CH667544A5

CH667544A5 - DEVICE FOR INTRODUCING GRAPHIC ANALOGUE DATA INTO A CALCULATOR.

Info

Publication number: CH667544A5
Application number: CH255986A
Authority: CH
Inventors: Eric Depraz
Original assignee: Depraz S A
Priority date: 1986-06-25
Filing date: 1986-06-25
Publication date: 1988-10-14
Also published as: GB2192045B; GB8628729D0; GB2192045A

Description

DESCRIPTION DESCRIPTION

Il existe des dispositifs permettant, à partir d'un graphique, There are devices allowing, from a graph,

d'une épure ou de toute autre représentation bidimensionnelle, de relever de façon analogique un certain nombre de données, points singuliers, etc., de ce graphique et de les coder sous une forme adéquate pour être utilisées par une calculatrice. of a sketch or any other two-dimensional representation, to take analogically a certain number of data, singular points, etc., from this graph and to code them in a form suitable for use by a calculator.

De tels dispositifs sont généralement surnommés «souris» dans le jargon des hommes du métier. Le principe de la souris est de coder et de transmettre à une calculatrice les déplacements que cette souris, reposant sur une table de travail et confortablement logée au creux de la paume de la main, effectue sous l'impulsion de son manipulateur. Des touches peuvent être actionnées par les doigts de l'opérateur pour commander certaines actions ou un mode d'interactions particulier. La partie électronique de cette souris est par exemple décrite dans un document intitulé «Mouse P-4 Interactive graphie input device», du 23 février 1982, publié par la titulaire. Such devices are generally nicknamed "mouse" in the jargon of those skilled in the art. The principle of the mouse is to code and transmit to a calculator the movements that this mouse, resting on a work table and comfortably housed in the palm of the hand, performs under the impulse of its manipulator. Keys can be operated by the operator's fingers to control certain actions or a particular mode of interaction. The electronic part of this mouse is for example described in a document entitled "Mouse P-4 Interactive graphie input device", of February 23, 1982, published by the licensee.

L'organe mesurant ou de détection de ces souris est une bille d'acier d'environ 20 mm de diamètre qui roule sur une surface plane lors des déplacements de la souris et transmet ses mouvements suivant deux axes orthogonaux à deux générateurs d'impulsions optoélectroniques comprenant une source de lumière, un capteur optique, un masque fixe et un disque muni de fentes entraîné en rotation par la bille. Les impulsions électriques générées par les générateurs optoélectroniques sont traitées par un circuit électronique incorporé à la souris permettant de délivrer des informations, compatibles avec l'entrée d'une calculatrice, correspondant aux déplacements, décomposés suivant deux axes orthogonaux, de la souris. The measuring or detecting organ of these mice is a steel ball of about 20 mm in diameter which rolls on a flat surface during the movements of the mouse and transmits its movements along two orthogonal axes to two optoelectronic pulse generators comprising a light source, an optical sensor, a fixed mask and a disk provided with slots driven in rotation by the ball. The electrical pulses generated by the optoelectronic generators are processed by an electronic circuit incorporated in the mouse making it possible to deliver information, compatible with the input of a calculator, corresponding to the displacements, broken down along two orthogonal axes, of the mouse.

Une telle souris est par exemple décrite dans les brevets CH 640.961 et CH 655.809, ainsi que dans le brevet US Bl-3.835.464. Such a mouse is for example described in patents CH 640,961 and CH 655,809, as well as in US patent Bl-3,835,464.

Ces souris présentent plusieurs inconvénients importants dont les 5 principaux sont les suivants : These mice have several significant drawbacks, the main 5 of which are as follows:

1. La bille en acier est lourde; il faut donc, pour son entraînement, vaincre son inertie, ce qui exige une adhérence importante avec le support sur lequel elle roule. De plus, le poids de cette bille est tel que, si la souris subit par inadvertance des io chocs, de graves lésions, voire la destruction des parties fragiles de la souris telles que les codeurs d'impulsion et/ou le circuit électronique sont à craindre. 1. The steel ball is heavy; it is therefore necessary, for its training, to overcome its inertia, which requires significant adhesion with the support on which it rolls. In addition, the weight of this ball is such that, if the mouse is inadvertently subjected to shock, serious damage or even destruction of the fragile parts of the mouse such as the pulse encoders and / or the electronic circuit are to fear.

Les souris existantes doivent d'ailleurs, pour leur transport et/ ou leur envoi, être démontées, pour séparer les billes du reste 15 des souris afin d'éviter toute détérioration de celles-ci. The existing mice must moreover, for their transport and / or their shipment, be disassembled, to separate the beads from the rest of the mice in order to avoid any deterioration of these.

2. Les codeurs d'information et leur entraînement par la bille sont des pièces mécaniques nécessitant un usinage précis et un montage délicat qui renchérissent le coût des souris. 2. Information coders and their ball drive are mechanical parts requiring precise machining and delicate assembly which increase the cost of mice.

3. La réalisation des appuis de la bille soit latéraux, soit verti-20 eaux ne donne pas entière satisfaction, un certain jeu ne pouvant être évité avec les organes d'entraînement en rotation des codeurs d'information. 3. The realization of the ball bearings either lateral or verti-20 waters is not entirely satisfactory, a certain play cannot be avoided with the drive members in rotation of the information encoders.

Le but de la présente invention est de permettre la réalisation d'une souris obviant aux inconvénients précités, notamment en aug-25 mentant la précision de fonctionnement et en rendant la souris insensible aux chocs extérieurs. The object of the present invention is to enable the production of a mouse which overcomes the aforementioned drawbacks, in particular by increasing the operating precision and by making the mouse insensitive to external shocks.

La souris selon la présente invention se distingue par les caractéristiques énumérées à la revendication 1. The mouse according to the present invention is distinguished by the characteristics listed in claim 1.

Le dessin annexé illustre schématiquement et à titre d'exemple 30 une forme d'exécution de la souris selon l'invention. The accompanying drawing illustrates schematically and by way of example an embodiment of the mouse according to the invention.

La figure 1 en est une vue d'ensemble en perspective. Figure 1 is an overall perspective view.

La figure 2 en est une vue partielle de dessus, le couvercle et le circuit imprimé étant retirés. Figure 2 is a partial top view, the cover and the printed circuit being removed.

La figure 3 est une coupe suivant la ligne III-III de la figure 2. 35 La figure 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 2. Figure 3 is a section along the line III-III in Figure 2. Figure 4 is a section along the line IV-IV in Figure 2.

La figure 5 est une vue partielle de dessous de la souris. Figure 5 is a partial bottom view of the mouse.

Dans la forme d'exécution illustrée, la souris comporte un boîtier formé d'une base 1 et d'un couvercle 2 fixés l'un sur l'autre par exemple à l'aide de vis traversant la base et coopérant avec des pieds 40 faisant partie du couvercle. La face supérieure du couvercle comporte trois ouvertures donnant passage à des touches de commande 3 d'interrupteurs fixées sur un circuit imprimé comprenant tous les organes électriques et électroniques de la souris. Ces éléments de même que le circuit imprimé lui-même, ainsi que les 45 sources lumineuses et les capteurs optiques, également fixés sur le circuit imprimé, sont de type bien connu et par exemple utilisés dans la souris décrite dans le brevet CH 655.809 et ne seront pas décrits ici. In the illustrated embodiment, the mouse comprises a housing formed by a base 1 and a cover 2 fixed to each other for example by means of screws passing through the base and cooperating with feet 40 forming part of the cover. The upper face of the cover has three openings giving passage to control keys 3 for switches fixed to a printed circuit comprising all the electrical and electronic parts of the mouse. These elements as well as the printed circuit itself, as well as the 45 light sources and the optical sensors, also fixed on the printed circuit, are of well known type and for example used in the mouse described in patent CH 655.809 and do not will not be described here.

La base 1 de ce boîtier ainsi que la partie mécanique de la souris sont illustrées en détail aux figures 2 à 4, et c'est dans cette combi-50 naison et cet agencement particuliers et originaux que se situent les caractéristiques nouvelles de cette souris qui permettent d'obvier aux inconvénients des souris existantes et d'atteindre les buts que s'est fixés la titulaire. The base 1 of this box as well as the mechanical part of the mouse are illustrated in detail in Figures 2 to 4, and it is in this particular and original combination and arrangement that the new characteristics of this mouse are located. allow to overcome the disadvantages of existing mice and achieve the goals that set the holder.

Cette base 1, en matière synthétique moulée, est venue d'une 55 pièce de fabrication et comporte une ouverture 4 dans son fond 5, destinée à permettre l'introduction et le retrait d'une bille 6 qui sera décrite en détail plus loin. Cette bille 6 est maintenue en position de service illustrée au dessin par un cache 7 obturant partiellement l'ouverture 4 ne laissant plus qu'un orifice circulaire permettant à une 60 portion de la bille 6 en forme de calotte sphérique d'émerger hors du plan inférieur du fond 5 de la base 1. Le cache 7 s'emboîte dans l'ouverture 4 et comporte un bec d'accrochage 8 coopérant avec une creusure 9 du fond 5. Ce cache 7 est fixé en place à l'aide d'une vis 10 vissée dans une colonne 11 venue de moulage avec la base 1. 65 La dimension de l'orifice circulaire du cache 7 est telle que la bille 6 émerge hors du plan inférieur de la base 1 d'une valeur pratiquement égale, mais en aucun cas inférieure, à la hauteur de pieds 12 que comporte la surface extérieure de cette base. This base 1, made of molded synthetic material, came from a 55 piece of manufacture and has an opening 4 in its bottom 5, intended to allow the introduction and removal of a ball 6 which will be described in detail below. This ball 6 is held in the service position illustrated in the drawing by a cover 7 partially closing the opening 4, leaving only a circular orifice allowing a portion of the ball 6 in the form of a spherical cap to emerge out of the plane. bottom of the bottom 5 of the base 1. The cover 7 fits into the opening 4 and has a hooking spout 8 cooperating with a recess 9 in the bottom 5. This cover 7 is fixed in place using a screw 10 screwed into a column 11 molded with the base 1. 65 The dimension of the circular orifice of the cover 7 is such that the ball 6 emerges out of the lower plane of the base 1 of a practically equal value, but in no case lower, than the height of feet 12 that the outer surface of this base comprises.

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La base 1 comporte encore un pilier 13, vena d'une pièce de moulage, d'axe parallèle à la colonne 11 situé dans un plan contenant l'axe de symétrie de la bille 6 et de la colonne 11 et à une distance de cette colonne 11 supérieure au diamètre de la bille 6. The base 1 also comprises a pillar 13, vena of a molding, with an axis parallel to the column 11 located in a plane containing the axis of symmetry of the ball 6 and of the column 11 and at a distance from this column 11 greater than the diameter of the ball 6.

Les extrémités supérieures de la colonne 11 et du pilier 13 sont dans un plan parallèle au fond de la base et servent de supports sur lesquels un circuit imprimé, comprenant toute la partie optoélectri-que de la souris, est fixé à l'aide de vis. The upper ends of the column 11 and of the pillar 13 are in a plane parallel to the bottom of the base and serve as supports on which a printed circuit, comprising the entire optoelectric part of the mouse, is fixed using screws .

Le pilier 13 sert de support à une bascule 14 présentant un axe 15 pivotant dans des logements 16 de ce pilier 13. La partie inférieure de cette bascule 14 se déplace dans un évidement 17 du pilier 13 et est reliée par un ressort 18 à un téton 19 venu de fabrication avec le fond 5 de la base 1. The pillar 13 serves as a support for a rocker 14 having an axis 15 pivoting in housings 16 of this pillar 13. The lower part of this rocker 14 moves in a recess 17 of the pillar 13 and is connected by a spring 18 to a stud 19 come from manufacturing with the bottom 5 of the base 1.

La partie supérieure de la bascule 14 se déplace devant la partie supérieure du pilier 13, de moindre épaisseur que sa partie inférieure, et comporte un galet d'appui 20 pivoté sur un axe 21 parallèle au plan du fond 5 de la base 1. Le ressort 18 tend à maintenir le galet d'appui en Téflon 20 en contact avec la surface de la bille 6 et applique à celle-ci une force dirigée en direction de la colonne 11 et du fond 5 de la base 1, soit suivant une ligne oblique comprise dans un plan contenant les axes de symétrie du pilier 10, de la colonne 13 et le centre de la bille 6. The upper part of the rocker 14 moves in front of the upper part of the pillar 13, which is thinner than its lower part, and comprises a support roller 20 pivoted on an axis 21 parallel to the plane of the bottom 5 of the base 1. The spring 18 tends to keep the Teflon support roller 20 in contact with the surface of the ball 6 and applies to it a force directed towards the column 11 and the bottom 5 of the base 1, either along a line oblique included in a plane containing the axes of symmetry of the pillar 10, of the column 13 and the center of the ball 6.

La face arrière de cette bascule 14, dirigée vers le pilier 13, comporte dans sa partie supérieure deux tiges 22 constituant des butées entrant en contact avec la face latérale avant du pilier 13 pour limiter l'ébat angulaire de ladite bascule 14 et, par là même, le déplacement, perpendiculairement au fond 5, de la bille 6. The rear face of this rocker 14, directed towards the pillar 13, comprises in its upper part two rods 22 constituting stops coming into contact with the front lateral face of the pillar 13 to limit the angular clearance of said rocker 14 and, thereby even, the displacement, perpendicular to the bottom 5, of the ball 6.

Contrairement à toutes les souris existantes qui présentent une bille en acier, pour obtenir une force de friction suffisante avec la surface sur laquelle elle roule de par son propre poids, la bille 6 de la présente souris est en matière synthétique, généralement en polyuréthanne, et son poids est donc très faible. La force de friction nécessaire au bon fonctionnement de la souris est obtenue par le galet d'appui oblique 20 soumis à l'action du ressort 18. Du fait du faible poids de la bille 6, quelques grammes seulement, la souris peut subir des chocs relativement violents sans encourir de détériorations. Grâce à cette réalisation, les souris peuvent être expédiées par l'usine et les grossistes directement aux clients et aux utilisateurs complètement montées, ce qui simplifie grandement l'expédition est exclut toute fausse manœuvre de l'utilisateur pour la mise en place de la bille. Unlike all existing mice which have a steel ball, to obtain a sufficient friction force with the surface on which it rolls by its own weight, the ball 6 of this mouse is made of synthetic material, generally made of polyurethane, and its weight is therefore very low. The friction force necessary for the proper functioning of the mouse is obtained by the oblique support roller 20 subjected to the action of the spring 18. Due to the low weight of the ball 6, only a few grams, the mouse can be subjected to shocks relatively violent without incurring deterioration. Thanks to this achievement, the mice can be shipped from the factory and wholesalers directly to customers and users completely assembled, which greatly simplifies shipping is excluded any false maneuver by the user for the placement of the ball .

Le fond 5 de la base 1 comporte encore deux supports 23, 24, venus d'une pièce de fabrication avec la base, et présentant chacun un évidement 25, 26 respectivement. Les plans de symétrie de ces évidements 25, 26 sont perpendiculaires au fond 5 de la base, sont perpendiculaires entre eux et se coupent suivant une droite contenue dans un plan passant par les axes de symétrie du pilier 13 et de la colonne 11 et contenant le centre de la bille 6. Les angles formés par chacun des plans de symétrie des évidements 25,26 avec le plan passant par les axes de symétrie de la colonne 11 et du pilier 13 sont égaux. The bottom 5 of the base 1 also comprises two supports 23, 24, coming from a workpiece with the base, and each having a recess 25, 26 respectively. The planes of symmetry of these recesses 25, 26 are perpendicular to the bottom 5 of the base, are perpendicular to each other and intersect along a straight line contained in a plane passing through the axes of symmetry of the pillar 13 and of the column 11 and containing the center of the ball 6. The angles formed by each of the planes of symmetry of the recesses 25, 26 with the plane passing through the axes of symmetry of the column 11 and of the pillar 13 are equal.

Ces évidements 25, 26 comportent une partie centrale présentant des parois planes et des parties terminales comportant des parois en forme d'arc de cercle sur une portion légèrement supérieure à une demi-circonférence de manière à constituer des formations de retenue. These recesses 25, 26 comprise a central part having planar walls and end parts comprising walls in the form of an arc of a circle on a portion slightly greater than a half-circumference so as to constitute retaining formations.

Ces évidements reçoivent chacun la partie mécanique du système de mesure du déplacement de la souris suivant des coordonnées X, respectivement Y. Chaque système de mesure mécanique comporte, d'une part, une partie fixe formée d'un canon 27 injecté avec un masque 28 en une seule pièce. Ce masque 28 comporte deux fentes et le canon 27 présente dans sa partie médiane deux plats 29. En position de service, le canon 27 est inséré dans un des évidements 25,26, sa position angulaire est définie par ses plats 29 entrant en contact avec les parois planes de l'évidement, sa position axiale étant déterminée par l'entrée en contact du masque 28 avec une paroi 30, 31 du support correspondant. Les canons 27 sont encliquetés en position de service et maintenus par leurs extrémités cylindriques dont la périphérie circulaire coopère avec les formations de retenue de l'évidement 25, 26 correspondant. These recesses each receive the mechanical part of the system for measuring the displacement of the mouse according to coordinates X and Y respectively. Each mechanical measurement system comprises, on the one hand, a fixed part formed by a barrel 27 injected with a mask 28 in one piece. This mask 28 has two slots and the barrel 27 has in its middle part two flats 29. In the service position, the barrel 27 is inserted into one of the recesses 25, 26, its angular position is defined by its flats 29 coming into contact with the flat walls of the recess, its axial position being determined by the coming into contact of the mask 28 with a wall 30, 31 of the corresponding support. The barrels 27 are snapped into the service position and held by their cylindrical ends whose circular periphery cooperates with the retaining formations of the corresponding recess 25, 26.

La partie mobile de ces systèmes de mesure mécanique comporte un disque 32 ajouré de fentes injecté sur un axe 34 pivoté sans jeu dans le canon 27 de la partie fixe et dont l'autre extrémité porte un galet de mesure 33 en matière synthétique. La position du galet de mesure est telle qu'il se situe dans un plan tangent à la périphérie de la bille 6. The movable part of these mechanical measurement systems comprises a perforated disc 32 of slots injected on an axis 34 pivoted without play in the barrel 27 of the fixed part and the other end of which carries a measurement roller 33 made of synthetic material. The position of the measuring roller is such that it is located in a plane tangent to the periphery of the ball 6.

Ces ensembles mécaniques de mesure sont très robustes, très légers et d'un faible prix de revient. Leur montage est aisé et peut se faire sans réglage par un personnel non qualifié. La partie optique du système de mesure comporte des sources lumineuses situées d'un côté de chaque masque 27 en regard de ses fentes et des détecteurs de rayons lumineux situés en regard du disque 32. Ces sources lumineuses et ces détecteurs sont fixés sur le circuit imprimé de la souris. De plus, ces ensembles de mesure mécaniques sont très légers, quelques grammes, et ne subissent-donc aucun dommage sous l'action de chocs que peut subir la souris. These mechanical measuring units are very robust, very light and of low cost price. Their assembly is easy and can be done without adjustment by unqualified personnel. The optical part of the measurement system includes light sources located on one side of each mask 27 facing its slots and light ray detectors located opposite the disc 32. These light sources and these detectors are fixed to the printed circuit. of the mouse. In addition, these mechanical measuring systems are very light, a few grams, and therefore do not suffer any damage under the action of shocks that the mouse can undergo.

Les galets de mesure 33 qui peuvent être en Téflon entrent en contact avec la périphérie de la bille 6 suivant deux plans perpendiculaires tangents à la surface de la bille et transmettent aux disques 32 des déplacements angulaires, fonction des déplacements suivant les coordonnées X, respectivement Y, de la souris. The measurement rollers 33 which may be made of Teflon come into contact with the periphery of the ball 6 in two perpendicular planes tangent to the surface of the ball and transmit angular displacements to the discs 32, function of the displacements according to the coordinates X, respectively Y , mouse.

-Il faut encore noter que les butées 22 limitent le déplacement de la bille à l'intérieur du boîtier 1, 2 pour éviter toute détérioration par exemple des galets 33. -It should also be noted that the stops 22 limit the movement of the ball inside the housing 1, 2 to avoid any deterioration, for example of the rollers 33.

Ainsi, grâce au concours de trois éléments essentiels: Thus, thanks to the assistance of three essential elements:

a) une bille légère en matière plastique, généralement du polyuréthanne, a) a light plastic ball, generally of polyurethane,

b) des systèmes de mesure mécaniques injectés, donc légers et précis, encliquetables en position de service sans réglage, et c) un dispositif d'appui diagonal de la bille tendant à l'appliquer contre les deux galets de mesure et en direction de la base de la souris, ce dispositif comportant de plus une butée limitant le déplacement de la bille vers l'intérieur du boîtier, b) injected mechanical measurement systems, therefore light and precise, snap-in in the service position without adjustment, and c) a diagonal ball support device tending to apply it against the two measurement rollers and in the direction of the base of the mouse, this device further comprising a stop limiting the movement of the ball towards the interior of the housing,

on a réalisé une souris d'un prix de revient réduit, d'une grande précision et surtout totalement insensible aux chocs. a mouse was produced with a reduced cost price, great precision and above all completely insensitive to shocks.

On peut encore noter que, lors de la prise en main de souris existantes possédant une bille en acier ou en acier recouvert de caoutchouc hors de la position de travail, elles font entendre un bruit désagréable provoqué par la chute de la bille lourde de sa position contre les butées hautes jusque sur le fond de la souris formant butée basse. Cet inconvénient est également éliminé par la présente invention. It can also be noted that, when gripping existing mice having a steel ball or rubber-coated steel out of the working position, they cause an unpleasant noise caused by the falling of the heavy ball from its position against the upper stops up to the bottom of the mouse forming the lower stop. This drawback is also eliminated by the present invention.

Enfin, dans le dispositif objet de cette invention, la force d'appui agissant sur la bille légère en matière plastique est supérieure à la force de gravité agissant sur cette bille, soit supérieure à son poids. De ce fait, le dispositif peut être utilisé sur des surfaces non horizontales, présentant n'importe quelle inclinaison. On peut même utiliser cette souris à l'envers, coopérant avec une surface tournée vers le bas ou encore en apesanteur. Finally, in the device which is the subject of this invention, the bearing force acting on the light plastic ball is greater than the gravity force acting on this ball, ie greater than its weight. Therefore, the device can be used on non-horizontal surfaces, having any inclination. We can even use this mouse upside down, cooperating with a surface facing downwards or even in weightlessness.

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R R

2 feuilles dessins 2 sheets of drawings

Claims

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1. Analog device for the introduction of graphic data into a calculator comprising a housing containing a free ball from which a cap emerges from the bottom of the housing through an opening thereof, and further comprising two measuring rollers, cooperating with the surface of the ball along orthogonal axes and each driving a disc of an optoelectronic generator, as well as a support device, also cooperating with the ball, subjected to an elastic action, characterized in that the ball is light, produced in a synthetic material; by the fact that the measuring rollers are each injected on an axis carrying at its other end the disc of the optoelectronic generator; by the fact that these axes are pivoted in cannons injected in one piece with a plane mask having two slots facing the slots of the corresponding disc; by the fact that these barrels are fixed by clipping on the base of the housing, and by the fact that the support device comprises a support roller cooperating with the ball and is located in a plane bisector of the planes tangent to the ball in which are the measuring rollers, this support roller being carried by a rocker articulated on the base of the housing and subjected to an elastic action, the point of contact of the support roller with the ball being located above the plane diametral of the ball parallel to the base of the housing so that this support device tends to apply the ball against the measuring rollers and in the direction of the base of the housing.

2. Device according to claim 1, characterized in that the rocker carrying the support roller has a stop limiting its angular clearance and, therefore, the movement of the ball towards the inside of the housing.

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3. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the ball is made of polyurethane and that the measuring and support rollers are made of polytetrafluoroethylene.

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the barrels in which the axes carrying the disks and the measuring rollers are pivoted comprise at least one lateral plate cooperating with a flat surface of a support of the base in which the barrel is clipped to define its angular position, as well as that of the mask.