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JP3524438B2 - Keyboard input device - Google Patents
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JP3524438B2 - Keyboard input device - Google Patents

Keyboard input device

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JP3524438B2
JP3524438B2 JP20600699A JP20600699A JP3524438B2 JP 3524438 B2 JP3524438 B2 JP 3524438B2 JP 20600699 A JP20600699 A JP 20600699A JP 20600699 A JP20600699 A JP 20600699A JP 3524438 B2 JP3524438 B2 JP 3524438B2
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Japan
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cap
columnar body
pointing device
base
keyboard input
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強 鳴澤
洋一 服部
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Alps Electric Co Ltd
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  • Position Input By Displaying (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、カーソルの位置制
御を行うポインティングデバイスを付設したキーボード
入力装置に関する。 【0002】 【従来の技術】一般に、グラフィク・ディスプレイ装置
等においては、マウスやトラックボール等のポインティ
ングデバイスをキーボード入力装置とは別部品として設
置しているが、その場合、ポインティングデバイス専用
の設置スペースが必要となり、グラフィク・ディスプレ
イ装置全体の設置面積が徒に広くなってしまうという難
点がある。 【0003】そこで、多数のキースイッチを配列したキ
ーボード入力装置に、ポインティングデバイスとしての
トラックボールを組み込んで両者を一体化したものが、
特開平4−148408号公報において従来より提案さ
れている。このようにポインティングデバイスを一体化
したキーボード入力装置は、設置面積を少なくできると
いう利点に加えて、持ち運びが容易であるという利点を
有し、携帯用パソコン等の小型化が必須の分野におい
て、その需要が増大する傾向にある。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した従
来のポインティングデバイス一体型のキーボード入力装
置は、ボールやエンコーダ等のトラックボールの構成部
品をキースイッチに内蔵し、該ボールをキースイッチの
天面から回転自在に露出させているため、ボールの操作
性を考慮するとトラックボールの小型化には自ずと限界
があり、小型化という点で改善の余地がある。また、入
力用キースイッチ群の配列は規格化されているため、ポ
インティングデバイスを内蔵したキースイッチは必然的
に入力用キースイッチ群の側方に配置しなければなら
ず、各キースイッチを打鍵する操作者(オペレータ)に
とっては、ポインティングデバイスを使用する度に指先
をホームポジションから横方向へ移動させる必要があ
り、疲労しやすいという問題もある。 【0005】本発明は、このような従来技術の実情に鑑
みてなされたもので、その目的は、小型化に好適で操作
性に優れたキーボード入力装置を提供することにある。 【0006】 【課題を解決するための手段】本発明は、操作者の手指
等によって傾倒され柱状体を有する基台と、柱状体の
傾倒角に応じた検出値を出力する複数の検知センサと、
底面に設けられ挿入孔を柱状体の上端部に挿入するこ
とにより、該柱状体の上端部に装着された軟質性のキャ
ップとを具備するポインティングデバイスを用い、この
ポインティングデバイスのキャップを各キースイッチの
間に配置すると共に、このキャップの上面をキースイッ
チの上面から突出させ、かつ、該キャップの下端内周縁
に切欠部を設けることとする。このように構成されたポ
インティングデバイスは各キースイッチの配列に拘束さ
れることなくホームポジション等の自由な位置に設置す
ることができ、使用に際しては、操作者の手指等でキャ
ップを任意方向へ押圧すると、柱状体が傾倒してその傾
倒角に応じた検出値が各検知センサから出力されるた
め、制御部がこれら出力信号に基づいてカーソルの移動
方向と移動量および移動速度を演算することにより、デ
ィスプレイ上のカーソルの位置を任意方向に制御するこ
とができる。 【0007】 【発明の実施の形態】本発明のキーボード入力装置で
は、台座に対し柱状体が立設された基台と、底面に前
記柱状体の上端部に挿入され挿入孔を有し、操作者の
手指等からの押圧力を弾性的に受ける軟質性のキャップ
と、前記基台に設けられ、前記柱状体の傾倒角に応じた
検出値を出力する複数の検知センサと、これら検知セン
サからの検出信号に基づいてディスプレイに表示される
カーソルの位置を制御する制御部とを備え、前記キャッ
プを多数のキースイッチの間に配置すると共に、このキ
ャップの上面を前記キースイッチの上面から突出させ
かつ、該キャップの下端内周縁に切欠部を設けた。 【0008】このような構成によれば、各キースイッチ
の間から突出するキャップを操作者の手指等で任意方向
へ押圧すると、柱状体が傾倒してその傾倒角に応じた検
出値が各検知センサから出力されるため、制御部がこれ
ら出力信号に基づいてカーソルの移動方向と移動量およ
び移動速度を演算することにより、ディスプレイ上のカ
ーソルの位置を任意方向に制御することができ、しか
も、操作者の手指等からの押圧力が軟質性のキャップを
介して柱状体に伝達されるため、柔らかな操作感触で柱
状体を傾倒動作することができ、さらに柱状体の上端
部にキャップ挿入孔を挿入することにより、該キャッ
プが柱状体の上端部に装着されているため、操作者の手
指等でキャップを押圧操作する時の位置ずれを防止する
ことができ、よって小型化に好適で操作性に優れたキー
ボード入力装置を提供することができる。 【0009】さらに、前記キャップの下端内周縁に切欠
部を設けることにより、柱状体の外側面とキャップの内
側面とが鈍角をもって接触するため、当該接触部での応
力集中を回避できると共に、柱状体とキャップとの接触
面積が少なくなるため、柱状体はキャップに対して位置
ずれすることなく変形でき、各検知センサから安定した
検出値が出力される。 【0010】 【0011】 【実施例】実施例について図面を参照して説明すると、
図1は本発明の第1実施例に係るポインティングデバイ
スの斜視図、図2は該ポインティングデバイスの分解斜
視図、図3は該ポインティングデバイスの断面図、図4
は図1のポインティングデバイスに備えられる基台の正
面図、図5は該基台の平面図、図6は該基台の底面図、
図7は図5のA−A線断面図、図8は図1のポインティ
ングデバイスに備えられるキャップの底面図、図9は図
8のB−B線断面図、図10は図1のポインティングデ
バイスを付設したキーボード入力装置の平面図である。 【0012】図1〜図3に示すように、本実施例に係る
ポインティングデバイスは、柱状体1を有する基台2
と、前記柱状体1の側面に貼着された検知センサとして
の4個の歪ゲージ3と、各歪ゲージ3に接続されたフレ
キシブルケーブル4と、前記柱状体1の上端部に装着さ
れたキャップ5とで概略構成されており、前記基台2は
後述するメタルプレート上に固定されるようになってい
る。 【0013】図4〜図7に示すように、前記基台2は、
平板状の台座6と該台座6の中央部分に立設された前記
柱状体1とを有し、これら柱状体1と台座6はポリフェ
ニレンエーテル(PPE)等の合成樹脂を用いて一体成
形されている。前記柱状体1は四角錐形状をなし、その
4つの外側面には台座6から上方に向かって先窄まりな
テーパが付けられており、各外側面の下部には前記歪ゲ
ージ3を位置決めするためのリブ1aが形成されてい
る。また、柱状体1の内部には4つの垂直壁を有する中
空部7が形成されており、この中空部7によって柱状体
1の厚みは台座6側が最も大きく、上方に向かって次第
に薄肉になるように設定されている。このように柱状体
1の厚みを下方に向けて徐々に大きくし、該柱状体1の
断面係数Zが下方に向けて徐々に大きくなるように設定
したため、柱状体1の上端部を押圧した際の外皮応力σ
=M/Z(Mは曲げモーメント)が各部で均一化され、
歪ゲージ3の貼着位置のばらつきに起因する検出精度の
低下を少なくできる。一方、前記台座6の上面3ヵ所に
は凹部6aが形成されており、各凹部6aに対応して台
座6の裏面3ヵ所には突部6bが形成されている。これ
ら突部6bの下面は同一の仮想平面内にあり、また、各
凹部6aと各突部6bはそれぞれ柱状体1の中心を通る
軸線から等距離に設定されている。 【0014】前記キャップ5はシリコンゴム等の軟質材
料からなり、図8と図9に示すように、該キャップ5に
は前記柱状体1の上端部に被着するための挿入孔8が形
成されている。この挿入孔8の下端内周縁には面取りと
しての切欠部5aが形成されており、この切欠部5aに
よって柱状体1の外側面とキャップ5と内側面とが鈍角
をもって接触するようになっている。 【0015】図1〜図3に戻り、前記柱状体1の各外側
面には前記歪ゲージ3が接着剤を用いて貼着されている
が、前述したように各歪ゲージ3はリブ1aを位置決め
基準として貼着されている。また、前記フレキシブルケ
ーブル4は、透孔4aを柱状体1に挿入することにより
前記台座6の上面に延設されており、該フレキシブルケ
ーブル4と各歪ゲージ3は半田や導電性接着剤等を用い
て接続されている。したがって、オペレータが前記キャ
ップ5を手指で任意方向に押圧すると、その押圧力に応
じて柱状体1が傾倒し、柱状体1の各外側面に貼着され
た各歪ゲージ3から押圧力に応じた歪値がそれぞれ出力
される。なお、各歪ゲージ3の全体およびフレキシブル
ケーブル4と歪ゲージ3の接続箇所には後述するオーバ
ーコート層9が塗布され、湿度や塵埃等から保護される
ようになっている。 【0016】前記歪ゲージ3を柱状体1の外側面に貼着
する接着剤は、基台2の材質との相性や作業性等を考慮
して選択する必要がある。 【0017】また、前記オーバーコート層9は、歪ゲー
ジ3に及ぼす影響や作業性を考慮して選択する必要があ
る。そこで、オーバーコート層9として軟質タイプのU
V硬化型(硬化後の硬度JIS−A20,ヤング率=
0.2kgf/cm2)、硬質タイプのUV硬化型(硬
化後の硬度JIS−D50,ヤング率=300kgf/
cm2)、常温硬化型(硬化後の硬度JIS−A24,
ヤング率=0.2kgf/cm2)を用い、これら3種
類のオーバーコート層について評価試験を行った。使用
した基台2の材料はポリフェニレンエーテル(ヤング率
=257kgf/cm2)、接着剤は1液性エポキシ系
熱硬化タイプであり、試験内容としては、 オーバーコート層を塗布する前と後の初期抵抗値R0
変動 オーバーコート層を塗布する前と後の抵抗変化量ΔR
変動 の2項目である。図11と図12はこの評価試験の結果
を示す説明図であり、これら図から明らかなように、硬
質タイプのUV硬化型オーバーコート層は初期抵抗値R
0と抵抗変化量ΔRのいずれにおいても変動量が大き
く、歪ゲージ3に悪影響を及ぼすことが判明した。この
原因は、基台2(柱状体1)の材質であるPPEのヤン
グ率が257kgf/cm2であるのに対し、硬質タイ
プのUV硬化型オーバーコート層の硬化後のヤング率が
300kgf/cm2と基台2よりも高いためと考えら
れる。また、軟質タイプのUV硬化型オーバーコート層
と常温硬化型オーバーコート層は、初期抵抗値R0と抵
抗変化量ΔRのいずれにおいてもほぼ同様の変動特性を
呈しているが、常温硬化型に比べるとUV硬化型の硬化
時間は著しく短いため、作業性の点を考慮すると、最も
適したオーバーコート層は軟質タイプのUV硬化型であ
ると判明した。 【0018】前述の如く構成されたポインティングデバ
イスは、前記基台2がメタルプレート10上にメンブレ
ンシート基板11を介して載置され、メタルプレート1
0に切り起こされた3本の支持片10aを前記台座6の
各凹部6a内に折り曲げることによって固定されてい
る。その際、基台2は台座6の裏面に形成された3個の
突部6bで三点支持されるため、取付け面の平滑性が高
精度に維持されるようになっている。これらメタルプレ
ート10とメンブレンシート基板11は、図10に示す
キーボード入力装置の内部に配置されるもので、メタル
プレート10とメンブレンシート基板11上には多数の
キースイッチ12も実装されている。そして、各キース
イッチ12のキートップとポインティングデバイスのキ
ャップ5は、キーボード入力装置の外殻をなすハウジン
グ13の天面から露出してキートップより僅かに突出し
ており、前記キャップ5はホームポジションキーF,J
の中間、具体的にはスペースキー12aの真上に位置す
る3個のキーG,H,Bの各キートップに囲まれるよう
に露出している。この配置により、他の指で操作しなが
ら、左右の人差し指でポインティングデバイスを操作す
ることが可能となり、操作性を高めることができる。 【0019】図13は前記ポインティングデバイスの演
算処理部分を示す構成図であり、同図に示すように、前
記各歪ゲージ3から出力される信号はフレキシブルケー
ブル4を介して制御部14に入力され、この制御部14
でカーソルの移動方向と移動量および移動速度が演算さ
れた後、その移動データがホスト15側に送信される。
前記制御部14は、他のポインティングデバイスである
マウス16が接続できるように、マウス16とのインタ
ーフェイスを備えている。 【0020】図14は前記制御部14のブロック図であ
り、同図に示すように、制御部14はオペアンプ17、
A/D変換器18、CPU19、D/A変換器20を備
えている。本実施例では、前述した4つの歪ゲージ3の
うちX軸方向およびY軸方向に対向する2つの歪ゲージ
3を1つの組とし、例えばY軸方向の組の歪ゲージ3
(Y+,Y−)から得られる電圧を分圧してオペアンプ
17に出力する。オペアンプ17は、この電圧V1とD
/A変換器20を介してCPU19から送出される補正
値V2とを増減算し、各歪ゲージ3自体のばらつきを除
いた後、その出力電圧V3をA/D変換器18を介して
CPU19に送出する。同様にして、X軸方向の組の歪
ゲージ3(X+,X−)から得られる分圧された電圧
も、オペアンプ17で各歪ゲージ3自体のばらつきが除
かれた後、CPU19に送出される。CPU19は、こ
れらX軸方向およびY軸方向の各歪ゲージ3から得られ
た出力電圧V3と、歪ゲージ3の応力(gf)−歪値
(μm/m)の関係を示すテーブルとに基づいて、カー
ソルの移動方向と移動量および移動速度を演算し、その
移動データをホスト15側に送信する。 【0021】次に、上記実施例の作動を説明する。図1
0に示すキーボード入力装置において、オペレータが前
記キャップ5を手指で任意方向に押圧すると、その押圧
力に応じて柱状体1が傾倒し、柱状体1の各外側面に貼
着された各歪ゲージ3から押圧力に比例した歪値が抵抗
値変化として出力される。その際、柱状体1は中空構造
になっているため変形しやすく、しかも、柱状体1の各
外側面には台座6側に向かって次第に厚肉になるように
テーパが付けられているため、歪ゲージ3に作用する応
力にばらつきが少なくなり、安定した抵抗値が出力され
る。さらに、キャップ5の下端内周縁に切欠部5aが形
成され、柱状体1の外側面とキャップ5の内側面とが鈍
角をもって接触するため、当該接触部での応力集中を回
避できると共に、柱状体1とキャップ5との接触面積が
少なくなるため、柱状体1はキャップ5に対して位置ず
れすることなく変形でき、この点からも安定した抵抗値
が出力される。 【0022】このようにして各歪ゲージ3から出力され
た抵抗値はフレキシブルケーブル4を介して前記制御部
14に入力され、前述の如く、この制御部14で各歪ゲ
ージ3からの出力値に基づいてカーソルの移動方向と移
動量および移動速度が演算された後、その移動データが
ホスト15側に送信される。これにより、図示省略した
グラフィク・ディスプレイ装置では、キャップ5に対す
る押圧力に応じてカーソルが移動され、例えばキャップ
5をゆっくりと任意方向へ押圧すると、カーソルも同方
向へゆっくりと移動される。 【0023】図15は本発明の第2実施例に係るポイン
ティングデバイスの取付け状態を示す要部断面図、図1
6は該ポインティングデバイスに備えられる基台の平面
図であり、前述した第1実施例に対応する部分には同一
符号を付してある。 【0024】これらの図に示すように、本実施例では、
基台2の台座6に柱状体1の中心線から等距離に位置す
るよう3つの取付孔6cを設けると共に、メタルプレー
ト10にメンブレンシート基板11を挿通して下方に延
びる3本のボス10bを垂設し、各取付孔6cの上面を
ボス10bの下面に突き合わせた状態で、ビス21を用
いて基台2がメタルプレート10に固定されている。こ
のように構成すると、ポインティングデバイスの一部が
メタルプレート10の下方のスペース内に配置されるた
め、メタルプレート10の上方に突出する柱状体1とキ
ャップ5の高さ寸法を小さくすることができ、キーボー
ド入力装置の薄型化に有利となる。 【0025】なお、本発明は上記した実施例以外にも種
々の変形例が可能であり、例えば、柱状体1の形状は四
角錐に限定されず、図17に示すように円錐形状とし、
その周面に各歪ゲージ3を貼着しても良い。また、各歪
ゲージ3の貼着位置は柱状体1の外側面に限定されず、
図18に示すように、柱状体1の中空部7の内壁に貼着
することも可能であり、この場合は、各歪ゲージ3を静
電気や湿度等の外的要因に対して保護できるという付加
的効果がある。さらに、各歪ゲージ3の数も4個に限定
されず、要は柱状体1のX軸成分とY軸成分の変形を検
出できるように、少なくとも2個の歪ゲージ3を備えて
いれば良い。さらにまた、柱状体1の内部の中空部をテ
ーパ状に形成することにより、該柱状体1の厚みを下方
に向けて徐々に大きくしても良い。 【0026】 【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。 【0027】カーソルの位置制御を行うポインティング
デバイスが、操作者の手指等によって傾倒され柱状体
を有する基台と、柱状体の傾倒角に応じた検出値を出力
する複数の検知センサと、底面に設けられ挿入孔を柱
状体の上端部に挿入することにより、該柱状体の上端部
に装着された軟質性のキャップとを具備しており、この
ポインティングデバイスのキャップを各キースイッチの
間に配置すると共に、このキャップの上面をキースイッ
チの上面から突出させているため、操作者の手指等から
の押圧力が軟質性のキャップを介して柱状体に伝達さ
れ、この柱状体の傾倒角に応じてディスプレイ上のカー
ソルの位置を任意方向に制御することができ、しかも、
かかるポインティングデバイスを各キースイッチの配列
に拘束されることなくホームポジション等の自由な位置
に設置することができ、さらに柱状体の上端部にキャ
ップ挿入孔を挿入することにより、該キャップが柱状
体の上端部に装着されているため、操作者の手指等でキ
ャップを押圧操作する時の位置ずれを防止することがで
き、よって小型化に好適で操作性に優れたキーボード入
力装置を提供することができる。さらにまた、前記キャ
ップの下端内周縁に切欠部を設けることにより、柱状体
の外側面とキャップの内側面とが鈍角をもって接触する
ため、当該接触部での応力集中を回避できると共に、柱
状体とキャップとの接触面積が少なくなるため、柱状体
はキャップに対して位置ずれすることなく変形でき、各
検知センサから安定した検出値が出力される。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a keyboard input device provided with a pointing device for controlling a position of a cursor. 2. Description of the Related Art Generally, a pointing device such as a mouse or a trackball is installed as a separate component from a keyboard input device in a graphic display device or the like. In this case, an installation space dedicated to the pointing device is used. Is required, and there is a disadvantage that the installation area of the entire graphic display device is unnecessarily large. [0003] Therefore, a keyboard input device in which a number of key switches are arranged, a trackball as a pointing device is incorporated, and both are integrated,
It has been conventionally proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-148408. The keyboard input device integrated with the pointing device as described above has an advantage that it can be easily carried in addition to an advantage that the installation area can be reduced, and is used in a field where miniaturization of a portable personal computer or the like is essential. Demand tends to increase. The above-mentioned conventional keyboard input device integrated with a pointing device incorporates components of a trackball such as a ball and an encoder into a key switch, and the ball is connected to the key switch. Since it is rotatably exposed from the top surface of the trackball, downsizing of the trackball is naturally limited in consideration of the operability of the ball, and there is room for improvement in terms of downsizing. In addition, since the arrangement of the input key switch group is standardized, the key switch with a built-in pointing device must be arranged beside the input key switch group, and each key switch is hit. For the operator (operator), it is necessary to move the fingertip from the home position to the lateral direction every time the pointing device is used, and there is also a problem that the operator tends to be tired. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such circumstances of the prior art, and has as its object to provide a keyboard input device which is suitable for miniaturization and has excellent operability. [0006] According to an aspect of the present invention, a plurality of detection sensors for outputting a base having a columnar body that will be leaning a detected value in accordance with the tilt angle of the columnar body by the operator's fingers or the like When,
By inserting an insertion hole provided in the bottom surface into the upper end of the column, a pointing device having a soft cap attached to the upper end of the column is used, and the cap of the pointing device is inserted into each key. while disposed between the switch, protruding the upper surface of the cap from the top of the key switch, and the lower end inner peripheral edge of the cap
Is provided with a notch . The pointing device thus configured can be installed at a free position such as a home position without being restricted by the arrangement of the key switches. In use, the cap is pressed in an arbitrary direction by a finger of an operator or the like. Then, the columnar body is tilted, and a detection value corresponding to the tilt angle is output from each detection sensor. The control unit calculates the moving direction, the moving amount, and the moving speed of the cursor based on these output signals. The position of the cursor on the display can be controlled in any direction. [0007] In the keyboard input apparatus of the present invention DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION comprises a base on which the columnar body is erected to mount, the insertion holes to be inserted into the upper end of the columnar body to the bottom surface A soft cap that elastically receives a pressing force from an operator's finger or the like, a plurality of detection sensors provided on the base, and outputs a detection value according to a tilt angle of the columnar body; A control unit for controlling the position of a cursor displayed on a display based on a detection signal from a sensor, and disposing the cap between a number of key switches, and moving the upper surface of the cap from the upper surface of the key switch. Protrude ,
In addition, a notch is provided at the inner peripheral edge of the lower end of the cap . According to such a configuration, when the cap protruding from between the respective key switches is pressed in an arbitrary direction by the operator's finger or the like, the columnar body is tilted, and a detection value corresponding to the tilt angle is detected. Since the control unit calculates the moving direction, the moving amount, and the moving speed of the cursor based on these output signals, the position of the cursor on the display can be controlled in an arbitrary direction. Since the pressing force from the operator's finger or the like is transmitted to the column through the soft cap, the column can be tilted with a soft operation feeling, and the cap is placed on the upper end of the column . By inserting the insertion hole, since the cap is mounted on the upper end of the columnar body, it is possible to prevent displacement when pressing the cap with fingers or the like of the operator. It is possible to provide a keyboard input device with excellent operability suitable type of. Further, by providing a notch on the inner peripheral edge of the lower end of the cap, the outer surface of the columnar body and the inner surface of the cap come into contact at an obtuse angle, so that stress concentration at the contact portion can be avoided and the columnar shape can be avoided. Since the contact area between the body and the cap is reduced, the columnar body can be deformed without displacement with respect to the cap, and a stable detection value is output from each detection sensor. Embodiments will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view of a pointing device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view of the pointing device, FIG. 3 is a cross-sectional view of the pointing device, and FIG.
Is a front view of a base provided in the pointing device of FIG. 1, FIG. 5 is a plan view of the base, FIG. 6 is a bottom view of the base,
7 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 5, FIG. 8 is a bottom view of a cap provided in the pointing device of FIG. 1, FIG. 9 is a sectional view taken along the line BB of FIG. 8, and FIG. FIG. 2 is a plan view of a keyboard input device provided with. As shown in FIGS. 1 to 3, a pointing device according to this embodiment includes a base 2 having a columnar body 1.
And four strain gauges 3 as detection sensors attached to the side surfaces of the columnar body 1, a flexible cable 4 connected to each strain gauge 3, and a cap attached to an upper end of the columnar body 1 The base 2 is fixed on a metal plate described later. As shown in FIGS. 4 to 7, the base 2 is
It has a plate-shaped pedestal 6 and the columnar body 1 erected at the center of the pedestal 6, and these columnar body 1 and pedestal 6 are integrally formed using a synthetic resin such as polyphenylene ether (PPE). I have. The columnar body 1 has a quadrangular pyramid shape, and its four outer surfaces are tapered so as to taper upward from the pedestal 6, and the lower part of each outer surface is used to position the strain gauge 3. Are formed. Further, a hollow portion 7 having four vertical walls is formed inside the columnar body 1, and the thickness of the columnar body 1 is the largest on the pedestal 6 side by this hollow portion 7, and becomes gradually thinner upward. Is set to As described above, since the thickness of the columnar body 1 is gradually increased downward and the sectional modulus Z of the columnar body 1 is set to gradually increase downward, the upper end of the columnar body 1 is pressed. Outer skin stress σ
= M / Z (M is bending moment) is uniformed in each part,
A decrease in detection accuracy due to a variation in the position where the strain gauge 3 is attached can be reduced. On the other hand, recesses 6a are formed at three places on the upper surface of the pedestal 6, and projections 6b are formed at three places on the back surface of the pedestal 6 corresponding to each recess 6a. The lower surfaces of the protrusions 6b are in the same virtual plane, and the recesses 6a and the protrusions 6b are set at the same distance from the axis passing through the center of the columnar body 1, respectively. The cap 5 is made of a soft material such as silicone rubber. As shown in FIGS. 8 and 9, the cap 5 has an insertion hole 8 for being attached to the upper end of the columnar body 1. ing. A notch 5a as a chamfer is formed in the inner peripheral edge of the lower end of the insertion hole 8, and the outer surface of the columnar body 1, the cap 5, and the inner surface come into contact at an obtuse angle by the notch 5a. . Referring back to FIGS. 1 to 3, the strain gauges 3 are attached to the outer surfaces of the columnar body 1 using an adhesive. As described above, each strain gauge 3 has a rib 1a. Affixed as positioning reference. The flexible cable 4 is extended on the upper surface of the pedestal 6 by inserting the through hole 4a into the columnar body 1. The flexible cable 4 and each of the strain gauges 3 are made of solder, conductive adhesive, or the like. Connected using. Therefore, when the operator presses the cap 5 in an arbitrary direction with a finger, the columnar body 1 tilts in accordance with the pressing force, and according to the pressing force from each strain gauge 3 attached to each outer surface of the columnar body 1. The respective distortion values are output. In addition, an overcoat layer 9 described later is applied to the entire strain gauge 3 and the connection portion between the flexible cable 4 and the strain gauge 3 so as to be protected from humidity, dust and the like. The adhesive for attaching the strain gauge 3 to the outer surface of the columnar body 1 needs to be selected in consideration of compatibility with the material of the base 2 and workability. The overcoat layer 9 needs to be selected in consideration of the influence on the strain gauge 3 and workability. Therefore, a soft type U is used as the overcoat layer 9.
V-curing type (hardness after curing JIS-A20, Young's modulus =
0.2 kgf / cm 2 ), hard type UV curing type (hardness after curing JIS-D50, Young's modulus = 300 kgf /
cm 2 ), room temperature curing type (hardness after curing JIS-A24,
An evaluation test was performed on these three types of overcoat layers using Young's modulus = 0.2 kgf / cm 2 ). The material of the base 2 used was polyphenylene ether (Young's modulus = 257 kgf / cm 2 ), the adhesive was a one-part epoxy thermosetting type, and the test contents were as follows: before and after the overcoat layer was applied. Resistance value R 0
Resistance change ΔR before and after applying the variable overcoat layer
It is two items of fluctuation. 11 and 12 are explanatory diagrams showing the results of this evaluation test. As is clear from these figures, the hard type UV-curable overcoat layer has an initial resistance value R
It was found that the variation was large in both 0 and the resistance change ΔR, and had an adverse effect on the strain gauge 3. The cause is that the Young's modulus of the hard UV-curable overcoat layer is 300 kgf / cm 2 while the Young's modulus of the PPE which is the material of the base 2 (the column 1) is 257 kgf / cm 2. Probably because it is higher than 2 and base 2. The soft type UV-curable overcoat layer and the room temperature-curable overcoat layer exhibit almost the same fluctuation characteristics in both the initial resistance value R 0 and the resistance change ΔR, but are compared with the room temperature-curable type. Since the curing time of the UV curing type is extremely short, it has been found that the most suitable overcoat layer is a soft type UV curing type in consideration of workability. In the pointing device configured as described above, the base 2 is mounted on the metal plate 10 via the membrane sheet substrate 11 and the metal plate 1
The three support pieces 10a cut and raised to zero are fixed in the recesses 6a of the base 6 by bending them. At this time, the base 2 is supported at three points by three protrusions 6b formed on the back surface of the pedestal 6, so that the smoothness of the mounting surface is maintained with high accuracy. The metal plate 10 and the membrane sheet substrate 11 are arranged inside the keyboard input device shown in FIG. 10, and a large number of key switches 12 are mounted on the metal plate 10 and the membrane sheet substrate 11. The key top of each key switch 12 and the cap 5 of the pointing device are exposed from the top surface of the housing 13 forming the outer shell of the keyboard input device and slightly protrude from the key top. F, J
Are exposed so as to be surrounded by the respective key tops of three keys G, H, and B located in the middle of the space key 12a, specifically, directly above the space key 12a. With this arrangement, it is possible to operate the pointing device with the left and right forefingers while operating with other fingers, thereby improving operability. FIG. 13 is a block diagram showing the arithmetic processing portion of the pointing device. As shown in FIG. 13, signals output from the respective strain gauges 3 are input to a control unit 14 via a flexible cable 4. , This control unit 14
After calculating the moving direction, moving amount and moving speed of the cursor, the moving data is transmitted to the host 15 side.
The control unit 14 has an interface with the mouse 16 so that the mouse 16 as another pointing device can be connected. FIG. 14 is a block diagram of the control unit 14. As shown in FIG.
An A / D converter 18, a CPU 19, and a D / A converter 20 are provided. In the present embodiment, of the four strain gauges 3 described above, two strain gauges 3 facing each other in the X-axis direction and the Y-axis direction are set as one set.
The voltage obtained from (Y +, Y−) is divided and output to the operational amplifier 17. The operational amplifier 17 detects the voltage V 1 and D
After increasing / subtracting the correction value V 2 sent from the CPU 19 via the / A converter 20 and removing the variation of each strain gauge 3 itself, the output voltage V 3 is converted via the A / D converter 18. Send to CPU19. Similarly, the divided voltage obtained from the pair of strain gauges 3 (X +, X−) in the X-axis direction is also sent to the CPU 19 after the operational amplifier 17 removes the variation of each strain gauge 3 itself. . The CPU 19 is based on the output voltage V 3 obtained from each of the strain gauges 3 in the X-axis direction and the Y-axis direction and a table showing a relationship between stress (gf) and strain value (μm / m) of the strain gauge 3. Then, the movement direction, movement amount and movement speed of the cursor are calculated, and the movement data is transmitted to the host 15 side. Next, the operation of the above embodiment will be described. FIG.
In the keyboard input device shown in FIG. 0, when the operator presses the cap 5 in an arbitrary direction with a finger, the columnar body 1 tilts in accordance with the pressing force, and each strain gauge adhered to each outer surface of the columnar body 1. From 3, a strain value proportional to the pressing force is output as a change in resistance value. At this time, since the columnar body 1 has a hollow structure, the columnar body 1 is easily deformed, and furthermore, each outer surface of the columnar body 1 is tapered so as to become gradually thicker toward the pedestal 6 side. The variation in the stress acting on the strain gauge 3 is reduced, and a stable resistance value is output. Further, a cutout portion 5a is formed at the inner peripheral edge of the lower end of the cap 5, and the outer surface of the columnar body 1 and the inner surface of the cap 5 come into contact at an obtuse angle. Since the contact area between the cap 1 and the cap 5 is reduced, the columnar body 1 can be deformed without displacement with respect to the cap 5, and a stable resistance value is output from this point as well. The resistance value output from each strain gauge 3 in this manner is input to the control unit 14 via the flexible cable 4, and as described above, the control unit 14 converts the output value from each strain gauge 3 into an output value. After calculating the moving direction, the moving amount and the moving speed of the cursor based on the moving data, the moving data is transmitted to the host 15 side. Thus, in the graphic display device not shown, the cursor is moved in accordance with the pressing force on the cap 5, and for example, when the cap 5 is slowly pressed in an arbitrary direction, the cursor is also slowly moved in the same direction. FIG. 15 is a cross-sectional view of a main part showing a mounted state of a pointing device according to a second embodiment of the present invention.
Numeral 6 is a plan view of a base provided in the pointing device, and portions corresponding to the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals. As shown in these figures, in this embodiment,
Three mounting holes 6c are provided on the pedestal 6 of the base 2 at equal distances from the center line of the columnar body 1, and three bosses 10b extending downward through the metal sheet 10 through the membrane sheet substrate 11 are provided. The base 2 is fixed to the metal plate 10 using screws 21 in a state in which the upper surface of each mounting hole 6c is vertically attached to the lower surface of the boss 10b. With this configuration, a part of the pointing device is arranged in the space below the metal plate 10, so that the height of the columnar body 1 and the cap 5 projecting above the metal plate 10 can be reduced. This is advantageous for reducing the thickness of the keyboard input device. The present invention can be modified in various ways other than the above-described embodiment. For example, the shape of the columnar body 1 is not limited to a quadrangular pyramid, but may be a conical shape as shown in FIG.
Each strain gauge 3 may be adhered to the peripheral surface. Further, the position where each strain gauge 3 is attached is not limited to the outer surface of the columnar body 1,
As shown in FIG. 18, it is also possible to adhere to the inner wall of the hollow portion 7 of the columnar body 1. In this case, it is possible to protect each strain gauge 3 against external factors such as static electricity and humidity. Has a positive effect. Further, the number of the strain gauges 3 is not limited to four. In short, at least two strain gauges 3 may be provided so that deformation of the X-axis component and the Y-axis component of the columnar body 1 can be detected. . Furthermore, the thickness of the columnar body 1 may be gradually increased downward by forming the hollow portion inside the columnar body 1 in a tapered shape. The present invention is embodied in the form described above and has the following effects. The pointing device controlling the position of the cursor, a base having a columnar body that will be tilted by the operator's fingers or the like, a plurality of sensor for outputting a detection value corresponding to the tilt angle of the columnar body, the bottom surface And a soft cap attached to the upper end of the column by inserting the insertion hole provided in the upper end of the column. The cap of the pointing device is inserted between each key switch. And the upper surface of the cap is projected from the upper surface of the key switch, so that the pressing force from the operator's finger or the like is transmitted to the column through the soft cap, and the tilt angle of the column is The position of the cursor on the display can be controlled in any direction according to the
Such a pointing device can be installed in any position in the home position, etc. Without being bound to the sequence of each key switch, further, by inserting the insertion hole of the cap to the top end of the columnar body, the cap is The keyboard input device, which is mounted on the upper end of the columnar body, can prevent displacement when the cap is pressed by an operator's finger or the like, thus providing a keyboard input device suitable for miniaturization and excellent in operability. can do. Furthermore, the aforementioned
By providing a notch at the inner peripheral edge at the lower end of the
The outer surface of the cap contacts the inner surface of the cap at an obtuse angle
Therefore, stress concentration at the contact portion can be avoided, and
Since the contact area between the body and the cap is reduced,
Can be deformed without displacement with respect to the cap.
A stable detection value is output from the detection sensor.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の第1実施例に係るポインティングデバ
イスの斜視図である。 【図2】該ポインティングデバイスの分解斜視図であ
る。 【図3】該ポインティングデバイスの断面図である。 【図4】図1のポインティングデバイスに備えられる基
台の正面図である。 【図5】該基台の平面図である。 【図6】該基台の底面図である。 【図7】図5のA−A線断面図である。 【図8】図1のポインティングデバイスに備えられるキ
ャップの底面図である。 【図9】図8のB−B線断面図である。 【図10】図1のポインティングデバイスを付設したキ
ーボード入力装置の平面図である。 【図11】オーバーコート層の初期抵抗値変動試験の結
果を示す説明図である。 【図12】オーバーコート層の抵抗変化量変動試験の結
果を示す説明図である。 【図13】図1のポインティングデバイスの演算処理部
分を示す構成図である。 【図14】図13の演算処理部分に備えられる制御部の
ブロック図である。 【図15】本発明の第2実施例に係るポインティングデ
バイスの取付け状態を示す要部断面図である。 【図16】該ポインティングデバイスに備えられる基台
の平面図である。 【図17】柱状体の変形例を示す平面図である。 【図18】ポインティングデバイスの変形例を示す断面
図である。 【符号の説明】 1 柱状体 2 基台 3 歪ゲージ(検知センサ) 4 フレキシブルケーブル 5 キャップ 5a 切欠部 6 台座 10 メタルプレート 11 メンブレンシート基板 12 キースイッチ 13 ハウジング 14 制御部 15 ホスト 17 オペアンプ 18 A/D変換器 19 CPU 20 D/A変換器
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of a pointing device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is an exploded perspective view of the pointing device. FIG. 3 is a cross-sectional view of the pointing device. FIG. 4 is a front view of a base provided in the pointing device of FIG. 1; FIG. 5 is a plan view of the base. FIG. 6 is a bottom view of the base. FIG. 7 is a sectional view taken along line AA of FIG. 5; FIG. 8 is a bottom view of a cap provided in the pointing device of FIG. 1; FIG. 9 is a sectional view taken along line BB of FIG. 8; FIG. 10 is a plan view of a keyboard input device provided with the pointing device of FIG. 1; FIG. 11 is an explanatory diagram showing the results of an initial resistance value variation test of an overcoat layer. FIG. 12 is an explanatory diagram showing a result of a resistance change amount variation test of an overcoat layer. FIG. 13 is a configuration diagram illustrating an arithmetic processing portion of the pointing device of FIG. 1; FIG. 14 is a block diagram of a control unit provided in the arithmetic processing unit of FIG. FIG. 15 is a cross-sectional view of a main part showing a mounting state of a pointing device according to a second embodiment of the present invention. FIG. 16 is a plan view of a base provided in the pointing device. FIG. 17 is a plan view showing a modification of the columnar body. FIG. 18 is a cross-sectional view showing a modification of the pointing device. [Description of Signs] 1 Columnar body 2 Base 3 Strain gauge (detection sensor) 4 Flexible cable 5 Cap 5a Notch 6 Base 10 Metal plate 11 Membrane sheet substrate 12 Key switch 13 Housing 14 Control unit 15 Host 17 Operational amplifier 18 A / D converter 19 CPU 20 D / A converter

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−93092(JP,A) 特開 昭62−125429(JP,A) 実開 平5−36537(JP,U) 国際公開92/9996(WO,A1) ”NEW MODEL IMPRES SION”,月刊アスキー,株式会社ア スキー,平成5年2月1日,第17巻,第 2号,P.264〜265Continuation of front page       (56) References JP-A-7-93092 (JP, A)                 JP-A-62-125429 (JP, A)                 Actual opening Hei 5-36537 (JP, U)                 International Publication 92/9996 (WO, A1)                 "NEW MODEL IMPRES               SION ”, monthly ASCII, A               Skiing, February 1, 1993, Vol. 17, No.               No. 2, p. 264-265

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 台座に対し柱状体が立設された基台
と、底面に前記柱状体の上端部に挿入され挿入孔を有
し、操作者の手指等からの押圧力を弾性的に受ける軟質
性のキャップと、前記基台に設けられ、前記柱状体の傾
倒角に応じた検出値を出力する複数の検知センサと、こ
れら検知センサからの検出信号に基づいてディスプレイ
に表示されるカーソルの位置を制御する制御部とを備
え、前記キャップを多数のキースイッチの間に配置する
と共に、このキャップの上面を前記キースイッチの上面
から突出させ、かつ、該キャップの下端内周縁に切欠部
を設けたことを特徴とするキーボード入力装置。
(57) has a base on which the columnar body is erected to Patent Claims 1 pedestal, an insertion hole to be inserted into the upper end of the columnar body to the bottom, the operator A soft cap that elastically receives a pressing force from a finger or the like, a plurality of detection sensors provided on the base and outputting a detection value according to a tilt angle of the columnar body, and detection from these detection sensors A control unit for controlling a position of a cursor displayed on a display based on a signal, the cap being arranged between a number of key switches, and an upper surface of the cap protruding from an upper surface of the key switch , and A notch in the inner peripheral edge of the lower end of the cap
Keyboard input device, wherein a is provided.
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