具有点阵图形读取功能的鼠标的制作方法

专利名称：具有点阵图形读取功能的鼠标的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可以读取配置在介质上的点阵图形并可以正确处理绝对坐标的信息输入装置。
背景技术：
鼠标作为进行控制连接在电脑等的信息处理装置上的监控器所表示的指针和光标的辅助输入装置，为众所周知。鼠标在鼠标垫等的平面上，由用户前后左右地偏离，将与该相对位置的偏离距离、方向相应的信号输入信息处理装置。作为检出鼠标具有的2维相对偏离距离的装置，有使用回转式编码器的机械式装置，或者利用红外线读取鼠标垫等的表面的变化的光学式装置。两种装置都是通过检出的XY坐标的变化量，将鼠标偏离距离、 偏离方向的相对位置信息输入到信息处理装置，控制监控器上的指针和光标等的偏离。作为对于该信息处理装置的辅助输入装置的鼠标上设有条形码阅读器，已经被公开(专利文献1)。条形码阅读器是一种可以读取通过条形码定义的代码值的扫描器。作为扫描器的读取对象除了条形码，例如，近年来也一直在开发可以读取点阵图形的装置(专利文献2、3)。另外，用于读取点阵图形的扫描器，具有从点阵图形读取代码值信息的同时， 还可以读取读取位置的位置信息(XY坐标值)的结构的扫描器(非专利文献1)也在开发。但是，将可以读取XY坐标值的代码阅读器附加在鼠标的情况下，在读取被XY坐标值定义的点阵图形时，由于鼠标壳体自身妨碍，产生不能正确地目视读取位置的问题。即使在为了读取位置，使用笔型扫描器的情况下，也会出现不能目视读取位置的同样问题。一方面，作为进行指针和光标的控制的辅助输入装置，有数位板。数位板可以在与画面对应的操作板上，指定绝对位置，所以适合精细作业。然而，数位板又大又重，在需要在桌上的固定的作业领域，缺乏便利性。本发明提供一种辅助输入系统，即使作为如鼠标的辅助输入装置呈覆盖图像面的构造，也可以正确进行绝对位置及/或代码值的输入。更进一步，由于可以用信息处理装置和打印机，通过用户任意设计作业领域、操作指示项目，所以可以高自由度地利用介质表面上定义代码值及/或XY坐标值的点阵图形。已有技术文献专利文献专利文献1 日本特开2004-126920号公报专利文献2 日本特开2007-213612号公报专利文献3 日本特开2007-310894号公报非专利文献非专利文献 1 =G 扫描器(http://www. grid-mark. co. jp/gtype01. html)

发明内容
发明所要解决的课题
附有条形码的鼠标中，条形码阅读器设置为向着鼠标底面在大致中央的位置，读取条形码时，会有鼠标本体覆盖条形码，不能正确地与用户希望读取的代码位置对准的问题。
另外，在用户利用G扫描器读取任意坐标位置时，读取位置被本体隐藏，很难使G 扫描器正确地读取用户目视的读取位置。数位板等，由于组合笔型装置和板状装置的特殊构造，与鼠标相比又大又重，有缺乏便利性的问题。本发明的信息输入装置(格栅鼠标)，是鉴于以上问题而开发的，以提供一种兼有可以输入相对位置信息的鼠标功能和可以输入绝对位置信息的功能，同时用户可以通过目视正确地指示代码的读取位置的鼠标为技术课题。课题的解决方案为了解决上述课题，本发明采用以下方案。(1)本发明的信息输入装置(格栅鼠标)，是一种读取在介质面上形成的，根据一定的算法将XY坐标值或XY坐标值及代码值图形化，光学上可读取的点阵图形的信息输入装置，其特征是，具有底部设有用于读取上述点阵图形的读取孔的壳体、指出该壳体的外侧的上述介质面的一定位置的位置指定装置、读取在上述读取孔的正下方的上述介质面上的点阵图形的点阵图形读取部、为了读取点阵图形对上述介质面照射光的点阵图形照射装置、算出通过该点阵图形读取部读取的XY坐标值和该点阵图形的朝向，根据预定距离与方向进行补正，计算上述位置指定装置所指的上述一定位置的控制部。本申请发明中使用的点阵图形，可以是如有详细后述的GRID1、GRID5那样，将点阵图形上代码值及/或XY坐标值作为代码信息定义，而且具有朝向信息的点阵图形。不过， 并不限于此，也可以使用通过图像解析，求得代码信息时，最终可以判断点阵图形朝向的点阵图形。介质面的一定位置是通过位置指定装置所指的介质面的位置，即为了用介质面上的坐标系测定作为XY坐标值的位置。根据上述结构，由于读取孔的位置与位置指定装置所指的位置相偏离，用户可以在完全地目视位置指定装置所指的介质面上的一定位置的同时使其输入。另外，仅通过使用该信息输入装置和设有点阵图形的纸和鼠标垫、透明板等的介质，就可以提供可以正确输入点位置的绝对坐标的信息输入装置。因此，没有必要采用一般输入绝对坐标时使用的如数位板等的笔型装置和板状装置所组合的构造。在本发明中，尽管构成了利用输入装置内的控制部进行计算处理，但也可以利用信息处理装置的本体进行该计算处理。(2)进一步，上述位置指定装置的特征为，通过从上述壳体延出的突起物的形状或从该壳体延出的透明部件上所设的标记，指出上述介质面的一定位置。通过上述结构，位置指定装置可以正确地指出用户所要指示的位置。(3)进一步，上述位置指定装置的特征为，利用从上述壳体上所设的一定位置照射装置发出的照射光，指出上述介质面的一定位置。(4)进一步，从上述一定位置照射装置发出的照射光为激光。(5)本发明的信息输入装置，是一种读取在介质面上形成的，根据一定的算法将XY坐标值或XY坐标值及代码值图形化，光学上可读取的点阵图形的信息输入装置，其特征是，具有设有具有读取上述点阵图形用的点阵图形输入部的棱镜的壳体、通过上述棱镜读取上述点阵图形输入部附近的上述介质面上的点阵图形的点阵图形读取部、为了读取点阵图形通过上述棱镜对上述介质面发射光的点阵图形照射装置、至少通过被该点阵图形读取部读取的XY坐标值求出该介质面的一定位置的控制部。通过使用 在信息输入装置上的具有点阵图形输入部的棱镜，就可以利用棱镜对光的折射、全反射。因此，可以自由改变光路，以横置读取部为首，在信息输入装置的内部结构中，自由设计部件配置成为可能。(6)进一步，上述棱镜的特征为，作为上述位置指定装置，在上述壳体的外方延出， 该位置指定装置设有从上述壳体延出的棱镜的形状或从该壳体延出的棱镜上的标记，指出上述介质面的一定位置。(7)进一步，上述位置指定装置的特征为，通过在上述壳体上设置的一定位置照射装置通过棱镜发射的照射光，指出上述介质面的一定位置。(8)进一步，从上述一定位置照射装置通过棱镜发射的照射光是激光。上面提到的信息输入装置有鼠标、数字化仪、感应板等。根据该结构，由于读取孔的位置和位置指定装置所指出介质的一定位置有偏离， 没有读取时被鼠标等的本体覆盖代码等的情况。(9)进一步，上述点阵图形读取部的特征为，进一步具有作为光学式鼠标的光学读取部的功能，上述控制部进一步解析上述点阵图形读取部在单位时间读取的图像变化，发送介质面上的偏离量及方向的信息。本权利要求的点阵图形读取部具有读取点阵图形的功能，加上作为检出光学式鼠标具有的偏离量、方向的光学读取部的功能。另外，控制部进行计算一定位置之外，还解析点阵图形读取部在单位时间读取的图像的变化。通过采用以上的结构，可以兼用作点阵图形读取部和光学式鼠标的光学读取部，使减少部件数量成为可能。因此，可以实现节省鼠标内部的空间。另外，在本权利要求的介质面上，也可以不设有点阵图形。发明效果仅仅使用本发明的格栅鼠标(信息输入装置)和设有点阵图形的纸和透明板等的介质，就可以提供可输入绝对坐标的坐标输入装置。因此，具有可以提供便利性非常高的绝对坐标输入装置的效果。由于读取位置和用户目视的目标部会偏离，用户可以完全目视目标部的同时读取任意的坐标位置。因此，具有用户可以正确进行输入操作的效果。通过利用棱镜的全反射，具有提高鼠标内的部件的配置位置的自由度的效果。


图1表示目标部50 (位置指定装置)与摄影中心的位置关系，是摄影图像。图2是鼠标1的使用图。图3是鼠标1的配置图。图4表示点阵图形6的构成要素和其位置关系的图。
图5是表示根据信息点72的配置方法定义信息方法的示例图，图5(a)是表现3 比特信息的示例，图5(b)是具有2比特信息的信息点72的示例。图6表示根据信息点72的其他配置方法的信息定义方法的示例图。图7表示根据每 1个格栅配置多个信息点72的方法的信息的定义方法的示例图，图7 (a)是配置2个信息点72的示例，图7 (b)是配置4个信息点72的示例，图7 (c)是配置5个信息点72的示例。图8是表示将信息点72从点阵图形6中抽出时使用的格式的示例图。图9表示含有信息点72的格栅的其它配列示例的图，图9 (a)是1个方块内配置6 个格栅(2X3)的示例，图9(b)是配置9个格栅(3X3)的示例，图9(c)是配置12个格栅 (3X4)的示例，图9(d)是配置36个格栅的示例。图10是表示其它点阵图形6b的示例图，图10(a)表示在点阵图形6b中，基准点 73a 73e、虚拟基准点74a 74d及信息点72的位置关系的图，图10(b)是根据虚拟基准点74a 74d上是否有信息点72定义信息的示例，图10 (c)表示在横竖方向上连接每2个方块示例的图。图11表示在点阵图形6的1个方块内的信息比特的格式的示例图。图12表示点阵代码的格式示例图，图12(a)是点阵代码包含了 XY坐标值和代码值和奇偶值的示例，图12(b)是根据设置点阵图形6的部位，变更格式的示例，图12(c)是点阵代码包含XY坐标值和奇偶值的示例。图13是鼠标1的功能方块图。图14是鼠标1的图像数据解析部及代码信息解析部的算法的流程图。图15是鼠标1的控制部算法的流程图。图16是鼠标1的延出部的形状。图17是第二实施方式的侧视图、俯视图、截面配置图。图18是第二实施方式的点阵图形读取部的放大图。图19是第二实施方式的其它配置方式。图20是第二实施方式的图像数据解析部及代码信息解析部的算法的流程图。图21是第二实施方式的控制部算法的流程图。附图标记说明1鼠标(信息输入装置)2书籍3格栅感应板(介质)3b格栅板(介质)4照片(介质)5地图(介质)6点阵图形7信息处理装置8监测器9图面10点阵图形读取部
11IR-LED (点阵图形照射装置)12读取孔13镜 头14IR 滤光器15CMOS传感器(点阵图形读取部)16PBC17棱镜20机械式鼠标的偏离量、方向检出部20b光学式鼠标的偏离量、方向检出部(光学读取部)30按键31按键操作检出部32滚轮35滚轮检出部40延出部41激光指针(位置指定装置)50目标部(位置指定装置)60控制部65信息发送部71关键点72信息点73基准点74虚拟基准点99摄影图像1001第二实施方式的鼠标1010第二实施方式的点阵图形读取部1011第二实施方式的IR-LED1012第二实施方式的读取孔1013第二实施方式的镜头1015第二实施方式的CMOS传感器1016第二实施方式的PBC1017第二实施方式的棱镜1020第二实施方式的偏离量、方向检出部(光学读取部)1030第二实施方式的按键1031第二实施方式的按键检出部1032第二实施方式的滚轮1035第二实施方式的滚轮检出部1060第二实施方式的控制部1065第二实施方式的信息发送部1080具有点阵图形输入部的棱镜
1081第二实施方式的目标部(位置指定装置)1082第二实施方式的激光指针
具体实施方式
对于本发明的鼠标的第一实施方式，参照图1至图16说明如下。概要和使用例为了更容易理解本发明的内容，先举出使用例进行说明。图2表示本实施方式的鼠标1的使用例。图2(a)表示了与书籍2共同使用鼠标1 的情况，图2(b)表示了与格栅垫3共同使用鼠标1的情况，图2(c)表示了与格栅板3b共同使用鼠标1的情况。在图2(a)的示例中，书籍2的纸面上，印刷着照片4和地图5等。照片4及地图 5的上面，重叠印刷以格栅(grid)为基准的点阵图形6(后述)。点阵图形6可以定义代码值及/或XY坐标，照片4加入特定的代码值，地图5加入特定的代码值和XY坐标值。另外，鼠标1可以转换为作为一般的鼠标功能的鼠标模式和可以读取点阵图形6 的点阵图形读取模式(以下称为格栅模式)。以上模式的转换，设有模式转换专用开关，可以利用该专用开关进行操作，也可以利用同时长按(持续按下3秒)鼠标的左右按键等进行操作。还可以根据信息处理装置侧来的信号进行切换。进一步，格栅模式通过用户设定或者控制装置的程序，可以细分为仅利用被点阵图形6定义的XY坐标的模式、仅利用代码值的模式，以及共同利用XY坐标值和代码值的模式。例如，在信息处理装置7的画面8上显示放大表示后的地图5上的特定部位的地图时，用户将鼠标1设定为格栅模式，放置在地图5上，目视目标部位置，同时对准后述的目标部50 (位置指定装置)，击左键指定。这样一来，根据代码值，点阵的印刷介质及地图被指定，根据XY坐标值确定该地图上的位置，利用以上的输入信息在画面8上可以显示指定部位的放大地图。另外，在画面8上显示与照片4关联的图像、文章等的情况下，用户可以将鼠标1 设定为格栅模式，将摄影孔12放在照片4上，通过击左键指示，读取代码值，可以显示与其关联的所附信息。在图2 (b)的示例中，鼠标1与印刷表示XY坐标值的点阵图形6的格栅垫3共同使用。例如，在用数位板的情况下，用户将鼠标1设定为格栅模式，放置在格栅垫3上，作为初始设定的一般方法，在格栅垫3的四角与检测器的四角相对应的校准处理之后使用。 校准处理后，用格栅垫3进行绝对位置的输入。在这种情况下，在鼠标垫本体分配代码值， 可以进行利用鼠标垫的用户、日期等的输入管理。在图2(b)的示例中，表示了将鼠标1作为数字化仪利用的方法。为了利用CAD等，将图9上有的图形信息数字化的情况下，其数字化的图9上，与设有至少定义了 XY坐标值的点阵图形6的透明板(以下称为格栅板3b)重叠，穿过格栅板 3b目视图上的点和线的同时指示，进行图形信息的输入。另外，除了在图9上重叠格栅板3b的方法以外，在图9上使用喷墨打印机等，直接印刷定义XY坐标值的点阵图形6，使数字化也是可以的。
另外无论任何使用方法，如果利用切换装置转换为鼠标模式的话，鼠标1可以作为一般的鼠标使用。鼠标模式具有一般鼠标所具有的功能，即，可以向信息处理装置发送左键操作、右键操作、滚轮操作、位置偏离量等的输入信息。〈关于鼠 标1的结构〉图3表示鼠标1的结构示例。图3(a)是具有机械式鼠标功能的鼠标1的截面图， 图3(b)是点阵图形读取部10的放大截面图，图3(c)是作为具有光学式鼠标功能的鼠标Ib 的光学读取部的偏离量、方向检出部20b的放大截面图。如图3(a)所示，鼠标1具有实现一般鼠标功能用的偏离量、方向检出部20，按键 30，按键操作检出部31，滚轮32，滚轮操作检出部35，控制部60和信息发送部65。由于实现鼠标功能用的各部的功能与一般的鼠标相同，在此省略说明。进一步，鼠标1在格栅模式下使用时，具有点阵图形读取部10、作为点阵图形照射装置的IR-LEDl 1、延出部40、目标部50 (位置指定装置)。关于点阵图形读取部10在后面说明。作为位置指定装置，目标部50设在延出部40上，在用户使用鼠标1指示介质上的一定位置时，为了通过目视正确对准的情况下使用。延出部40用于在鼠标1的本体外侧配置目标部50。例如，可被设定为，从鼠标1 本体在前方仅突出Icm左右的形状。为了让用户透过延出部40使介质上的一定位置和目标部50对准，延出部40最好为透明或半透明。为了不因延出部40的厚度而与目视位置产生移位，目标部50最好设计在下面。另外，在本示例中，通过长按鼠标1的左右键等进行模式切换，不设有专用开关。在图3(b)中，详细说明了点阵图形读取部10的示例。点阵图形读取部10由IR-LED11、读取孔12、镜头13、IR滤光器14、CMOS传感器 15 和 PCB (Printed Circuit Board 印刷线路板)16 组成。IR-LEDll是发出红外线(Infrared)的LED。由IR-LEDll发出的红外线，通过设在鼠标1的底部的读取孔12，照射在鼠标下的介质上。介质是格栅垫3、照片4、地图5、格栅板3b等。从介质反射的红外线，通过读取孔12、镜头13及IR滤光器14，在CMOS传感器15 上作为含有点阵图形的图像被检出。检出的图像被传送至控制部60。读取孔12，例如为圆形，其直径只要是CMOS传感器15可以合适地摄像的尺寸即可，例如直径为4mm。另外，读取孔12的形状也可是相似面积的矩形。PCB16是用于保持、连接各部件。在本示例中，由于读取点阵图形时使用红外线，为了即使从介质的反射光中含有除了红外线以外的光，也能进行恰当地读取，使用了除去红外线成分以外的IR滤光器14。 另外，在本示例中以设有点阵图形的介质的表面反射红外线，点阵图形的各点部不反射红外线的结构；或者介质的表面不反射红外线、各点部反射红外线的结构为前提。例如，读取时使用紫外线的情况下，可以使用UV滤光器。另外，由于考虑到鼠标1的底部和介质相贴合，通常，从读取孔12进入的光仅仅是 IR-LEDll发射的红外线，所以在这种情况下也可省去IR滤光器14。另外，上述示例中，表示了关于鼠标功能的机械式鼠标的结构，但鼠标功能也可通过图3(c)中所示的光学式鼠标结构实现。在这种情况下，使其兼用于作为点阵图形读取部 10和光学读取部的偏离量、方向检出部20b也可。在图3(c)中，详细地表示了作为光学式鼠标功能的偏离量、方向检出部20b (光学读取部)。偏离量、方向检出部20b设有LEDllb、棱镜17、读取孔12b、镜头13b、传感器15b 和 PCB16b。使其兼用 点阵图形读取部10和光学读取部的偏离量、方向检出部20b的情况下， 例如，可以使其兼用IR-LEDll和LEDllb，使其兼用镜头13和镜头13b，使其兼用CMOS传感器15和传感器15b。通过兼用各部，可以消减构成部件的数量。<关于目标部50的坐标位置的计算方法>在图1中表示了，目标部50(位置指定装置)的指向一定位置和实际通过点阵图形读取部10读进读取孔12的位置关系。图1(a)表示的是从鼠标的上部看，目标部50和读取孔12的位置关系图。图1(b)表示的是，通过CMOS传感器15摄影的介质面上的点阵图形6的朝向与鼠标1的朝向之间的位置关系图。在本发明中，目视目标部50的指向位置的同时，实际上是读取在鼠标1的底面上的摄像中心位置的点阵图形6，通过读取后的点阵图形的XY坐标值与点阵图形的方向，利用计算求得目标部50的指向位置。本实施方式中使用的点阵图形6，具有如后所述的方向性，在图1(a)中，以图的上方作为点阵图形6的朝向。另外，鼠标的朝向为，例如，摄取点阵图形时，摄影图像99的帧缓冲器可以变为向上的方向，可以将其作为预定方向。如图1 (a)所示，如果将在读取孔12内的摄影中心的位置和目标部50的位置的间距作为距离d，由于目标部50的位置和读取孔12位置被固定，决定了距离d作为鼠标1的
固有值。另外，由点阵图形6的方向和鼠标1的朝向所构成的角度，作为鼠标旋转角θ。另夕卜，鼠标旋转角以左转为正方向。如图1(b)所示，首先，通过解析由CMOS传感器15摄影的摄影图像99中所含的点阵图形6的各点阵的配置位置，求得点阵图形6的方向。其次，鼠标1的朝向，由于在本例中作为摄影图像99的帧缓冲器的朝向固定，可以根据求得的点阵图形6的方向和该鼠标1的朝向，求得鼠标旋转角θ。如果将目标部50所指介质上的位置的XY坐标值作为坐标值(Xt，Yt)，读取孔12 的介质上的XY坐标值作为坐标值(X，Y)，那么(xt，Yt)可以利用(X，Y)、距离d及鼠标旋转角θ通过下式求得。数学式1
fxt) fx] f-sin0^= + d
IYtJ IyJ ι cosej〈关于点阵图形6>根据图4至图9，来说明在本实施方式中使用的点阵图形6的一个示例(以下称为GRID1)。另外，根据图10，来说明其它的点阵图形6b的示例(以下称为GRID5)。另外，在这些图中，横竖斜方向的格栅线是为了方便说明添加，实际的印刷面上并不存在。图4表示了点阵图形6的构成要素和其位置关系。点阵图形6由关键点71、信息点72、基准点73构成。点阵图形6，通过点阵代码生成算法，由使其识别数值信息的细微点阵，即，根据一定规则排列的关键点71、信息点72、基准点73生成。如图4所示，表示信息的点阵图形6的方块由以关键点71为基准配置5X5的基准点73，在被4个基准点73围绕的中心虚拟基准点的周围配置信息点72构成。该方块中可定义任意的数值信息。另外，在图4的示例中，表示了 4个并列的点阵图形6的方块(粗线框内)的状态。但是，点阵信息6当然并不限定于4个方块。关键点71，如图4所示，是将在方块的四角的角部的4个基准点73在一定的方向上错开配置的点阵。该关键点71是含有信息点72的1方块份的点阵图形6的代表点。例如，是将在点阵图形6的方块的四角的角部的基准点73向上方错开0. Imm的点阵。但是， 该数值并不限定于此，可以相对应于点阵图形6的方块的大小而变化。关键点71的偏离，为了避开与基准点73及信息点72的错误识别，优选为格栅间隔的20%左右。信息点72是可以使其识别各种信息的点。信息点72以被4点的基准点73围绕的格栅中心作为虚拟基准点，配置在通过以该虚拟基准点为起点的矢量所被表现的终点。信息点72和被4点的基准点围绕虚拟基准点之间的间隔，优选为与相邻连接的虚拟基准点间隔的距离的15 30%左右。信息点72与虚拟基准点间的距离如果小于该间隔，由于点与点一起容易被目视为大块，难以作为点阵图形6看。反之，信息点72与虚拟基准点间的距离如果大于该间隔，以相邻连接的任一虚拟基准点作为起始点，认定是否是具有矢量方向性的信息点72就变得困难。基准点73，使用扫描器将点阵图形6作为图像数据读入时，可以矫正来自于扫描器镜头的失真和倾斜的摄像、纸面的伸缩，介质表面的弯曲、印刷时的失真。具体而言，求得变换歪斜的4点的基准点73为原正方形的补正用的函数(Xn，Yn) = f(Xn',Yn')，使用该同一函数补正信息点72，求得正确的信息点72的矢量。如果点阵图形6上配置基准点73，在通过扫描器读入该点阵图形6的图像数据中， 由扫描器的原因造成的失真可以被补正，所以即使利用附有高失真率的镜头的普及型扫描器读入点阵图形6的图像数据时，也可以正确地识别点阵的配置。另外，即使对点阵图形6 的面倾斜的扫描器读取，也可以正确识别其点阵图形6。在扫描器利用红外线的照射进行点阵读取的情况下，优选为使用吸收该红外光的不可见墨或碳墨印刷关键点71、信息点72、基准点73。利用一般的喷墨打印机等印刷点阵图形6的情况下，基准点73相互之间的间隔 (即格栅的尺寸)可以在0.5mm左右。胶印印刷的情况下，最小限值可以是0.3mm左右。在半导体制造工艺中使用曝光技术等形成点阵图形6的情况下，基准点73之间的间隔可以为几个μπι，如果使用nm单位的设计规则，可以形成具有更加细微的点阵间隔的点阵图形6。当然，基准点73之间的间隔只要是大于上述最小值，可以根据点阵图形6的用途，使用任意值。另外，关键点71、信息点72、基准点73的直径，优选为基准点73之间的间隔的 10%左右。在图5及图6中，表示了根据信息点72的配置方法的信息定义方法的示例。这些图表示的是信息点72的位置和根据其位置定义的信息的比特表示的示例放大图。图5(a)表示了为了让信息点72具有通过矢量表现的方向和长度，使其从虚拟基准点74偏离距离(例如0. 1mm)，在顺时针方向上使其旋转每45度在8个方向上配置，表现 3比特的信息定义方法的示例。在该例中，由于点阵图形6每1方块含有16个信息点72， 可以表现3比特X 16个=48比特的信息。图5(b)中表示了，点阵图形6具有每格栅2比特信息的信息点72的定义方法的示例。在该示例中，在正(+)方向及斜(X)方向上从虚拟基准点74处偏离信息点72，每信息点72定义2比特的信息。该定义方法与图5(a)所示的定义方法(可以定义原本48比特的信息)不同，根据用途，将1个方块内，分割为正(+)方向上偏离的格栅和斜(X)方向上偏离的格栅，可以给出32比特(2比特X 16格栅)的数据。另外，作为偏离在1个方块中含有的16个格栅上配置的信息点72的方向的组合， 如果每一个格栅中组合了向正(+)方向及斜(X)方向的偏离方向，可以实现最大216(约 65000)的点阵图形格式。
图6表示了根据信息点72的其它配置方法的信息定义方法的示例。在该定义方法中，配置信息点72时，作为被基准点73包围的虚拟基准点74偏离量，使用长、短的两种， 由于将8个方向作为矢量方向，可以定义16个的配置，可以表现4比特的信息。使用该定义方法时，优选为，长方向的偏离量为相邻连接的虚拟基准点74间的距离的25 35%左右，短方向的偏离量为15 20%左右。但是，长、短的信息点72的偏离方向在相同的情况下，为了可以识别区分这些信息点72，优选为这些信息点72的中心间隔为比信息点72的直径大。另外，定义4比特信息的方法，不限于上述的定义方法，可以是在16个方向上配置信息点72，表现4比特，当然也可是各种变更。在图7中表示了通过每1个格栅配置多个信息点72的方法的信息定义方法的示例。图7 (a)是配置2个信息点72的示例，图7 (b)是配置4个信息点72的示例，图7 (c) 是配置5个信息点72的示例。被4点的基准点73围绕的每1个格栅的信息点72的个数，考虑到美观，优选为1 个。但是，不考虑美观，希望大信息量的情况下，每1个矢量分配1比特，通过信息点72使用多个点表现，可以定义大量信息。例如，在同心圆8个方向的矢量，每1个格栅可以表现 28的信息，含有16个格栅的每1个方块可以表现2128的信息。点阵图形6的识别是通过扫描点阵图形6作为图像数据读入，首先，抽出基准点 73，其次，通过如果原来应有基准点73的位置没有被打上点，抽出关键点71，再通过抽出信息点72进行。图8表示的是从点阵图形6中抽出信息点72用的格式的示例。图8是按照从方块的中心向右旋转的螺旋状配置的从Il至116的格栅的格式示例。另外，图中从Il至116 表示各格栅的配置，同时，每1个格栅含有1个的信息点72的情况下，表示各格栅内的信息点72的配置部位。图9 表示的是含有信息点72的格栅的其它配列的示例。图9(a)是1个方块内配置6个(2X3)格栅的示例，图9(b)是1个方块内配置9个(3X3)格栅的示例，图9(c)是 1个方块内配置12个(4X3)格栅的示例，图9(d)是1个方块内配置36个格栅的示例。这样，在点阵图形6中，1个方块含有的格栅数不限于16个，可以做出各种变更。S卩，可以根据必要的信息量的多少或扫描器的分辨率，通过调整1个方块内含有的格栅数和1个格栅含有的信息点72的数量，灵活地调整点阵图形6中可以记录的信息量。图10表示的是其它的点阵图形6b的示例(GRID5)的示例。图10(a)表示了点阵图形6b中，基准点73a 73e、虚拟基准点74a 74d及信息点72的位置关系。点阵图形6b根据方块的形状定义点阵图形6b的方向。GRID5中，首先配置了基准点73a 73e。通过顺次连接基准点73a 73e的线，定义了表示方块的朝向的形状(在此是向着上方的5边形)。然后，根据基准点73a 73e的配置，定义虚拟基准点74a 74d。 然后，分别以虚拟基准点74a 74d作为起点定义具有方向和长度的矢量。最后，在矢量的终点配置信息点72。这样，GRID5可以通过基准点73a 73e的配置的方法定义方块的朝向，然后，通过定义方块的朝向也可以定义方块全体的大小。图10 (b)表示根据方块的虚拟基准点74a 74d上是否有信息点72，定义信息的示例。图10(c)表示在横竖方向上连接每两个GRID5的方块的示例。但是，连接方块配置的方向并不限于横竖方向，在任何方向上配置连接均可。另外，图10表示基准点73a 73e及信息点72全部为同一形状，但基准点73a 73e和信息点72也可以是不同形状，例如，基准点73a 73e的形状比信息点72更大也可。 另外，基准点73a 73e和信息点72可以是作为可识别的任意形状，呈圆形、三角形、四边形或更多边形均可。〈关于点阵代码的格式〉根据图11及图12，说明点阵代码和其格式的示例。点阵代码是可以被记录在点阵图形6上的信息。图11表示在点阵图形6的1方块内的信息比特的格式示例。在该例中，每1个格栅记录2比特的信息。例如，如果是左上的格栅，比特CO及Cl，定义比特Cl作为上位比特。 将这2个比特合在一起表示为C1-0。另外，可以通过每格栅1个信息点72记录这些比特， 也可通过每格栅多个信息点72记录。图12表示了点阵代码的格式示例。在该例中，点阵代码具有32比特的长度，表示为位CO至C31。图12 (a)是点阵代码含有XY坐标值及代码值和奇偶值的格式示例，图12 (b)是通过设有点阵图形6的部位变更格式的示例，图12(c)是点阵代码含有XY坐标值和奇偶值的格式示例。在图12 (a)表示的格式示例中，设有点阵图形6的位置的X坐标值用比特CO到C7 的8比特来表示，相同地，Y坐标值用比特C8到C15来表示。然后，代码值用从C16到C29的14比特来表示。该代码值与点阵图形6的使用目的相符，可用于表示任意信息。本实施方式中，可以用于表现文件ID。最后作为点阵代码的奇偶值，使用比特C30及C31的2比特。另外，由于奇偶值的计算方法可以使用一般所知的方法，在此省略说明。在图12(b)表示的格式示例中，根据设有点阵图形6的部位变更格式。在该例中， 将设有点阵图形6的部位分为XY坐标领域，代码值领域，XY坐标、代码值领域。在XY坐标领域中使用XY坐标领域用格式，在代码值领域中使用代码值领域用格式，在XY坐标、代码值领域中使用XY坐标、代码值领域用格式。在XY坐标领域用格式中， X坐标用比特CO至C13的14比特来表示，相同地，Y坐标用C14至C27的14比特来表示。另外，在代码值领域用格式中，代码值用CO至C27的28 比特来表示。在XY坐标、代码值领域用格式中，X坐标用CO至C7的8比特来表示，相同的 Y坐标用C8至C15的8比特表示，代码值用C16至C27的12比特来表示。为了可以区分读取的信息是表示XY坐标值的信息，还是表示代码值的信息，还是表示XY坐标、代码值的信息，例如，将C29、C28的比特列作为用途识别用比特，C29为1的时候包含XY坐标，0的时候不包含XY坐标。另外，C28为1的时候包含代码值，为0的时候不包含代码值。如此规定即可。根据此例，同图(b)(l)(图中带圈的数字)中，用途识别用比特是10，(2)(图中带圈的数字)中是01，(3)(图中带圈的数字)中是11。另外，为了区分读取后的信息是表示XY坐标值的信息，还是表示代码值的信息， 还是表示XY坐标、代码值的信息，表示XY坐标值及代码值的比特列不重叠，可决定比特列的表现规则。这样，图12(b)所表示的格式示例与图12(a)所表示的格式示例相比，可以在XY 坐标值及代码值中分配更多的比特，所以可以表现更广范围的XY坐标值及更多的代码值。图12(c)所表示的格式示例与图12(b)的XY坐标领域用格式使用相同的格式。〈关于功能方块图〉图13是表示鼠标1的功能方块图。如图13所示，鼠标1设有控制部60，信息发送部65，点阵图形读取部10，模式切换开关，左右键，滚轮检出部35，偏离量、方向检出部20。点阵图形读取部10摄影介质表面作为图像数据。将该图像数据发送至控制部60。模式切换开关用于鼠标模式和格栅模式的切换。通过用户操作，将该信息发送至控制部60。如上所述，模式的切换可以通过长按鼠标键等代替，所以也可不设模式切换开关。另外，用户通过键盘操作和应用程序利用信息处理装置7发出的信号进行切换的情况下，也可不设模式切换开关。偏离量、方向检出部20，滚轮检出部35，按键操作检出部31检出用户操作的动作， 将该动作信息发送至控制部60。控制部60接受从点阵图形读取部10来的图像数据，进行解析。关于的详细解析程序，用图14在后文进行说明。控制部60接受从模式切换开关，偏离量、方向检出部20，滚轮检出部35，按键操作检出部31发送来的动作信息及从点阵图形读取部10发送来的图像数据，将其解析后的结果发送至信息发送部65。关于详细情况，用图15的流程图在后文进行说明。控制部60在鼠标模式时，最好进行控制，切断点阵图形读取部10的电源或使其处于省电状态。 控制部60在点阵图形读取部10具有作为光学式鼠标的光学读取部的功能的情况下，进一步解析点阵图形读取部10在单位时间读取的图像的变化。以该解析结果为基础， 将介质面上的鼠标1的偏离量及方向发送至信息处理装置7。本权利要求的点阵图形读取部具有读取点阵图形的功能加上作为检出光学式鼠标所具有的偏离量、方向的光学读取部的功能。另外，控制部计算一定位置外，还解析点阵图形读取部在单位时间读取的图像的变化。通过采用以上的结构，可以兼用点阵图形读取部和光学式鼠标的光学读取部，使减少部件数量成为可能。因此，可以达到节省鼠标内部空间的目的。另外，在本权利要求的介质面上，不设有点阵图形也可。信息发送部65将从控制部60发送来的信息转化为电信号、红外线信号或电波信号等发送至信息处理装置7。<关于控制部的解析算法>图14表示了代码信息解析的流程图。点阵图形读取部10摄影介质表面作为图像数据。将该图像数据发送至控制部60。控制部60读取从点阵图形读取部10发送来的图像数据(SlO)，将其解析(S20)， 判断图像数据中是否含有一定的点阵图形(S30)，含有的情况下，算出代码信息和鼠标旋转角(S40)。不含有的情况下返回S10。然后，判断代码信息中是否含有运行代码(S50)。如果含有，将其发送至信息发送部(S50b)，进入S60。如果不含有，进入S60。此处的运行代码是指，代码信息中含有的由信息处理装置启动的OS和利用各应用程序等所使用的代码值。然后，判断在代码信息中是否含有XY坐标(S60)。含有的情况下，进入S70。不含有的情况下，返回S10。然后，判断是否有变换目标部50的坐标的标记(S70)。如果有，求出目标部50的坐标(S70a)，将其发送至信息发送部(S80)。如果没有，将摄影中心的坐标发送至信息发送部(S70b)。该标记是由用户或应用程序事先决定的。另外，尽管图中未示，点阵图形读取部10可以不断摄影图像数据，将该图像数据发送至控制部60，通过控制部60用上述解析算法处理，也可仅在格栅模式的情况下进行解析。如果是后者，可以达到鼠标1省电的目的。<关于控制部的信息发送的算法>图15表示与控制部60的信息发送相关的算法的流程图。如图15所示，控制部判定目前的模式(SlOl)，选择相应模式信息，发送至信息发送部 65(S102, S103)。 具体来说，在鼠标模式的情况下，发送至控制部60的信息内，通常有与鼠标所具有的功能相关联的信息，即关于左右键操作的信息、关于滚轮操作的信息、相对位置信息被发送至信息发送部。格栅模式的情况下，例如，关于左右键操作的信息、关于滚轮操作信息、 相对位置信息加上运行代码、摄影中心的坐标(X，Y)、目标部50的坐标值(Xt，Yt)内，与一定的设定相对应求得的信号被发送至信息发送部。
在此，一定的设定是事先决定从鼠标发送怎样的信息的设定，例如，可以是根据用户一定的操作任意的设定。或者，也可以是信息处理装置7上安装的应用程序所规定的设定。另外，如 上所述，格栅模式通过用户的设定或者控制装置的程序，可以细分为仅利用被点阵图形6定义的XY坐标的模式和仅利用代码值的模式，或者共同利用XY坐标值及代码值的模式，在这种情况下，尽管图中未示，但利用S103的步骤，可以实现通过控制部选择对应于各模式的输出信息。<关于位置指定装置的形状>图16表示位置指定装置的各种实施方式。图16 (a)、图16 (b)表示位置指定装置使用透明部件的类型的俯视图、左视图。图16(c)、图16(d)表示在位置指定装置上设角状突起的类型的俯视图、左视图。图16(e)、图16(f)表示在作为位置指定装置用作为一定位置照射装置的激光指针41的类型的俯视图、左视图。如图16(a)所示，使用透明部件的类型在中央设有+和X标志或〇和 标志，明确目标部50 (位置指定装置)。如图16(b)所示，通过将使用透明部件的类型的标志印刷在延出部40的下侧，防止由于透明部件的厚度产生点的偏离。如图16(c)、图16(d)所示，设有角状突起的类型在角状突起的前端显示目标部 50。如图16(e)、图16(f)所示，代替延出部使用激光指针41的类型中，激光的照射位置显示目标部50。<关于信息发送部>信息发送部65将从控制部60发送来的信息，在USB连接等的有线的情况下转换为电信号，或者，转换为红外线信号或蓝牙信号，输出到信息处理装置7。关于本发明的鼠标的第二实施方式，参照图17至图21，说明如下。概要和使用例关于第二实施方式的鼠标1001的使用例，由于与图2所示的第一实施方式的鼠标 1相同，在此省略说明。<关于鼠标1001的结构>图17表示鼠标1001的结构的示例。图17(a)是鼠标1001的侧视图，图17(b)是鼠标1001的俯视图，图17(c)是具有光学式鼠标功能的鼠标1001的截面图。如图17(a)所示，鼠标1001，在壳体前部设有点阵图形输入部的棱镜1080配置为向外方突出。例如，将具有点阵图形输出部的棱镜1080设计为从鼠标1001本体向前方突出5mm的形状。如图17(b)所示，具有点阵图形输入部的棱镜1080的上面设有红外线透过性的目标部标志1081。它在用户使用鼠标1001指示特定的位置时，通过目视将鼠标1001的位置与特定的位置正确对准时使用。如图17(c)所示，为了实现一般的鼠标功能，设有作为光学读取部的偏离量、方向检出部1020和按键操作检出部1030和滚轮操作检出部1035和控制部1060和信息发送部 1065。实现鼠标功能的各部的功能，由于与一般的鼠标相同，在此省略说明。进一步，鼠标1001在格栅模式下使用，可以设有点阵图形读取部1010和具有点阵图形输入部的棱镜1080和目标部1081。点阵图形读取部1010与上述点阵图形读取部10在横向具有相同的配置。由于结构与图3(b)中说明的内容相同，在此省略。另外，由于利用CMOS传感器摄取的图像是通过如后述的具有点阵图形输入部的棱镜1080的内面一次全反射后的像，解析算法进行镜像处理。另外，在该例中，如果通过长按鼠标1001的左右键等进行模式切换，就不设有专用开关。作为光学读取部的偏离量、方向检出部1020至少设有LED1011、棱镜1017、读取孔 1012、镜头 1013、传感器 1015 和 PCB1016。另外，可以兼用点阵图形读取部1010和作为光学读取部的偏离量、方向检出部 1020的情况与第一实施方式的情况相同。即，在兼用作点阵图形读取部1010和作为光学读取部的偏离量、方向检出部1020 的情况下，例如，兼用IR-LED1011和LEDlOllb，兼用镜头13和镜头1013，兼用CMOS感应器 15和感应器1015均可。通过兼用各部，可以减少构成部件的数量。

<关于具有点阵图形读取部和点阵图形输入部的棱镜、IR-LED的位置>图18表示具有点阵图形读取部1010和点阵图形输入部的棱镜1080、IR_LED1011 的位置。如图18所示，点阵图形读取部1010在横向配置为可以拍摄通过具有点阵图形输入部的棱镜1080的内面全反射后的像。为了通过具有点阵图形输入部的棱镜1080的内面全反射，图18所示的θ必须超过棱镜的材质固有的临界角。为了满足此条件，需要规定具有点阵图形输入部的棱镜1080 的角度和点阵图形读取部1010的位置。例如，与在棱镜的材质为玻璃的情况下约为43°、 为丙烯基的情况下约为42°、为聚碳酸酯的情况下要大于约39°。另外，具有点阵图形输入部的棱镜1080，例如配置为前端在摄像中心垂直正上方露出。如果具有以上的结构，具有点阵图形输入部的棱镜1080就可以与位置指定装置兼用。另外，具有点阵图形输入部的棱镜1080上，也可设有目标部1081。如图18所示，IR-LED1011配置为可以完全照射读取位置的所有范围。〈关于点阵图形6>关于点阵图形，由于与第一实施方式相同，在此省略说明。<关于其它的点阵图形读取部1010和棱镜1080、IR-LED1011的位置>如图19所示，关于点阵图形读取部1010和棱镜1080、IR_LED1011的位置，表示为与前述内容不同的配置图。图19(a)表示将IR-LED1011的位置变换为下侧的类型图。图 19(b)表示使用激光指针1082，指示激光读取位置的类型图。图19(c)表示图19(b)中所示的鼠标的俯视图。图19(d)表示将激光指针1082配置在点阵图形读取部1010的上侧， 将IR-LED1011配置在下侧的类型图。如图19(a)所示，通过全反射从IR-LED1011照射出的红外线光，使其照射摄像范围，将IR-LED1011配置在点阵图形读取部1010的下侧成为可能。因此，自由设计 IR-LED1011的配置位置成为可能。如图19(b)所示，作为表示读取位置的装置，可以利用激光指针1082。在这种情况下，需要将点阵图形读取部1010和激光指针1082配置为不重叠。因此，如图19(c)所示， 在点阵图形读取部1010的左右空间，配置点阵图形读取部1010和激光指针1082，可以使配
置位置不重叠。如图19(d)所示，可以使其配置为，激光指针1082在点阵图形读取部1010的上侧，IR-LED1011在点阵图形读取部1010的下侧。在这种情况下，通过全反射从IR-LED1011 发射的红外线光 ，将其配置在棱镜1080的下侧成为可能。尽管图中未示，当然也可以利用棱镜的内面，使其全反射从激光指针1082照射的激光，指出读取位置。这样，利用棱镜1080的内面的反射，使鼠标1001内的多样化配置设计成为可能。〈关于功能方块图〉关于功能方块图，由于与图13所示的功能方块图相同，在此省略说明。<关于控制部的解析算法>图20表示了图像数据解析及代码信息解析的算法的流程图。点阵图形读取部1010，在鼠标1001为格栅模式的情况下，摄取介质表面作为图像数据。该图像数据被发送至控制部1060。控制部1060读取由点阵图形读取部1010发送来的图像数据(S1010)，将其解析 (S1020)，判断图像信息中是否含有一定的点阵图形(S1030)。含有的情况下，算出代码信息 (S1040)。不含有的情况下返回S1010。然后，判断代码信息中是否含有运行代码(S1050)。如果含有，将其发送至信息发送部(S1050b)，进入S1060。如果不含有，直接进入S1060。然后，判断代码信息中是否含有XY坐标(S1060)。含有的情况下，进入S1070，将摄影中心的坐标发送至信息发送部。不含有的情况下，返回S1010。<关于控制部的信息发送算法>图21表示了控制部1060的信息发送算法的流程图。如图21所示，控制部判定目前的模式，选择相应的模式信息发送至信息发送部 1065。具体来说，在鼠标模式的情况下，由控制部1060发送来的信息内，将含有与一般的鼠标所具有功能相关联的信息，即，关于左右键操作信息、关于滚轮操作信息、相对位置信息发送至信息发送部。格栅模式的情况下，将关于左右键操作的信息、关于滚轮操作的信息、相对位置信息加上运行代码、摄影中心的坐标(X，Y)之中，与一定的设定相对应将求得的信号发送至信息发送部。在此，一定的设定是事先决定从鼠标发送怎样的信息的设定，例如，可以是根据用户一定的操作任意的设定。或者，也可以是信息处理装置7上安装的应用程序确定的设定。<关于信息发送部>关于功能方块图，由于与第一实施方式相同，在此省略说明。<关于棱镜的位置>棱镜1080如图17所示，不需要一定设在鼠标的前方。例如，惯用右手的用户使用时可以配置在稍左侧的位置。或者，惯用左手的用户使用时也可以配置在稍右侧的位置。也可设计 为左右两方切换。
权利要求
1.一种读取在介质面上形成的，根据一定的算法将XY坐标值或XY坐标值及代码值图形化，光学上可读取的点阵图形的鼠标，其特征在于，具有底部设有用于读取上述点阵图形的读取孔的壳体、 指出该壳体的外侧的上述介质面的一定位置的位置指定装置、 读取在上述读取孔的正下方的上述介质面上的点阵图形的点阵图形读取部、 为了读取点阵图形对上述介质面照射光的点阵图形照射装置、 算出通过该点阵图形读取部读取的XY坐标值和该点阵图形的朝向，根据预定距离与方向进行补正，计算上述位置指定装置所指的上述一定位置的控制部。
2.根据权利要求1所述的鼠标，其特征在于，上述位置指定装置通过从上述壳体延出的突起物的形状或从该壳体延出的透明部件上所设的标记，指出上述介质面的一定位置。
3.根据权利要求1所述的鼠标，其特征在于，上述位置指定装置利用从上述壳体上所设的一定位置照射装置发出的照射光，指出上述介质面的一定位置。
4.根据权利要求3所述的鼠标，其特征在于，从上述一定位置照射装置发出的照射光是激光。
5.一种读取在介质面上形成的，根据一定的算法将XY坐标值或XY坐标值及代码值图形化，光 学上可读取的点阵图形的鼠标，其特征在于，具有设有具有读取上述点阵图形用的点阵图形输入部的棱镜的壳体、 通过上述棱镜读取上述点阵图形输入部附近的上述介质面上的点阵图形的点阵图形读取部、为了读取点阵图形通过上述棱镜对上述介质面发射光的点阵图形照射装置、 至少通过被该点阵图形读取部读取的XY坐标值求出该介质面的一定位置的控制部； 上述棱镜作为上述位置指定装置，在上述壳体的外方延出，该位置指定装置设有从上述壳体延出的棱镜的形状或从该壳体延出的棱镜上的标记， 指出上述介质面的一定位置。
6.一种读取在介质面上形成的，根据一定的算法将XY坐标值或XY坐标值及代码值图形化，光学上可读取的点阵图形的鼠标，其特征在于，具有设有具有读取上述点阵图形用的点阵图形输入部的棱镜的壳体、 通过上述棱镜读取上述点阵图形输入部附近的上述介质面上的点阵图形的点阵图形读取部、为了读取点阵图形通过上述棱镜对上述介质面发射光的点阵图形照射装置、 至少通过被该点阵图形读取部读取的XY坐标值求出该介质面的一定位置的控制部； 上述位置指定装置通过在上述壳体上设置的一定位置照射装置通过棱镜发射的照射光，指出上述介质面的一定位置。
7.根据权利要求6所述的鼠标，其特征在于，从上述一定位置照射装置通过棱镜发射的照射光是激光。
8.根据权利要求1 5中任意一项所述的鼠标，其特征在于，上述点阵图形读取部，进一步具有作为光学式鼠标的光学读取部的功能，上述控制部进一步解析上述点阵图形读取部在单位时间读取的图像变化， 发送介质面上的偏离及方向的信息。
全文摘要
提供一种兼有可以输入相对位置信息的鼠标功能和可以输入绝对位置信息的功能，同时用户可以通过目视正确地指示代码的读取位置的鼠标。是一种读取在介质面上形成的，根据一定的算法将XY坐标值或XY坐标值及代码值图形化的点阵图形的信息输入装置，具有底部设有用于读取点阵图形的读取孔的壳体、指出该壳体的外侧的介质面的一定位置的位置指定装置、读取在读取孔的正下方的介质面上的点阵图形的点阵图形读取部、为了读取点阵图形对介质面照射光的点阵图形照射装置、算出通过点阵图形读取部读取的XY坐标值和点阵图形的朝向，根据预定距离与方向进行补正，计算位置指定装置所指的一定位置的控制部。
文档编号G06F3/033GK102216881SQ20098014512
公开日2011年10月12日 申请日期2009年11月16日 优先权日2008年11月14日
发明者吉田健治 申请人:吉田健治