JP2005524897A - 人間工学的形状のコンピュータポインティング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
【解決手段】コンピュータポインティング装置１０１は、マウスとして電子的に機能する。コンピュータポインティング装置１０１は、望ましい形態としては、立った状態の鷹の頭部のように見える。コンピュータポインティング装置１０１は、自然の直立の位置にした掌全体によって人間工学的に保持されまま、センサを動かし、スクロールホイール１０２を回し、ボタン１０３、１０４、１０５をクリックするような操作を可能にする。

Description

関連出願

本出願は、人間工学的形状のコンピュータポインティング装置（ＥＲＧＯＮＯＭＩＣＡＬＬＹ ＳＨＡＰＥＤ ＣＯＭＰＵＴＥＲ ＰＯＩＮＴＩＮＧ ＤＥＶＩＣＥ）という名称にて２００２年５月２日付けで出願された米国仮特許出願第６０／３７６，８７７号の主体となるものである。

本発明は、全体として、コンピュータポインティング装置、特に、人間工学的形状のコンピュータマウスに関する。

マウスは、ユーザが表面上にてポインティング装置を動かすことによりカーソルをコンピュータスクリーン上にて動かし、ボタンの１つを瞬間的にクリックして特定のプログラム化した命令を実行し、特定のドラッギング操作のためボタンの１つをクリックし且つ保持し、特定のウィンドウを便宜にスクロールするため選択的なスクロールホイールを回すことを可能にする一般的なコンピュータポインティング装置である。

人間工学的であり且つ、反復運動（過多）損傷（Ｒｅｐｅｔｉｔｉｖｅ Ｓｔｒａｉｎ Ｉｎｊｕｒｙ）、すなわちＲＳＩを緩和するマウスを提供しようとする多くの試みが為されてきた。

ゴードン（Ｇｏｒｄｏｎ）による２００１年８月２日付けの米国特許出願第ＵＳ２００１／００１０５１５ Ａ１号には、親指側とは反対側の掌隆起部と小指とが作業面上に置かれるような、自然で撓んでいない状態の手に形成されるＵ字形の開口部内にマウスがあるときに、親指とそれに対向した指との間の挟み動作により把持されることを許容する、人間工学的マウスが提案されている。

３Ｍルネサンスマウス（Ｒｅｎａｉｓｓａｎｃｅ Ｍｏｕｓｅ）（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．３ｍ．ｃｏｍ／ｃｗｓ／ｒｅｎｍｏｕｓｅ．ｈｔｍｌ）は、傾斜したスティックの形状をしており、該スティックの頂部には２つのボタンが配置されている。

エドワーズ（Ｅｄｗａｒｄｓ）らにより人間工学的コンピュータマウス（Ｅｒｇｏｎｏｍｉｃ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｍｏｕｓｅ）として２００２年３月２６日付けで出願された米国特許第６，３６２，８１１号は、マウスの表面を水平面から約５０°傾斜させることを提案している。

ロー（Ｌｏ）らにより人間工学的コンピュータマウス（Ｅｒｇｏｎｏｍｉｃ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｍｏｕｓｅ）として１９９６年１１月１９日付けで出願された米国特許第５，５７６，７３３号も、傾斜したマウス表面を提案している。

ソイヤー（Ｓａｗｙｅｒ）により人間工学的コンピュータマウス（Ｅｒｇｏｎｏｍｉｃ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｍｏｕｓｅ）として２００１年７月１７日付けで出願された米国特許第６，２６２，７１５号は、ボタンのクリック動作を行うためのアーム伸長部を有する立ち上り基部を提案している。

バー（Ｂａｒｒ）によりコンピュータマウス及び殻体（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｍｏｕｓｅ ａｎｄ Ｓｈｅｌｌ）として１９９９年４月１３日付けで出願された米国特許第５，８９４，３０３号は、捻ったカップのようにして保持される形状体を提案している。

本発明は、指が自然に曲がった状態にて、全ての指、掌内面及び掌底面に対して完全な支持を与えることによって、従来技術の人間工学的マウス以上の優れた人間工学的特徴を提供するものである。本発明は、親指及び人指し指の組み合さった引っかけ動作によりマウスを持ち上げることも容易にする。

ボタン及びスクロールホイールは、全体表面からの突出部を有し、これらには、従来技術におけるように指先端表面ではなくて指の内側関節面が接触するような設計とされている。本発明は、指がボタンをクリックするか又はスクロールホイールを回すとき、指が掌に向けて内方に曲げ動作することを許容する。

更に、本発明は、親指又はその他の指の関節の内側が側方向へ擦り動作することによりスクロールホイールを回すことも許容する。
本発明は、小指及び掌隆起部が半ば作業面に楽に置かれるとともに、半ば装置の基部に押し付けられることを許容する。

全体として、本発明は、広範囲な手の大きさ及び掌の大きさに対して柔軟に適合することを可能にする。
ここに示す全ての有利な効果は、ユーザに対して十分に人間工学的であるコンピュータポインティング操作を可能とし、長時間、肉体的支障なく使用することを可能にする。

要約すれば、形状体の顕著な特徴は、１）前腕の方向とほぼ整合した長軸線を有するほぼ長円形の基部、２）保持したときに掌に嵌まる、基部の上方に立つ円錐体、３）前面に向けて傾く頂部先端、４）ユーザの指の関節に対し都合良く近接して位置づけられているボタン及びスクロールホイールを含む。

該形状体は、次のことを含む仕方にて人間工学的コンピュータポインティングの操作を向上させる、すなわち、１）手が自然の直立の位置を維持することを許容すること、２）掌の全体が装置を保持する間、５本の指の全てが自然に内方に曲がるのを許容すること、３）小指及び掌の基部が、半分は作業面上に休止し、半分は装置の基部に対して押し付けられることを許容すること、４）親指及びその他の指の最外側の関節によりボタンのクリック動作及びスクロールホイールを回す動作を行うこと、５）親指の指関節（ナックル）の内側を側方向へ擦る動作により親指でスクロールホイールを回すこと、６）ボタンをクリックすること、および、スクロールホイールを回すことが、指が掌に向けて内方に曲がる動作を促進すること、７）親指及び人指し指による自然な引っかけおよび保持作用によって容易に持ち上げられること、８）手又は掌のサイズが広範囲にわたっても、それぞれの５本の指全て及び掌面に対して融通のきく適合状態及び支持状態が得られること、を含む。

本発明の上記及びその他の目的、有利な効果及び特徴は、以下の説明及び添付図面を検討することにより、一層明らかになるであろう。

本発明を具体化する、人間工学的形状のコンピュータポインティング装置は、図１ないし図８に色々な角度にて、及び操作者の手を示し又は示さずに図示されている。コンピュータポインティング装置としての本発明の電気的機能は、現代のコンピュータマウスのものと同一である。すなわち、ユーザがカーソルをモニター又はディスプレイ（図示せず）上にて動かし、スクロールホイールを回し、コンピュータと相互作用するのに必要な動作として色々なボタンをクリックすることを許容する。したがって、これらの電気的な特徴について説明する必要はない。

ポインティング装置１０１は、右利き型として示され、ポインティング装置１１３は、左利き型として示されている。両手利き型式のもの、すなわち何れの手でも使用できるものを設計することも完全に具体化可能である。

ポインティング装置の左側部のネック部付近に配置されたスクロールホイール１０２は、接触及び擦り領域として内側関節１０８を使用して親指により操作する。親指は、スクロールホイールを動かすように側方向への動きをもって動く。ポインティング装置の左側部に沿って配置されたボタン１０３、１０４は、親指の内側関節１０８による押し付け動作にて操作する設計とされている。ボタン１０４は、簡略化した設計のものにおいてはオプション品とすることができる。異なる実施の形態においては、スクロールホイール１０２及びボタン１０３、１０４の位置は互いに交換することができる。

ボタン１０５、１０６は、便宜に右手で（又は、それぞれ、左手で）操作し得るように中心線から僅かに離れて、ポインティング装置の前方部に配置されている。
ボタン１０５、１０６は、簡略化した設計のものにおいてはオプション品とすることができる。

電気コード１１２は、コンピューティングシステムにポインティング装置を接続する。コンピューティングシステムは、パーソナルコンピュータ、ゲーミングコンソール、又はポインティング装置の入力を利用することのできる任意の他の電子装置を含む。ワイヤーレス方式の実施の形態においては、コード１１２は存在せず、その機能は、高周波、光学、音波又はその他の任意の可能なインターフェース媒体により置換される。

ポインティング装置の先端は、その機能および形態に即して前方に傾いた設計とされている。ポインティング装置の機能とは、把持する手によって把持しやすく且つ持ち上げやすいということである。例えば、ポインティング装置の有用性を犠牲にすることなく、先端の形状をキノコの頂部のように変化させることも実現可能である。

ポインティング装置の図８に示した底面図から見たときの基部１１６は、ほぼ長円形の形状をしており、その長軸線は前腕の方向と整列している。より正確に説明すれば、この形状体は前方部に小端を有する西洋梨状の形状体である。参照番号１１７が示すのは、Ｘ−Ｙ動作を感知し得るための可動ボール又は光センサを配置し得るところの、ポインティング装置の底部１１６のおおよその位置である。基部縁部１０７は、小指及び掌の基部が作業面と接触し且つその作業面に対し摺動するのを許容する一方にて、それと同時に小指及び掌の基部が基部縁部１０７に密着することを許容する。掌及び指を含む手は、図３に示すようにポインティング装置と楽に完全に接触する。接触領域１１０は、ポインティング装置と親指及び人指し指により形成されたＵ字形部分との間の接触領域である。参照番号１０８は、親指とポインティング装置との間の中央接触領域を示す。接触領域１０７は、小指及び掌の基部に対するものである。図面に図示しない全体の内側掌も、ポインティング装置の面と全体的に接触する。これは、手及び前腕に対して極めて自然な直立で且つ人間工学的な位置である。ポインティング装置の主要な円錐面は、基部１１６に対する絶対的な直立位置から約２０°ないし４５°だけ前方に傾いている。この輪郭外形は図１の正面図、図２の側面図及び図５の頂面図に明確に示されている。

図６及び図７には、参照番号１１４で示すようなボタン及びスクロールホイール１１５が鏡像の配置状態にある左利き型の実施の形態が示されている。両手利き型である実施の形態を設計することも完全に具体化可能である。例えば、スクロールホイールを交換可能にするか又は各側部に１つずつ、２つのスクロールホイールを有するようにすることもできる。

スクロールホイール及びボタンが作動されるとき、関節を内方に曲げるようにして指が鈎（かぎ）状になる動作をして係合することも重要である。
要するに、ポインティング装置の人間工学的特徴は、１）手が操作の全般に亙って自然の垂直位置を維持することを許容すること、２）掌の全体が装置を保持する一方で、５つの指の全てを自然に内方に曲げることを許容すること、３）小指及び掌の基部が半分、作業面上に休止し、半分、装置の基部に対し押し付けられることを許容すること、４）ユーザが指先端ではなくて、親指及びその他の指の第一関節を押し付けることによりボタン及びスクロールホイールを作動させることを許容すること、５）ボタン及びスクロールホイールを作動させることが、指を掌の方に向けて内方に鈎状になる動作することを促進すること、６）広範囲にわたる手又は掌のサイズに適合すること、を含む。

ポインティング装置の底部又は内部に取り付けられた標準型の転がるボール１１７又は光センサ又はジャイロスコープセンサ１１７Ａの何れかにより、コンピューティング装置内でのカーソルのＸ−Ｙ方向への動きが実現される。手は、ポインティング装置を自然で且つほぼ直立の位置に保持しつつ、Ｘ−Ｙ方向への動きを実現する。これは、最初の習熟化ステップの後に適応容易なスタイルの操作である。

ユーザがポインティング装置を表面に押しつけながら動かすことを必要とせずに自由空間内でＸ−Ｙ方向への動きを実現することを許容する、ワイヤーレスの入力装置としてポインティング装置を具体化することも可能である。上述したように、左方から右方向への回転をＸ方向への動きに変換し、また、前方から後方への回転をＹ方向への動きに変換するため、ジャイロスコープを使用することも可能である。

補助的に使用するため、追加のボタン及びスクローリングホイールをポインティング装置に取り付けることができる。
例えば、スクローリングホイールは、人指し指又は中指にてスクロールするため、ポインティング装置の前方にあるようにすることができる。

別の実施の形態は、１つ又は１対のポインティング装置のハンドルから成るＱＷＥＲＴキーボードであり、このハンドルにはキーが配置されており、手を自然の直立位置に保ちつつ、指がこれらのキーにてタイプ打ちできるようになっている。更なる実施の形態は、かかるキーボード及び本発明のポインティング装置の組み合わせ体である。

本発明は、本発明の好ましい実施の形態に関して説明したが、本発明のその他の実施の形態、適応及び変更実施形態は、当該技術分野の当業者に明らかであることが理解されよう。

人間工学的形状のコンピュータポインティング装置の正面図である。 人間工学的形状のコンピュータポインティング装置の左側面図である。 人間工学的形状のコンピュータポインティング装置を保持する手を示す図である。 人間工学的形状のコンピュータポインティング装置を保持する手を示す右側面図である。 人間工学的形状のコンピュータポインティング装置を保持する手の頂面図である。 左手で操作する人間工学的形状のコンピュータポインティング装置の鏡像型式のものを示す右側面図である。 左手で操作する人間工学的形状のコンピュータポインティング装置の鏡像型式のものを示す正面図である。 人間工学的形状のコンピュータポインティング装置の底面図である。

Claims (18)

1. 人間工学的コンピュータポインティング装置において、
   作業面上に着座し且つ該作業面上を平行移動可能とするための全体的に平坦な底面と、
   基部から上方に立ち上がる、全体として前方に傾いている円錐体と、
   該円錐体よりも更に前方に傾くようにして該円錐体の頂部から伸びる先端と、
   適正な突き出し程度にて前記円錐体の表面に配置された複数のボタンと、を備え、
   該ボタン及びスクロールホイールが、操作の際に親指及びその他の指の複数の関節又は関節付近の領域によりそれぞれ押され又は擦られるようになされている、人間工学的コンピュータポインティング装置。
2. 請求項１のコンピュータポインティング装置において、少なくとも１つのスクロールホイールを有する、コンピュータポインティング装置。
3. 請求項１のコンピュータポインティング装置において、前記基部が全体として長円形の外形を有しており、該長円形の長軸線がユーザの前腕の方向に対し全体として整列している、コンピュータポインティング装置。
4. 請求項１のコンピュータポインティング装置において、前記基部が全体として長円形の外形を有しており、前記円錐体が、該円錐体と掌及び指との間の接触表面に何ら実質的な相違を生じさせない程度の複数の凹部又は突出部を有している、コンピュータポインティング装置。
5. 請求項２のコンピュータポインティング装置において、右手又は左手の何れかにより該装置を操作し得るように複数のボタン及びスクロールホイールが配置されている、コンピュータポインティング装置。
6. 請求項２のコンピュータポインティング装置において、右手又は左手或いはその双方により該装置を操作し得るように、ユーザが複数のボタン及びスクロールホイールの配置の形態を変更可能であるようにした、コンピュータポインティング装置。
7. 請求項１のコンピュータポインティング装置において、該装置の全体的な中心に、カーソルのＸ−Ｙ方向への動きを実現する光センサが設けられている、コンピュータポインティング装置。
8. 請求項１のコンピュータポインティング装置において、ジャイロスコープセンサが該装置内に埋め込まれており、該装置を保持する手の複数の平行移動動作がカーソルのＸ−Ｙ方向への動きを実現することができるようにした、コンピュータポインティング装置。
9. 請求項１のコンピュータポインティング装置において、該装置の円錐面が、掌、親指及びその他の指と同時に接触することを許容する一方、小指の側部及び掌の基部が作業面と軽く接触し且つ該作業面の上を滑り、人指し指が、鈎状に曲がった位置にて該装置の前記頂部の前記先端と前記円錐体との間のくびれ領域に接触するようにした、コンピュータポインティング装置。
10. 複数の制御ボタンと、コンピュータマウスの動き並びに前記制御ボタン及びスクロールホイールからの信号を、コンピュータカーソルを制御し得るように電気信号に変換する手段と、を有するコンピュータマウスにおいて、作業面上に着座し且つ該作業面上を平行移動可能とするための全体的に平坦な底面を有するハウジングと、基部から上方に立ち上がる、全体として前方に傾いている円錐体と、該円錐体よりも更に前方に傾くようにして該円錐体の頂部から伸びる先端と、を備え、前記複数のボタン及び少なくとも１つの前記スクロールホイールが前記円錐体の表面に配置され、前記ボタン及びスクロールホイールが、操作の際に親指及びその他の指の複数の関節又は関節付近の領域により押されるようになされている、コンピュータマウス。
11. 請求項１０に記載のコンピュータマウスにおいて、少なくとも１つ以上のスクロールホイールを有する、コンピュータマウス。
12. 請求項９に記載のコンピュータマウスにおいて、前記基部が、ユーザの前腕の方向と全体として整列した長軸線を有する全体として長円形の外形を備える、コンピュータマウス。
13. 請求項９に記載のコンピュータマウスにおいて、前記基部が、全体として長円形の外形を備え、前記円錐体が、該円錐体とユーザの掌及び指との間の接触表面領域に何ら実質的な相違を生じさせない程度の複数の凹部又は突出部を有する、コンピュータマウス。
14. 請求項１１に記載のコンピュータマウスにおいて、前記複数のボタン及びスクロールホイールが、ユーザの右手又は左手の何れかにより操作可能であるように配置されている、コンピュータマウス。
15. 請求項１１に記載のコンピューポインティング装置において、右手又は左手或いはその双方により操作し得るように、ユーザが前記複数のボタン及び少なくとも一つのスクロールホイールの配置の形態を変更可能であるようにした、コンピュータポインティング装置。
16. 請求項９に記載のコンピュータマウスにおいて、全体的な中心に、コンピュータカーソルのＸ−Ｙ方向への動きを実現する光センサが設けられている、コンピュータマウス。
17. 請求項９に記載のコンピュータマウスにおいて、前記マウスを感知する前記手段が前記ハウジング内のジャイロスコ―プセンサであり、前記装置を保持する手の複数の平行移動動作が前記コンピュータカーソルのＸ−Ｙ方向への動きを実現することができるようにした、コンピュータマウス。
18. 請求項９に記載のコンピュータポインティング装置において、前記円錐面が、掌、親指及びその他の指に同時に接触することを許容する一方、小指の側部及び掌の基部もまた、前記作業面と軽く接触し且つ該作業面の上を滑り、人差し指が、鈎状に曲がった位置にて前記装置の頂部の先端と円錐体との間のくびれ領域に接触するようになされている、コンピュータポインティング装置。

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