CN101751169B - 数位板及输入装置 - Google Patents

Abstract

提供一种数位板及输入装置，无需用户改变身体的位置，能够容易地使框体旋转到容易使用的方向。上述数位板包括：框体(5)，具有输入部(4)；和多个脚部件(16)，至少在三个以上，多个脚部件被安装在该框体上，并且与放置面(G)接触而支撑框体。还包括旋转中心部件(6)，被配置于框体上由多个脚部件包围的区域内侧，并且在输入部上进行输入操作时与放置面抵接。该旋转中心部件相对于放置面的摩擦系数(μ1)设定为大于多个脚部件相对于放置面的摩擦系数(μ2)。并且，在输入部上进行输入时，使框体能够以旋转中心部件为旋转中心旋转。由此，旋转中心部件成为旋转轴，能够容易地使框体旋转到用户容易使用的方向。

Description

数位板及输入装置

技术领域

本发明涉及一种利用手指或位置指示器等输入单元进行信息、文字、图像等的输入操作的数位板(Digitizer)及具有该数位板的输入装置。

背景技术

现有的数位板例如有专利文献1中所记载的数位板。在专利文献1中记载有对作为外部设备的计算机进行坐标输入的坐标检测装置。

该专利文献1中记载的坐标检测装置具有电路基板、内置有该电路基板的框体、以及为了使该电路基板与外部装置电连接而从电路基板向框体外延伸的电缆。进而，在该框体的局部设置有插入检查销(Check pin)的引导孔。并且，在电路基板上能够在引导孔中插入有检查销时与该检查销电连接的位置，设置有用于取出在电路基板和外部装置之间交换的输入输出信号的检查用端子。

上述坐标检测装置被放置在例如桌子上，利用电缆与个人计算机、PDA(Personal Digital Assistant，个人数字助理)等外部装置连接。如同利用铅笔或圆珠笔在纸张上描绘文字和图像那样，用户在坐标检测装置的输入部即有效区域操作笔形状的输入单元即位置指示器。坐标检测装置检测出该操作中位置指示器所指示的坐标，向外部装置发送该指示的坐标，从而对外部装置进行指示操作及文字和图像等的输入操作。

专利文献1：日本专利特开平6-214700号公报

通常，在使用笔等记录工具在纸张上描绘图像等时，由于描绘图像及文字的线条方向以及纸张的方向不同，存在用户难以描绘的情况。在该情况下，需要使纸张旋转至纸张的方向改变为容易描绘的方向后描绘图像及文字。然而，专利文献1中记载的坐标检测装置不具有如实际利用记录工具在纸张上描绘时使纸张旋转一样地使框体旋转的结构。因此，在描绘图像及文字时，在框体的方向差而难以描绘的情况下，需要用户自身将身体的位置改变为容易对框体描绘的位置。因此，必须根据描绘线条的方向每次都改变身体的位置及方向。其结果，用户的作业效率降低，操作性非常差。

发明内容

本发明的目的在于，考虑上述问题点，提供一种操作性良好的数位板及输入装置，无需用户改变身体的位置，能够容易地使框体旋转到用户容易使用的方向。

本发明的一种数位板包括：框体，具有输入部；第一凸部，至少在三个以上，该第一凸部安装于该框体，该第一凸部与放置面接触而支撑框体；以及第二凸部，被配置于连接该第一凸部在框体上的安装位置而包围的区域内侧。并且，该第二凸部构成为：在对框体施加与放置面大致水平方向的力时，第一凸部滑动而使框体能够以该第二凸部为中心旋转。

此外，本发明的一种输入装置包括输入信息的数位板和用于向数位板输入信息的输入单元。该数位板包括：框体，具有输入部；第一凸部，至少在三个以上，该第一凸部安装于该框体，该第一凸部与放置面接触而支撑框体；以及第二凸部，被配置于连接该第一凸部在框体上的安装位置而包围的区域内侧。并且，在对框体施加与放置面大致水平方向的力时，第一凸部滑动而使框体能够以第二凸部为中心旋转。

根据本发明的数位板及输入装置，通过设置可旋转地支撑框体的第二凸部，能够容易地使框体旋转到用户容易使用的方向，能够提高数位板及输入装置的操作性。

附图说明

图1是表示本发明的输入装置的实施方式的透视图。

图2是表示本发明的数位板的结构的框图。

图3是从背面侧观察本发明的数位板的透视图。

图4是表示从本发明的数位板拆卸下壳体后的状态的透视图。

图5是表示本发明的数位板的实施方式的剖视图。

图6是本发明的数位板的实施方式中第二凸部和弹性体的放大剖视图。

图7是本发明的数位板的实施方式中第二凸部和弹性体的放大透视图。

图8是表示本发明的数位板的实施方式中第二凸部和弹性体的分解透视图。

图9表示本发明的数位板的实施方式的第二凸部，图9A是从正面侧观察的透视图，图9B是从背面侧观察的透视图，图9C是剖视图。

图10是表示在放置面上放置本发明的数位板的状态的侧视图。

图11是从侧面观察本发明的数位板的第一凸部和第二凸部的高度的说明图。

图12是表示本发明的数位板的实施方式中第二凸部的其他安装结构的剖视图。

图13是表示本发明的数位板的实施方式中第二凸部的其他安装结构的剖视图。

具体实施方式

下面，参照附图说明用于实施本发明的输入装置的实施方式，但是本发明并不限于下面的实施方式。

图1是表示输入装置的透视图，图2～图13是表示本发明的数位板的图。

作为本发明实施方式(以下称为“本例”)的输入装置1包括用于输入信息的数位板2、及向该数位板2输入信息的笔形的位置指示器3等。该笔形的位置指示器3是输入单元的一个具体例。该输入装置1经由电缆10将数位板2与个人计算机、PDA(Personal Digital Assistant，个人数字助理)等未图示的外部装置连接，从而用作上述外部装置的输入装置。

该位置指示器3例如是采用电磁感应方式的位置指示器。用户使用该位置指示器3在数位板2上指示位置。即，该位置指示器3具有以特定的频率共振的共振电路。该共振电路以经由数位板2发送来的特定频率的信号共振，从而产生感应电压。若该特定频率的信号停止，则在共振电路上产生的感应电压从构成该共振电路的位置检测线圈产生电磁波。并且，位置指示器3通过向数位板2一侧发送从该共振电路的线圈所产生的电磁波，在数位板2上指示位置指示器3的位置。

数位板2包括输入部4、具有该输入部4的中空较薄的大致长方体形状的框体5、可旋转地支撑该框体5的第二凸部6、及多个第一凸部16a～16d等。

如图5所示，该框体5包括：上壳体7，具有使输入部4的输入面露出的开口部11；与该上壳体7重合的下壳体8；以及框架9，将由该上壳体7和下壳体8形成的空间部上下分隔开。

图2是用于说明数位板的结构及其动作的结构框图。

输入部4为薄的平板形状，包括电磁感应方式的位置检测部105和配置于该位置检测部105背面的未图示的显示部等。

位置检测部105包括在X轴方向上排列配置的40根环形线圈X1～X40和在Y轴方向上排列配置的40根环形线圈Y1～Y40。上述环形线圈X1～X40和环形线圈Y1～Y40与选择电路106连接，该选择电路106从各环形线圈X1～X40和环形线圈Y1～Y40中选择任意的环形线圈。另外，在本实施方式中，环形线圈的数量为40根，但并不限于此。

选择电路106与收发切换电路107连接。该收发切换电路107的接收侧端子R与放大器108连接。放大器108与检波电路109连接，检波电路109经由低通滤波器(LPF)110与采样保持电路(S/H电路)112连接。进而，采样保持电路112与模拟/数字转换电路(A/D转换电路)113连接，该模拟/数字转换电路113与CPU(中央处理装置)114连接。并且，CPU 114分别向上述选择电路106、采样保持电路112、模拟/数字转换电路113及收发切换电路107供给控制信号。

此外，在数位板2中设有产生频率为f0的交流信号的振荡器116和将交流信号转换成电流的电流驱动器117。该电流驱动器117与收发切换电路107的发送侧端子T连接。即，当收发切换电路107的接点根据从CPU 114供给的控制信号而切换到发送侧时，从位置检测部105的环形线圈X1～X40和环形线圈Y1～Y40产生磁场。

在收发切换电路107连接到发送侧端子T时，若位置指示器3接近位置检测部105，则内置于位置指示器3中的共振电路共振，并产生感应电压。然后，当根据从CPU 114供给的控制信号使收发切换电路107的端子切换到接收侧端子R时，不从位置检测部105向位置指示器3供给磁场。此时，从内置于位置指示器3中的位置检测用线圈产生磁场。

另一方面，位置检测部105利用环形线圈X1～X40和环形线圈Y1～Y40检测出从该位置检测线圈产生的磁场。该位置检测部105将由选择电路106选择的环形线圈X1～X40、Y1～Y40中最强烈地检测出从位置指示器3所产生的磁场的环形线圈的位置作为位置指示器3所指示的X-Y坐标检测出来。

另外，在本例中，说明了适用电磁感应方式作为位置检测部105的坐标检测方式的例子，但并不限定于此。例如，也可以适用电容方式、压敏方式及光检测方式等其他坐标检测方式。

此外，如图1所示，上壳体7形成为一个面开口的薄容器形状。该上壳体7包括使输入部4的输入面露出的四边形的开口部11和配置于开口部11左右两侧的两个触控部12、13等。输入部4嵌入到该开口部11中。并且，在该两个触控部12、13上设置有各种操作按钮，用于进行例如描绘区域尺寸的设定、画面的翻页(Scroll)和画面的放大/缩小等。此外，如图4所示，在上壳体7的背侧设有多个固定部14，固定将下壳体8(参照图3、图5)和框架9安装到该上壳体7上的固定螺钉18。

图3是从背面侧观察本发明实施方式的数位板的图。

下壳体8例如形成为薄盖形状。并且，该下壳体8与上壳体7重合以封闭上壳体7的开口。并且，利用固定螺钉18在上壳体7上固定下壳体8。另外，为了使该固定牢固，上壳体7和下壳体8的固定方法除了采用固定螺钉18之外，也可以采用例如粘结剂或熔接等其他固定方法。在作为该下壳体8下表面的背面设有与桌子等放置面G接触而支撑框体5的四个第一凸部16a、16b、16c、16d。

四个第一凸部16a、16b、16c、16d例如为大致圆柱状的部件，并利用例如粘结剂等固定在下壳体8背面的四个角部。另外，四个第一凸部16a～16d在下壳体8上的固定方法不限于使用粘结剂，也可以采用例如螺纹固定、嵌入式等其他固定方法。该四个第一凸部16a～16d的高度被设定为大致相同，该四个第一凸部16a、16b、16c、16d各自在轴向的一端位于同一平面内。通过使四个第一凸部16a、16b、16c、16d各自在轴向的一端位于同一平面内，在将数位板2放置于桌子等上时，能够不晃动地使用。并且，优选该四个第一凸部16a～16d的材质的摩擦系数低，例如优选采用毛毡等。此外，在下壳体8的大致中央部、即由四个第一凸部16a～16d所包围的区域内侧，设有第二凸部6所插通的插通孔17(参照图6)。

另外，在本例中，以第一凸部16的数量为四个的情况为例进行了说明，然而第一凸部16的数量并不限定于四个。例如为了使第一凸部16平衡地支撑框体5，至少设置三个第一凸部即可，也可以设置五个以上第一凸部。进而，在本例中，第一凸部16形成为圆柱形状，然而其形状并不限定于圆柱形状，例如也可以使第一凸部16的形状形成为棱柱状、圆锥台形状、棱锥台形状。

上述上壳体7和下壳体8的材质通常采用工程塑料，但是除了工程塑料以外，也可以采用例如不锈钢等金属。

图4是表示从本例的数位板2上拆卸下壳体8后的状态的图。此外，图5是在长度方向上切断本例的数位板2的剖视图。

框架9为大致平板状的部件。该框架9以将由上壳体7和下壳体8形成的空间部上下分隔开的方式容纳在框体5内。进而，该框架9经由垫片19覆盖输入部4的整个背面。并且，该框架9例如通过螺纹固定而固定在上壳体7上。进而，在框架9的大致中央部形成有凹陷成大致长方形的凹部21。另外，框架9的材质一般为不锈钢等钢板，但是除了钢板以外，也可以采用例如工程塑料等塑料板。

此外，如图5所示，在输入部4和框架9之间配置有控制基板15，在该控制基板15上安装CPU 114等。如图4所示，电缆10连接到该控制基板15，输入部4经由该电缆10向未图示的外部装置传递输入信号。

图6是放大表示本例的第二凸部6和弹性体的局部剖视图，图7是放大表示本例的第二凸部6和弹性体的透视图。

在框架9固定在上壳体7上的状态下，凹部21向输入部4一侧凹陷。如图7所示，在凹部21上设有两个固定部22a、22b，利用两个固定螺钉23a、23b在该两个固定部22a、22b上固定板簧24。通过利用两个固定螺钉23a、23b将板簧24固定在向上壳体7一侧凹陷的凹部21上，能够防止框体5的厚度增大。

图8是表示本例的第二凸部6和弹性体(板簧24)的安装结构的分解透视图。

板簧24在长度方向的一侧具有两个紧固孔25a、25b，在长度方向的另一侧具有扣合孔26。两个固定螺钉23a、23b螺合到该两个紧固孔25a、25b中，从而板簧24固定在设置于凹部21上的两个固定部22a、22b。后述的第二凸部6的扣合槽28扣合到扣合孔26中，从而安装第二凸部6。另外，在本例中，说明了适用板簧作为弹性体的例子，然而并不限定于此。也可以采用例如线圈弹簧、橡胶等其他各种具有弹性的部件。此外，在本例中，不采用线圈弹簧等具有厚度的弹性体，而是采用厚度比线圈弹簧等薄的板簧24，因此能够使框体5的厚度变薄。

图9是表示本例中采用的第二凸部6的图。

图9A～图9C所示的第二凸部6为大致圆柱状的部件。并且，该第二凸部6在轴向一端部的外周具有扣合槽28。该扣合槽28为在该第二凹部6的圆周方向上连续凹陷的凹部。进而，第二凸部6在扣合槽28的轴向另一端部设有与桌子等放置面G接触的接触部29。该接触部29例如其前端形成为大致球面状，其中央部形成为突出的形状。这样，由于接触部29形成为大致球面形状，因此第二凸部6的接触部29与放置面G点接触。

另外，在本例中，说明了接触部29的形状形成为球面状的例子，然而并不限定于此。例如，也可以使接触部29的形状形成为圆形或方形，或者也可以形成为圆锥台状、棱锥台状而与放置面G面接触。

此外，如图9C所示，在第二凸部6的轴向一端，从该一端的端面朝轴向设有具有预定长度的轴向孔30。由于在第二凸部6中设置有该轴向孔30，因此第二凸部6在轴向的一端部的刚性降低，第二凸部6能够容易地弹性变形。其结果，由于第二凸部6在轴向孔30一侧的端部容易弹性变形，因此能够使第二凸部6的扣合槽28容易地扣合到板簧24的扣合孔26中。进而，由于在第二凸部6的轴向一端部的外周形成有扣合槽28，因此形成有外凸缘部31和内凸缘部32。内凸缘部32的直径大于外凸缘部31的直径。另外，在本例中，说明了第二凸部6的形状为圆柱状的例子，然而并不限定于此，例如第二凸部6的形状也可以形成为棱柱状。

进而，如图10所示，第二凸部6相对于放置面G的摩擦系数μ1设定为大于四个第一凸部16a～16d相对于放置面G的摩擦系数μ2(μ1>4×μ2)。由此，优选第二凸部6的材质比第一凸部16的材质难以滑动，例如采用硅橡胶等。另外，也可以代替该第二凸部6的材质采用硅橡胶等，在第二凸部6的接触部29的表面覆盖摩擦系数大的材质，或者进行表面粗糙化加工。

在此，若用户从框体5的侧面向图1的箭头方向对输入装置1施加小于第二凸部6的静摩擦力且大于四个第一凸部16a～16d的静摩擦力的力F，则当接触部29的静摩擦力大于用户施加的力F时，第二凸部6不动，但是静摩擦力较小的四个第一凸部16a～16d在放置面G上滑动。其结果，如图1和图10所示，框体5以第二凸部6为旋转轴使输入装置1维持大致水平状态地旋转。

这样，框体5能够以第二凸部6为旋转轴与输入部4的输入面维持大致水平状态地旋转，从而能够使框体5的方向随时变化成用户容易使用的方向。因此，由于能够使框体5旋转到用户容易使用的方向，因此能够改善操作性，提高作业效率。

此外，通过使该第二凸部6的扣合槽28与板簧24的扣合孔26扣合，将该第二凸部6安装到板簧24上。并且，如图6所示，当下壳体8重合到上壳体7上时，第二凸部6的接触部29从下壳体8的插通孔17突出到框体5的背面侧。此时，第二凸部6在下壳体8的背面位于由四个第一凸部16a～16d包围的区域内侧。并且，为了在放置面G上放置输入装置1时防止输入装置1晃动，优选第二凸部6从下壳体8突出的长度被设定为与四个第一凸部16a～16d在轴向的高度大致相同。

然而，在制造工序中难以将下壳体8的所有产品均制造得完全平整，每个产品上容易产生偏差。因此，在下壳体8上简单地设置第二凸部6时，不会与四个第一凸部16a～16d的高度大致相同。其结果，在第二凸部6突出时产生晃动，反之缩进时存在因接触部29不与放置面G接触而不发挥作用的可能性。

因此，在本实施方式中，经由具有弹性的板簧24在框架9上安装第二凸部6。其结果，如图11所示，即使在四个第一凸部16a～16d与第二凸部6的高度不同的情况下，在将框体5放置在桌子等放置面G上时，板簧24也因框体5的自重而弹性变形。其结果，能够使第二凸部6从下壳体8突出的长度与四个第一凸部16a～16d在轴向的高度相同。即，能够使第二凸部6的接触部29的前端与四个第一凸部16a～16d的一端配置在同一平面内。通过使第二凸部6的接触部29的前端与四个第一凸部16a～16d的一端配置在同一平面内，能够防止或抑制在放置面G上放置框体5时产生的晃动，能够使输入部4的输入面保持大致水平状态。

另外，在本实施方式中，说明了作为第二凸部6的固定单元使第二凸部6的扣合槽28扣合到板簧24的扣合孔26中的例子，然而本发明并不限定于该实施方式。图12表示本发明的数位板2的第二凸部的其他实施方式。本例的第二凸部61形成为圆筒形状，具有在内径使固定螺钉63螺合的固定孔62。此外，板簧24具有使固定螺钉63螺合的螺纹孔64，以此代替扣合孔26。并且，第二凸部61利用固定螺钉63固定在板簧24上。利用上述第二凸部61也能够得到与所述第二凸部6相同的效果。

此外，在本实施方式中，说明了经由作为弹性体的板簧24在框架9上安装第二凸部6的例子，然而并不限定于此。如图13所示，也可以使第二凸部6的扣合槽28扣合到下壳体8的插通孔17中，从而将第二凸部6直接安装到下壳体8。另外，在图13中，虽然不经由弹性体而在下壳体8上直接安装第二凸部6，但是也可以如本实施方式经由弹性体在下壳体8上安装第二凸部6。

具有上述结构的数位板2例如可以如下组装。首先，在上壳体7的开口部11中嵌入输入部4，通过螺纹固定等固定方法进行固定。接着，如图4所示，经由垫片19配置框架9，以覆盖安装在上壳体7上的输入部4的背面，并利用固定螺钉18将框架9固定在上壳体7上。

接着，如图8所示，利用固定螺钉23a、23b使板簧24螺纹固定于在框架9的凹陷部21上设置的固定部22a、22b，从而固定板簧24。接着，使第二凸部6的外凸缘部31一侧即接触部29的相反侧与固定在框架9上的板簧24的扣合孔26相对。并且，将第二凸部6的扣合槽28扣合到板簧24的扣合孔26中，从而将第二凸部6安装到板簧24。此时，由于在第二凸部6中设有轴向孔30，因此第二凸部6因该轴向孔30而弹性变形，从而能够容易使扣合槽28扣合到扣合孔26中。

接着，使安装在板簧24上的第二凸部6插通到插通孔17，从而使下壳体8与上壳体7重合，以封闭上壳体7的开口。此时，预先通过粘结剂等固定方法在下壳体8背面的四角安装四个第一凸部16a～16d。并且，利用固定螺钉18在上壳体7上固定下壳体8。由此，完成数位板2的组装。

如上所述，根据本发明的数位板，在框体上设置相对于放置面的摩擦系数大于第一凸部的第二凸部。并且，该第二凸部配置在由第一凸部包围的区域内侧。因此，当对框体施加小于第二凸部的摩擦系数且大于第一凸部的摩擦系数的力时，第二凸部不动，但是摩擦系数小的第一凸部在放置面上滑动。由此，框体以第二凸部为旋转中心旋转。其结果，在使用笔形的输入单元描绘图等时，在框体的方向差而难以描绘时，能够容易地使框体旋转到用户容易描绘的方向。因此，能够不改变用户的身体位置而容易地使框体旋转到用户容易描绘的方向，因此能够提供操作性好的数位板。

进而，经由弹性体在框体上安装第二凸部。因此，即使在第二凸部的高度与第一凸部的高度不相等的情况下，将框体放置在放置面上时弹性体也发生弹性变形。其结果，能够使第二凸部与第一凸部的高度相等。由此，能够使输入部的输入面保持水平，并且能够防止或抑制框体晃动。此外，由于第二凸部上与放置面接触的接触部的形状为球面状，因此接触部与放置面点接触。由此，能够使框体容易旋转。

另外，本发明并不限定于上述说明和附图所示的实施方式，能够在不脱离权利要求范围中所记载的发明要旨的范围内实施各种变形。例如，在上述实施方式中，作为输入单元的具体例说明了使用笔形的位置指示器的例子，但是在输入部的位置检测部的坐标检测方式为压敏方式的情况下，可以适用用户的手指作为输入单元。此外，说明了框体和输入部的形状为四边形的情况，但是框体和输入部的形状当然也可以是圆形、三角形、六边形、八边形等。

Claims (6)

1.一种数位板，其特征在于，

包括：框体，具有输入部；

三个以上的第一凸部，该第一凸部安装于所述框体，该第一凸部与放置面接触而支撑所述框体；以及

第二凸部，被配置于连接所述第一凸部在所述框体上的安装位置而包围的区域的内侧，

所述第二凸部经由弹性体安装在所述框体上，并从所述框体突出而与所述放置面接触，所述第二凸部构成为：在对所述框体施加与所述放置面大致水平方向的力时，所述第一凸部滑动，并且所述框体能够以所述第二凸部为中心旋转。

2.根据权利要求1所述的数位板，其特征在于，

所述框体包括：上壳体，具有使所述输入部露出的开口部；和下壳体，与该上壳体重合，

在所述下壳体的大致中央部配置所述第二凸部。

3.根据权利要求1所述的数位板，其特征在于，

所述框体在内部具有大致板状的框架，

在所述框架的大致中央部设置有所述第二凸部。

4.根据权利要求1所述的数位板，其特征在于，

所述弹性体为大致长方形的板簧，该板簧在长度方向的一端固定于所述框体，在所述板簧的另一端固定所述第二凸部。

5.根据权利要求3所述的数位板，其特征在于，

所述弹性体为大致长方形的板簧，该板簧在长度方向的一端固定于所述框架，在所述板簧的另一端固定所述第二凸部。

6.一种输入装置，包括输入信息的数位板和用于向所述数位板输入信息的输入单元，其特征在于，

所述数位板包括：

框体，具有输入部；

三个以上的第一凸部，该第一凸部安装于所述框体，该第一凸部与放置面接触而支撑该框体；以及

第二凸部，被配置于连接所述第一凸部在所述框体上的安装位置而包围的区域的内侧，

所述第二凸部经由弹性体安装在所述框体上，并从所述框体突出而与所述放置面接触，所述第二凸部构成为：在对所述框体施加与所述放置面大致水平方向的力时，所述第一凸部滑动，并且所述框体能够以所述第二凸部为中心旋转。

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