての傾き角度は２〜６度程度としてあるので、足の押下負担は軽く済む。
【００３３】
操作者の足操作方法について説明する。図８は第１の実施の形態に関わるポインティングデバイスの操作例を示す説明図である。まず、図８（ａ）は本ポインティングデバイス１が出力する方向情報の割り振りを示すものである。第１の載足部１ａ側はホームポジションキートップ９を中心として８方向、即ち前、右前、右、右後、後、左後、左、左前に割り振ってある。第２の載足部１ｂ側は左右２方向に割り振ってある。
【００３４】
図８（ｂ）はポインティングデバイス１を図８（ａ）の矢印Ｒ方向から見たものであり、第２の載足部１ｂを左右方向に操作する場合を示す。図８（ｃ）はポインティングデバイス１を図８（ａ）の矢印Ｆ方向から見たものであり、第１の載足部１ａを左右方向に操作する場合を示している。足首を矢印方向に回転させて操作することができる。
【００３５】
図８（ｄ）はポインティングデバイス１を図８（ａ）の矢印Ｙ方向から見たものであり、通常は爪先を第１の載足部１ａに、踵を第２の載足部１ｂ載せる。前述のように後方ペダル１７の第２の載足部１ｂ側が段差Ｇにより低くなっている。
【００３６】
図８（ｅ）は前後方向の操作を示すもので、実線は「前」方向の領域を押下する場合であり、破線は「後」方向の領域を押下する場合を示している。図８（ｆ）はホームポジションキートップ９の押下時のもので、破線で示す通常時の状態から実線で示すように爪先を引いて操作することになる。
【００３７】
踵と爪先の同時動作が難しい場合には、一度踵を押下して第２の載足部１ｂを押下状態とし、その後に踵を離して第１の載足部１ａを押下し、続けて再度第２の載足部１ｂを押下、開放での操作終了となるようなプログラムを構築しても良い。
【００３８】
次に、操作者の「左足」を例としメンブレンスィッチ群の押下方向を説明する。図９は第１の実施の形態に関わるメンブレンスィッチ群の押下方向の割振りを示す説明図である。
【００３９】
第１の載足部１ａの接点ＳＷ１〜ＳＷ３６を押下方向として割り振ったものである。図９において、接点ＳＷ７〜ＳＷ１１をグループＦとして「前」に設定する。即ち、グループＦの接点ＳＷ７〜ＳＷ１１が閉じたと判定したとき、ポインティングデバイス１は上位装置ＰＣに対しカーソルを移動させる方向情報として「前」を送信する。そうすると上位装置ＰＣは表示装置上のカーソルを上方に移動するように表示する。
【００４０】
同様に接点ＳＷ１２〜ＳＷ１５はグループＦＲとして「右前」に設定し、更に接点ＳＷ１６〜ＳＷ２０はグループＲとして「右」に設定してある。以後、接点ＳＷ２１〜ＳＷ２４をグループＢＲとして「右後」に設定し、接点ＳＷ２５〜ＳＷ２９はグループＢとして「後」に設定してある。接点ＳＷ３０〜ＳＷ３３はグループＢＬとして「左後」に設定し、接点ＳＷ３４〜ＳＷ２はグループＬとして「左」に設定し、接点ＳＷ３〜ＳＷ６はグループＦＬとして「左前」に設定する。
【００４１】
即ち、ポインティングデバイス１が上位装置PCへ送信するカーソル移動方向は８方向である。従って、上位装置ＰＣが表示装置の画面上にカーソルを移動する方向も８方向である。
【００４２】
図９（ｂ）は第２の載足部１ｂの接点ＳＷ１〜ＳＷ３６を割り振ったもので、図において接点ＳＷ１０〜ＳＷ２６はグループＲＲとして「右」に設定、即ち、左足首を内側に倒した場合に押下され、検出されるよう設定してある。同様に接点ＳＷ２８〜ＳＷ８はグループＬＬとして「左」に設定、即ち、左足首を外側に倒した場合に押下され検出されるよう設定してある。そうすると上位装置ＰＣは、ポインティングデバイスとしてのマウスの右クリック及び左クリックと同様に前記画面上の決定操作信号として処理する。なお、接点ＳＷ９とＳＷ２７は不感接点パターンに設定してある。
【００４３】
図１０は第１の実施の形態に関わるＣＰＵ１０の機能を示すブロック図である。押下状態検出部２１は、接点ＳＷ１〜ＳＷ３６、ホームポジション接点ＳＷ０及び接点パターングループＳＷａ、Ｓｗｂが閉じたことを検出する。即ち、接点ＳＷ１〜ＳＷ３６については、どの接点の位置が閉じたかを検出する。そしてこれにより、押下状態検出部２１は、カーソルを移動させるための方向を判定する。
【００４４】
記憶部２２は、押下状態検出部２１で検出した押下状態を記憶する。記憶部２２は格納エリアＭ１〜Ｍ４を有する。グループ判定部２３は、閉じた接点ＳＷ１〜ＳＷ３６について、接点パターンのグループＦ〜ＦＬまでの８個のグループ中で単一のグループ内であるか、隣接する複数のグループに跨っているかを判定する。グループ判定部２３により判定されたグループＦ〜ＦＬにより、カーソルを移動させる方向が決定される。
【００４５】
更に、加速度判定部２４は、閉じた接点ＳＷ１〜ＳＷ３６から閉じた接点数を算出し、カーソルを移動させるための加速度を判定する。通信制御部２５は、上位装置ＰＣに対し上位接続ケーブル３ｂを介して、カーソルの移動方向及び加速度等の出力を送出する。
【００４６】
次に第１の実施の形態に関わるポインティングデバイスの動作を説明する。図１１は第１の実施の形態に関わるポインティングデバイスの動作フローチャートである。なお、Ｓは動作ステップを意味する。
Ｓ１０１：まず、ＣＰＵ１０に内蔵されたプログラムにより初期設定を行う。端子ＬＩＮＥ１〜ＬＩＮＥ３は初期設定で"Ｈ（ハイインピーダンス）"レベルに設定される。
【００４７】
Ｓ１０２：ＣＰＵ１０の制御部２０はステップＳ１０１の初期設定後に端子ＬＩＮＥ１を"Ｌ（ロー）"レベルに設定する。
Ｓ１０３：ＣＰＵ１０の制御部２０は押下状態検出部２１に対し、端子ＣＬＭ１〜ＣＬＭ１２のレベルを読み込んで接点ＳＷ２７〜ＳＷ２の押下状態を検出するよう指示する。そして、記憶部２２に対し、これを格納するよう指示する。記憶部２２は格納エリアＭ１にこれを記憶する。
【００４８】
Ｓ１０４：同様にステップＳ１０１の初期設定後に端子ＬＩＮＥ２を"Ｌ（ロー）"レベルに設定する。
Ｓ１０５：ＣＰＵ１０の制御部２０は押下状態検出部２１に対し、端子ＣＬＭ１〜ＣＬＭ１２のレベルを読み込んで接点ＳＷ１５〜ＳＷ２６の押下状態を検出するよう指示する。そして、記憶部２２に対し、これを格納するよう指示する。記憶部２２は格納エリアＭ２にこれを記憶する。
【００４９】
Ｓ１０６：ステップＳ１０１の初期設定後に端子ＬＩＮＥ３を"Ｌ（ロー）"レベルに設定する。
Ｓ１０７：ＣＰＵ１０の制御部２０は押下状態検出部２１に対し、端子ＣＬＭ１〜ＣＬＭ１２のレベルを読み込んで接点ＳＷ３〜ＳＷ１４の押下状態を検出するよう指示する。そして、記憶部２２に対し、これを格納するよう指示する。記憶部２２は格納エリアＭ３にこれを記憶する。
【００５０】
Ｓ１０８：ＣＰＵ１０の制御部２０は押下状態検出部２１に対し、端子ＣＬＭ０、ＣＬＭ１３、ＣＬＭ１４のレベルを読み込んで、第１の載足部１ａのホームポジションスィッチＳＷ０と、第２の載足部１ｂの接点パターングループＳＷａ、Ｓｗｂの押下状態を検出するよう指示する。そして、記憶部２２に対し、これを格納するよう指示する。記憶部２２は格納エリアＭ４にこれを記憶する。ここで上述した各メンブレンスィッチが未押下の場合、端子ＣＬＭ１〜ＣＬＭ１２は"Ｈ"レベルのままであり、押下があると該当する端子ＣＬＭが"Ｌ"レベルとなる。
【００５１】
Ｓ１０９：ＣＰＵ１０の制御部２０は格納エリアＭ１〜Ｍ３に格納された押下状態（Ｈレベル／Ｌレベル）から、操作した方向と、操作圧力を判定する。この操作圧力は接点、即ち「メンブレンスイッチＳＷ」の同時押下数から求める。ＣＰＵ１０は、グループ判定部２３に対し、閉じた接点は図９（ａ）に示した接点パターンのグループＦ〜ＦＬまでの８個のグループ中で単一のグループ内であるか、隣接する複数のグループに跨っているかを判定するよう指示する。
【００５２】
Ｓ１１０：ステップＳ１０９において、単一のグループ内であると判定された場合には、ＣＰＵ１０の制御部２０は加速度判定部２４に対し、そのグループ内で同時押下された接点数に応じたカーソル移動の加速度として判定するよう指示する。
【００５３】
図１２は第１の実施の形態に関わるポインティングデバイスの加速度を示す説明図である。同図に示すように押下接点数（Ｎ）から加速度情報を決定させる。本実施の形態では、押下接点数が１個の場合は「加速無し」と定義し、２個の場合は「加速度小」と定義し、３個の場合は「加速度中」と定義し、４個以上の場合は「加速度大」と定義してある。加速度判定部２４はこれに基づいて加速度を判定する。
【００５４】
Ｓ１１１：制御部２０はステップＳ１１０にて判定した加速度に応じた定数をカーソル移動値に乗算する。例えば、グループＦ内の接点ＳＷ８とＳＷ９が同時に閉じている場合、カーソルは「前」方向に「加速度小」で移動することになる。ＣＰＵ１０の制御部２０は、ステップ１０８で取得し格納エリアＭ４に格納されたホームポジションスィッチＳＷ０と、接点パターングループＳＷａ、Ｓｗｂのスイッチ情報を加味して、上位装置ＰＣへ送信する方向情報と加速度情報（データ）を生成する。
【００５５】
Ｓ１１２：ステップＳ１０９において、接点パターンのグループＦ〜ＦＬまでの８個のグループ中で隣接する複数の接点パターンのグループに跨っている場合は、カーソルの移動方向未確定として方向情報と加速度情報の作成を行わない。例えば、グループＦＬ内の接点ＳＷ６とグループＦ内の接点ＳＷ７が同時に閉じている場合は方向未確定となり、押下無効とする。
【００５６】
次に、第１の実施の形態の変形例１及び２を説明する。上述の第１の実施の形態は、ステップＳ１１２で説明した通り、閉じた接点が隣接する複数の接点パターンのグループＦ〜ＦＬに跨っている場合は、カーソルの移動方向未確定として説明した。しかしながら、操作する足（右足又は左足），足の骨格や筋肉の微妙な差異，癖等で操作者によっては隣接する複数の接点パターンのグループに跨るケースが増加してしまうことが懸念される。第１の実施の形態の変形例１は多数決方式でグループＦ〜ＦＬのうちいずれかを決定するものである。
【００５７】
図１３は第１の実施の形態の変形例１及び２に関わる押下方向を示す説明図であり、図１４は第１の実施の形態の変形例１に関わる移動方向の判定を示す説明図である。図１３（ａ）に示すように、グループＦの接点ＳＷ７，ＳＷ８，ＳＷ９の３接点とグループＦＬの接点ＳＷ６を含む接点Ｎが同時に閉じた場合に、ＣＰＵ１０はグループＦとＦＬ内の閉じた接点パターン数の比較を行う。この比較と判定結果を図１４に示す。図１４（ａ）では押下接点数が４個の場合を示し、図１４（ｂ）では押下接点数が５個の場合を例示している。図１３（ａ）で示す場合は、グループＦに３個の押下接点、グループＦＬには１個の押下接点であるから、図１４（ａ）より判定移動方向はグループＦとして上位装置ＰＣに出力されることになる。なお、グループＦとグループＦＬの押下接点数が同一の場合には方向未確定とするのは前述したものと同じである。更には、押下接点数の差異が一定数（例えば、２パターン）以上の場合のみ判定移動方向情報を出力するようにしても良い。このように多数決方式を採用することで、操作の繰返回数を軽減できるという効果を奏する。
【００５８】
次に、変形例２を説明する。先に説明した第１の実施の形態の図９に示したメンブレンスィッチ群の押下方向は、予め実験的に求め、初期設定としてある所謂デフォルト設定の方向情報である。上記変形例１でも説明したように操作者の足の大きさ（特に爪先部の横幅）などは加齢とともに変化することも想定できる。変形例２では図９に示すデフォルト設定に対して補正するものである。
【００５９】
デフォルト設定に対して、ＣＰＵ１０は、操作者に対し、各押下方向の中からある一方向への操作誘導を複数回分だけ行なわせ、それらの押下（接点）位置の分布情報を収集する。この試行押下の操作を全８方向に対して実行し、操作者の癖や習性を把握した上で、その収集した全分布情報を基にＣＰＵ１０は押下接点のグループ分割として設定する。以後、上位装置ＰＣ側へ出力される押下接点の方向情報として使用される。これらの補正情報は図示しないメモリに保存されると共に、操作者毎の例えば、識別番号やパスワードの入力操作によりメモリより読み出されて方向情報が補正され、自動的に切り換えられる。図１３（ｂ）はグループＦＬ２を接点ＳＷ２からＳＷ５までに変更し、グループＦ２を接点ＳＷ６〜ＳＷ１1に変更をしたことを示す。このように補正することで、操作の繰返回数を軽減できる。
【００６０】
以上本実施の形態によれば、カーソルを移動させる場合に、足の移動が腿（もも）を動かすものではなく、主に踵から爪先（指先）までとし、動かす方向を床面方向への回転動作にすることで疲労感を低減できる。また、移動方向を検出する手段にメンブレンスイッチを用いることで構造が簡単で、耐環境性に優れ、かつ安価に製作することが可能となるほか、保守性の向上も可能である。更に薄型化したポインティングデバイスを提供することが可能となる。
【００６１】
また、本実施の形態によれば、前ペダル７を傾斜可能に支持する円周状突起５ｃと前ペダル７からの押下力を下方のメンブレンスイッチＳＷに伝える下側円周状突起５ｄを一体化したラバードーム５を設けたので、前ペダル７の押下を正確にメンブレンスイッチＳＷに伝えることができ、構造が簡単なポインティングデバイスとすることができる。
【００６２】
更に、ラバードーム５の中央にホームポジションキートップ９を設け、ホームポジションキートップ９からの押下力を受ける中央突起５ａと、この押圧力を下方のホームポジション接点ＳＷ０に伝える下側中央突起５ｂを一体化したラバードーム５を設けたので、同様にホームポジションキートップ９からの押下を正確にホームポジション接点ＳＷ０に伝えることができ、構造が簡単なポインティングデバイスとすることができる。
【００６３】
更にまた、第２の載足部１ｂは、第１の載足部１ａと同様の構成を有するので、特別な構造変更をすることなく、マウスの左右クリックに相当する信号を送信するポインティングデバイス１とすることができる。
【００６４】
更にまた、本実施の形態では、接点数が３６個に対し、移動方向を８方向としたが、これに限らず、ファームウェアによる設定の変更によって、移動方向数を増やすことが可能であるとともに、３６個の接点の意味を変更することが可能なポインティングデバイス１とすることができる。
【００６５】
（第２の実施の形態）
次に第２の実施の形態について説明する。図１５は本発明の第２の実施の形態に関わるポインティングデバイスの動作状態を示す断面説明図である。前述の第１の実施の形態に関するポインティングデバイス１では、前ペダル７を支持する円周状突起５ｃに対し、接点が一対の可動接点４ｓ及び固定接点３ｓであるところ、本実施の形態では、円周の内側に隣接して新たに一対の接点パターンを設け、接点が二対の可動接点４４ｓ、固定接点３３ｓ及び第２の可動接点４４ｕ、第２の固定接点３３ｕとしたものである。そして、ラバードーム５５の形状を変更することにより、前ペダル２７からの押下荷重の変化を検出できるようにしたものである。
【００６６】
同図において、前ペダル２７及びホームポジションキートップ２９は第１の実施の形態と同じである。ラバードーム５５は中央に設けた中央突起５５ａと、円周状に連続した円周状突起５５ｃを有する。ラバードーム５５は、円周状突起５５ｃにより前ペダル２７を傾斜可能に支持する。
【００６７】
円周状突起５５ｃの下側は、円周状突起５５ｃと一体化している下側円周状突起５５ｄと本実施の形態に関する第２の下側円周状突起５５ｇが設けられている。第２の下側円周状突起５５ｇは、下側円周状突起５５ｄに同心状でかつ内側に設けられる。更に、第２の下側円周状突起５５ｇは、ドーム部５５ｅを介して、円周状突起５５ｃと一体化して設けられ、下側円周状突起５５ｄより長足に形成されている。即ち、第２の下側円周状突起５５ｇと下側円周状突起５５ｄは、第２のプリント基板４４へ向かう長さが異なるように構成される。そのため、前ペダル２７が押下され円周状突起５５ｃが降下すると、まず先に第２の下側円周状突起５５ｇが荷重を下方に伝えることになる。
【００６８】
第２の下側円周状突起５５ｇの下部には複数のメンブレンスイッチが第２の下側円周状突起５５ｇに対応して円周状に形成されている。メンブレンスイッチは、第２のプリント基板４４側の第２の可動接点４４ｕと第１のプリント基板３３側の第２の固定接点３３ｕにより構成される。図１５（ａ）に示すように、この第２の可動接点４４ｕと第２の固定接点３３ｕを閉じるのは、第２の下側円周状突起５５ｇにより行われる。
【００６９】
更にラバードーム５５の押下が進むと、図１５（ｂ）に示すように、短足の下側円周状突起５５ｄが荷重を下方に伝えることになる。下側円周状突起５５ｄの下部にある複数のメンブレンスイッチが下側円周状突起５５ｄに対応して円周状に形成されている。この場合のメンブレンスイッチは、第２のプリント基板４４側の可動接点４４ｓと第１のプリント基板３３側の固定接点３３ｓにより構成される。メンブレンスィッチを直接的に押下するのは図示するように円周状突起５５ｃと一体化している下側円周状突起５５ｄにより行われることになる。
【００７０】
長さが異なる第２の下側円周状突起５５ｇと下側円周状突起５５ｄの下部にそれぞれメンブレンスイッチが設けられる。これによって、前ペダル２７に加えられる荷重の変化が検出可能となり、前ペダル２７の押下の強弱でカーソル移動量を変化させることが可能となる。
【００７１】
（第３の実施の形態）
次に第３の実施の形態について説明する。図１６は本発明の第３の実施の形態に関わるポインティングデバイスを示す断面説明図である。第３の実施の形態に関わるポインティングデバイス４１において、ロワーカバー４２は基板４３を支持する。基板４３はその中央にスティックポインタ４９を搭載している。スティックポインタ４９の軸４９ａは先端に前ペダル４７と一体に固定されている。前ペダル４７は操作者の足が載置可能となっている。
【００７２】
操作者が足で前ペダル４７を所定の方向に荷重を加えると、スティックポインタ４９の軸４９ａが撓み、スティックポインタ４９これを検出する。スティックポインタ４９が行う検出方式は公知の方式でよく、例えば静電容量方式で可能である。更に、スティックポインタ４９が受ける荷重量はセンサ出力に比例することができるため、スティックポインタ４９は操作荷重の大小を検出可能となる。図示しない制御部は、これを加速度に変更する。これにより、ポインティングデバイス４１は、カーソル移動方向情報及び加速度情報を上位装置ＰＣに出力することができる。
【００７３】
（第４の実施の形態）
次に第４の実施の形態について説明する。図１７は本発明の第４の実施の形態に関わるポインティングデバイスを示す断面説明図である。第４の実施の形態に関わるポインティングデバイス５１において、ロワーカバー５２はその中央に支柱５９を有し、支柱５９は先端に前ペダル５７と一体に固定され前ペダル５７を支持している。前ペダル５７の上面は操作者の足が載置可能となっている。そして、前ペダル５７の下面には、加速度センサ５８が配置されている。
【００７４】
操作者が足で前ペダル５７を所定の方向に荷重を加えると、支柱５９が撓み、前ペダル５７の下面に配置されている加速度センサ５８が前ペダル５７の傾き方向を検出する。加速度センサ５８は３軸方向を検出可能である。加速度センサ５８が受ける荷重量はセンサ出力に比例することができるため、加速度センサ５８は操作荷重の大小を検出可能となる。これにより、ポインティングデバイス５１は、カーソル移動方向情報及び加速度情報を上位装置ＰＣに出力することができる。
【００７５】
なお、上記実施の形態は足用のポインティングデバイスとして説明したが、これに限らない。前ペダル７と後方ペダル１７は外部からの荷重を受けるペダル部として機能する。
【符号の説明】
【００７６】
１ ポインティングデバイス
１ａ 第１の載足部
１ｂ 第２の載足部
２ ロワーカバー
３ 第１のプリント基板
４ 第２のプリント基板
５ ラバードーム
６ ラバー押え
７ 前ペダル
８ メンブレンシート
９ ホームポジションキートップ
１７ 後方ペダル
ＰＣ 上位装置
ＳＷ メンブレンスィッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部からの荷重を受けるペダル部と、
前記ペダル部を傾斜可能に支持するとともに、前記ペダル部からの荷重を下方に伝える円周状突起を有するラバードーム部と、
円周状に設けた複数の固定接点を有する第１のプリント基板と、
前記第１のプリント基板の前記複数の固定接点に対向し、かつ前記円周状突起の下方に設けられた可動接点を有する第２のプリント基板と、
前記第１のプリント基板の前記固定接点と前記第２のプリント基板の前記可動接点を含んで構成されるメンブレンスィッチと、
前記メンブレンスィッチが閉じたことを検知することによって、カーソル移動方向情報を上位装置へ送信する制御部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】
前記制御部は、閉じた前記メンブレンスィッチの位置及び接点数から前記カーソル移動方向情報及び加速度情報を判定することを特徴とする請求項１記載のポインティングデバイス。
【請求項３】
前記第１のプリント基板に設けた前記複数の固定接点数は３６であり、前記制御部が上位装置へ送信するカーソル移動方向は８方向であることを特徴とする請求項１又は２記載のポインティングデバイス。
【請求項４】
前記複数の固定接点数３６を前記カーソル移動方向に対応する８グループに分け、前記閉じた前記固定接点が複数で、かつ閉じた複数の前記固定接点が隣接する前記グループに跨る場合、前記制御部は固定接点数が多い前記グループを前記カーソル移動方向として決定することを特徴とする請求項３記載のポインティングデバイス。
【請求項５】
前記ペダル部の中央に設けた小穴と、
前記小穴を通って設けられるホームポジションキートップと、
前記ラバードーム部の中央に設けられ、前記ホームポジションキートップを上下動可能に支持するとともに、前記ホームポジションキートップからの荷重を下方に伝える中央突起と、
前記第１のプリント基板の中央に設けられた中央固定接点と、
前記第２のプリント基板の中央であって、前記中央固定接点に対向して設けられ、かつ前記中央突起の下方に設けられた中央可動接点を有し、
前記制御部は、前記中央固定接点及び中央可動接点が閉じたことを検知することによって、ホームポジション信号を上位装置へ送信することを特徴とする請求項１記載のポインティングデバイス。
【請求項６】
前記第１のプリント基板は、前記円周状に設けた前記複数の固定接点に対し隣接して設けた円周状の複数の第２の固定接点を有し、
前記第２のプリント基板は、前記第１のプリント基板の前記複数の第２の固定接点に対向して設けられた第２の可動接点を有し、
前記ラバードーム部には、前記第２の可動接点に対応して第２の円周状突起が設けられ、
前記制御部は前記ペダル部からの荷重の変化を検出することを特徴とする請求項１記載のポインティングデバイス。
【請求項７】
外部からの荷重を受ける後方ペダル部と、
前記後方ペダル部を傾斜可能に支持するとともに、前記後方ペダル部からの荷重を下方に伝える円周状突起を有する後方ラバードーム部と、
円周状に設けた複数の後方固定接点を有する第１の後方プリント基板と、
前記第１の後方プリント基板の前記後方固定接点に対向し、かつ前記円周状突起の下方に設けられた後方可動接点を有する第２の後方プリント基板と、
前記第１の後方プリント基板の前記後方固定接点と前記第２の後方プリント基板の前記可動接点を含んで構成される後方メンブレンスィッチと、
前記制御部は、前記後方メンブレンスィッチが閉じたことを検知することによって、画面上の決定操作信号を上位装置へ送信することを特徴とする請求項１記載のポインティングデバイス。
【請求項８】
前記第１のプリント基板に設けた前記複数の後方固定接点数は３６であり、前記制御部が上位装置へ送信する前記画面上の決定操作信号は左右２信号であることを特徴とする請求項７記載のポインティングデバイス。
【請求項９】
前記後方ペダル部は、前記ペダル部より段差Ｇだけ低く形成されていることを特徴とする請求項７又は８記載のポインティングデバイス。
【請求項１】
外部からの荷重を受けるペダル部と、
前記ペダル部を傾斜可能に支持するとともに、前記ペダル部からの荷重を下方に伝える円周状突起を有するラバードーム部と、
円周状に設けた複数の固定接点を有する第１のプリント基板と、
前記第１のプリント基板の前記複数の固定接点に対向し、かつ前記円周状突起の下方に設けられた可動接点を有する第２のプリント基板と、
前記第１のプリント基板の前記固定接点と前記第２のプリント基板の前記可動接点を含んで構成されるメンブレンスィッチと、
前記メンブレンスィッチが閉じたことを検知することによって、カーソル移動方向情報を上位装置へ送信する制御部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】
前記制御部は、閉じた前記メンブレンスィッチの位置及び接点数から前記カーソル移動方向情報及び加速度情報を判定することを特徴とする請求項１記載のポインティングデバイス。
【請求項３】
前記第１のプリント基板に設けた前記複数の固定接点数は３６であり、前記制御部が上位装置へ送信するカーソル移動方向は８方向であることを特徴とする請求項１又は２記載のポインティングデバイス。
【請求項４】
前記複数の固定接点数３６を前記カーソル移動方向に対応する８グループに分け、前記閉じた前記固定接点が複数で、かつ閉じた複数の前記固定接点が隣接する前記グループに跨る場合、前記制御部は固定接点数が多い前記グループを前記カーソル移動方向として決定することを特徴とする請求項３記載のポインティングデバイス。
【請求項５】
前記ペダル部の中央に設けた小穴と、
前記小穴を通って設けられるホームポジションキートップと、
前記ラバードーム部の中央に設けられ、前記ホームポジションキートップを上下動可能に支持するとともに、前記ホームポジションキートップからの荷重を下方に伝える中央突起と、
前記第１のプリント基板の中央に設けられた中央固定接点と、
前記第２のプリント基板の中央であって、前記中央固定接点に対向して設けられ、かつ前記中央突起の下方に設けられた中央可動接点を有し、
前記制御部は、前記中央固定接点及び中央可動接点が閉じたことを検知することによって、ホームポジション信号を上位装置へ送信することを特徴とする請求項１記載のポインティングデバイス。
【請求項６】
前記第１のプリント基板は、前記円周状に設けた前記複数の固定接点に対し隣接して設けた円周状の複数の第２の固定接点を有し、
前記第２のプリント基板は、前記第１のプリント基板の前記複数の第２の固定接点に対向して設けられた第２の可動接点を有し、
前記ラバードーム部には、前記第２の可動接点に対応して第２の円周状突起が設けられ、
前記制御部は前記ペダル部からの荷重の変化を検出することを特徴とする請求項１記載のポインティングデバイス。
【請求項７】
外部からの荷重を受ける後方ペダル部と、
前記後方ペダル部を傾斜可能に支持するとともに、前記後方ペダル部からの荷重を下方に伝える円周状突起を有する後方ラバードーム部と、
円周状に設けた複数の後方固定接点を有する第１の後方プリント基板と、
前記第１の後方プリント基板の前記後方固定接点に対向し、かつ前記円周状突起の下方に設けられた後方可動接点を有する第２の後方プリント基板と、
前記第１の後方プリント基板の前記後方固定接点と前記第２の後方プリント基板の前記可動接点を含んで構成される後方メンブレンスィッチと、
前記制御部は、前記後方メンブレンスィッチが閉じたことを検知することによって、画面上の決定操作信号を上位装置へ送信することを特徴とする請求項１記載のポインティングデバイス。
【請求項８】
前記第１のプリント基板に設けた前記複数の後方固定接点数は３６であり、前記制御部が上位装置へ送信する前記画面上の決定操作信号は左右２信号であることを特徴とする請求項７記載のポインティングデバイス。
【請求項９】
前記後方ペダル部は、前記ペダル部より段差Ｇだけ低く形成されていることを特徴とする請求項７又は８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１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１２−１９０３６５（Ｐ２０１２−１９０３６５Ａ）
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５４８７８（Ｐ２０１１−５４８７８）
【出願日】平成２３年３月１３日（２０１１．３．１３）
【出願人】（５０９３３４２１７）金井電器産業株式会社 (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１３日（２０１１．３．１３）
【出願人】（５０９３３４２１７）金井電器産業株式会社 (2)
【Ｆターム（参考）】
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