DE102011080766A1 - Betätigungsgefühl vermittelnde Rollkugelvorrichtung - Google Patents

Betätigungsgefühl vermittelnde Rollkugelvorrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE102011080766A1
DE102011080766A1 DE102011080766A DE102011080766A DE102011080766A1 DE 102011080766 A1 DE102011080766 A1 DE 102011080766A1 DE 102011080766 A DE102011080766 A DE 102011080766A DE 102011080766 A DE102011080766 A DE 102011080766A DE 102011080766 A1 DE102011080766 A1 DE 102011080766A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
ball
opening
friction element
actuator
friction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102011080766A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinji Ishikawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alps Alpine Co Ltd
Original Assignee
Alps Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alps Electric Co Ltd filed Critical Alps Electric Co Ltd
Publication of DE102011080766A1 publication Critical patent/DE102011080766A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0354Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
    • G06F3/03549Trackballs
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/016Input arrangements with force or tactile feedback as computer generated output to the user
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/0304Detection arrangements using opto-electronic means
    • G06F3/0312Detection arrangements using opto-electronic means for tracking the rotation of a spherical or circular member, e.g. optical rotary encoders used in mice or trackballs using a tracking ball or in mouse scroll wheels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)
  • User Interface Of Digital Computer (AREA)

Abstract

Eine Rollkugelvorrichtung (1) beinhaltet eine schwenkbar gehalterte Reibungsplatte (5) mit einer Öffnung (5b), in der ein oberer Bereich der Kugel (2) freiliegt, als Bremseinheit zum Aufbringen von Bremskraft (Reibungskraft) auf die Kugel (2) sowie einen Aktuator (6), der dazu ausgebildet ist, die Reibungsplatte (5) antriebsmäßig nach unten zu bewegen. Wenn die Reibungsplatte (5) durch den Aktuator (6) antriebsmäßig bewegt wird, wird der Umfangsbereich der Öffnung (5b) der Reibungsplatte (5) von der Oberseite her in Berührung mit der Kugel (2) gedrückt. Ein die Kugel (2) drehbar haltendes Abstützelement beinhaltet eine Mehrzahl von kleinen Abstützkugeln (4), die mit der Kugel (2) an einem Punkt in Berührung stehen, sowie ein Basiselement (3), in dem die kleinen Abstützkugeln (4) in Umfangsrichtung verteilt angeordnet sind. Das Basiselement (3) trägt die Reibungsplatte (5) in schwenkbarer Weise.

Description

  • Die vorliegende Anmeldung beansprucht den Vorteil der japanischen Patentanmeldung Nr. 2010-180997 , eingereicht am 12. August 2010, die hiermit durch Bezugnahme zu einem Bestandteil der vorliegenden Beschreibung gemacht wird.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Betätigungsgefühl vermittelnde Trackball- bzw. Rollkugelvorrichtung, die als Eingabevorrichtung beispielsweise für verschiedene in einem Fahrzeug vorgesehene elektronische Einrichtungen oder elektronischen Geräte geeignet ist.
  • Im einschlägigen Stand der Technik ist eine ein Betätigungsgefühl vermittelnde Rollkugelvorrichtung bekannt, bei der ein Benutzer eine auf einem Abstützelement drehbar gelagerte Kugel (einen Trackball) durch Drehen betätigt und dadurch ein Sensor eine Rotationsrichtung und einen Rotationsbetrag der Kugel feststellt und ein vorbestimmtes Signal abgibt sowie eine Bremskraft durch eine Steuerung auf der Basis des Erfassungsresultats des Sensors auf die Kugel aufgebracht wird (siehe z. B. ungeprüfte japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2009-128963 ). Bei diesem Typ von Rollkugelvorrichtung wird dann, wenn eine Bremseinheit eine Bremskraft durch einen Steuervorgang einer Steuereinheit auf die Kugel ausübt, eine zum Drehen der Kugel erforderliche Rotationsbetätigungskraft größer, so dass dem Benutzer das Betätigungsgefühl, wie z. B. ein Klick-Gefühl, zu einem angemessenen Zeitpunkt vermittelt werden kann, wenn das Erfassungsresultat des Sensors wiedergegeben wird.
  • 7 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung einer Bremseinheit des einschlägigen Standes der Technik, der in der ungeprüften japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2009-128963 offenbart ist. Bei einer Rollkugelvorrichtung 20, wie sie in der Zeichnung dargestellt ist, ist eine Kugel 21 auf einer Vertiefungsfläche eines Abstützelements 22 angeordnet und auf dieser drehbar gelagert. Ein Aktuator 23, wie z. B. ein Elektromagnet, ist in der Lage, das Abstützelement 22 über einen Druckkolben 23a in Vertikalrichtung antriebsmäßig zu bewegen. Ein oberer Bereich der Kugel 21 liegt an der Oberseite einer Öffnung 24a eines Reibungselements 24 frei. Bei dem Reibungselement 24 handelt es sich um ein kreisringförmiges Element, das aus einem Material gebildet ist, bei dem Reibungswiderstand leicht erzeugt werden kann. Ferner ist das Reibungselement 24 an einer oberen Abdeckung 25 festgelegt, die Bestandteil eines Gehäuses ist. Ein Sensor 26 erfasst den Rotationszustand (die Rotationsrichtung oder den Rotationsbetrag) der Kugel 21 in Abhängigkeit von einer Rotationsbetätigung durch den Benutzer, und das Erfassungssignal wird in einer nicht gezeigten Steuereinheit verarbeitet. Auch steuert die Steuereinheit den Aktuator 23 und bewegt den Druckkolben 23a bei Bedarf antriebsmäßig nach oben.
  • Mit anderen Worten ist die Bremseinheit der Rollkugelvorrichtung 20 des einschlägigen Standes der Technik, wie diese in 7 dargestellt ist, durch den Aktuator 23, der zum Bewegen des Abstützelements 22 in Vertikalrichtung in der Lage ist, sowie das Reibungselement 24 gebildet, das zum Einklemmen der Kugel 21 in Zusammenwirkung mit dem Abstützelement 22 in der Lage ist. Wenn der Aktuator 23 das Abstützelement 22 über den Druckkolben 23 in Richtung nach oben antriebsmäßig bewegt, wird somit die Kugel 21 an dem Umfangsbereich eines freiliegenden Bereichs von dieser in Berührung mit dem Reibungselement 24 gedrückt, und es wird eine Reibungskraft erzeugt, so dass zum Zeitpunkt der Rotationsbetätigung eine Bremswirkung durch die Reibungskraft auf die Kugel 21 ausgeübt wird. Bei Verwendung einer solchen Bremseinheit hat die Vorrichtung Vorteile dahingehend, dass eine relativ hohe Bremskraft erzeugt werden kann und die Konstruktion derselben vergleichsweise einfach ist.
  • Bei der Rollkugelvorrichtung 20 des einschlägigen Standes der Technik, die die in 7 gezeigte Bremseinheit verwendet, drückt jedoch zum Zeitpunkt der Rotationsbetätigung, wenn die Bremskraft (die Reibungskraft) auf die Kugel 21 ausgeübt wird, das Abstützelement 22 die Kugel 21 nach oben, und die Kugel 21 wird in Berührung mit dem Reibungselement 24 gedrückt, so dass die Kugel 21, die in der Öffnung 24a des Reibungselements 24 freiliegt, geringfügig verschoben und nach oben bewegt wird. Das Ausmaß der Verschiebung und der Bewegung an sich ist nicht besonders groß; jedoch wird die Verschiebung der Kugel 21 von den Fingern des die Kugel 21 drehenden und betätigenden Benutzers deutlich verspürt (indem sich diese nach oben bewegt). Die Verschiebebewegung der Kugel 21 erzeugt somit ein Gefühl der Unstimmigkeit oder Unbehagen bei dem Benutzer im Verlauf der Betätigung, und dies verursacht eine Verringerung der Betätigungsqualität.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Schaffung einer ein Betätigungsgefühl vermittelnden Rollkugelvorrichtung, bei der kein Problem dahingehend besteht, dass es zum Zeitpunkt eines Bremsvorgangs zu einer solchen Verschiebebewegung der Kugel kommt.
  • Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Rollkugelvorrichtung, wie sie im Anspruch 1 angegeben ist.
  • Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine ein Betätigungsgefühl vermittelnde Rollkugelvorrichtung bzw. Trackball-Vorrichtung geschaffen, die Folgendes aufweist: Eine Kugel; ein Abstützelement, das die Kugel drehbar hält; eine Bremseinheit, die eine Bremskraft auf die Kugel ausüben kann; einen Sensor zum Erfassen eines Rotationszustands der Kugel und zum Abgeben eines Erfassungssignals; und eine Steuereinheit zum Steuern der antriebsmäßigen Bewegung der Bremseinheit auf der Basis des Erfassungssignals, wobei die einen freiliegenden oberen Bereich aufweisende Kugel rotationsmäßig betätigt wird und wobei die Bremseinheit durch ein Reibungselement mit einer Öffnung, die einen Teil der Kugel an einer Oberseite freilegt, sowie einen Aktuator gebildet ist, der das Reibungselement antriebsmäßig nach unten bewegen kann, und wobei der Aktuator das Reibungselement antriebsmäßig nach unten bewegt, so dass der Umfangsbereich der Öffnung von der Oberseite her in Berührung mit der Kugel gedrückt wird.
  • Wenn bei der Rollkugelvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung der Aktuator das Reibungselement antriebsmäßig nach unten bewegt, wird der Umfangsbereich der Öffnung des Reibungselements in Berührung mit der Kugel gedrückt, die an dem Abstützelement gehalten ist, und die der Rotationsbetätigungskraft entgegenwirkende Bremskraft (Reibungskraft) wird auf die Kugel ausgeübt. Mit anderen Worten erfolgt in einem Zustand, in dem das Abstützelement festgelegt ist, eine Bewegung des Reibungselements in Richtung nach unten, und die Kugel wird zwischen den beiden Elementen eingeklemmt und gebremst, so dass die Kugel sowohl zum Zeitpunkt eines Bremsvorgangs als auch zu dem Zeitpunkt, zu dem kein Bremsvorgang ausgeführt wird, in der gleichen Position gehalten wird. Somit besteht kein Problem dahingehend, dass bei dem Benutzer im Verlauf der Rotationsbetätigung ein Gefühl der Unstimmigkeit oder des Unbehagens hervorgerufen wird, und es lässt sich zu allen Zeiten eine gute Betätigungsqualität aufrecht erhalten.
  • Bei der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Reibungselement aus einem planaren Körper gebildet sein, der an seiner einen Seite als Rotationszentrum schwenkbar gehaltert ist, und die andere Seite des Reibungselements kann mit dem Aktuator verbunden sein, wobei sich die Öffnung in Abhängigkeit von der Schwenkbewegung des Reibungselements im Wesentlichen in Vertikalrichtung bewegt. Somit kann der Bewegungsraum des als planares Element ausgebildeten Reibungskörpers (Reibungsplatte) unterdrückt werden, so dass die Rollkugelvorrichtung in einfacher Weise mit einer kompakten Größe realisiert werden kann. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann das Abstützelement durch eine Mehrzahl von kleinen Abstützkugeln, die jeweils an einem Punkt mit der Kugel in Berührung stehen, sowie durch ein Basiselement gebildet sein, an dem die kleinen Abstützkugeln verteilt angeordnet sind, wobei das Basiselement das Reibungselement schwenkbar abstützen kann. Auf diese Weise ist die Kugel stets in stabiler Weise gehalten, und die positionsmäßige Genauigkeit des Reibungselements in Bezug auf die Kugel lässt sich in einfacher Weise steigern.
  • Bei der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise eine Abdeckung vorgesehen sein, die an einer Stelle festgelegt ist, an der die Abdeckung das Reibungselement überdeckt, wobei die Abdeckung eine obere Öffnung aufweisen kann, deren Durchmesser kleiner ist als der der Öffnung des Reibungselements, wobei die obere Öffnung konzentrisch über dem oberen Bereich der Öffnung des Reibungselements angeordnet sein kann. Selbst wenn die Position des Reibungselements zum Zeitpunkt des Bremsvorgangs variieren sollte, besteht somit kein Risiko, dass der Benutzer diese Veränderung bemerkt.
  • Da bei der ein Betätigungsgefühl vermittelnden Rollkugelvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die Kugel, auf die eine Bremskraft (Reibung) aufgebracht werden kann, unter Verwendung der beiden Elemente eingeklemmt wird, indem das Reibungselement sozusagen zum Ausführen einer Bewegung nach unten veranlasst wird, ist die Kugel sowohl zu dem Zeitpunkt eines Bremsvorgangs als auch zu dem Zeitpunkt, zu dem kein Bremsvorgang ausgeführt wird, in der gleichen Position gehalten. Ferner ist es möglich, eine Verschiebebewegung der Kugel zu verhindern, und es kann zu allen Zeiten eine gute Betätigungsqualität erwartet werden.
  • Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im Folgenden anhand der zeichnerischen Darstellungen eines Ausführungsbeispiels noch näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
  • 1 eine Perspektivansicht einer äußeren Formgebung einer Rollkugelvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 2 eine Perspektivansicht der Rollkugelvorrichtung der 1, wobei eine Abdeckung entfernt worden ist;
  • 3 eine Perspektivansicht unter Darstellung der Rollkugelvorrichtung der 2, wobei ein Gehäuseelement entfernt worden ist;
  • 4 eine auseinandergezogene Perspektivansicht der Rollkugelvorrichtung;
  • 5 eine vertikale Schnittdarstellung der Rollkugelvorrichtung entlang der Längsrichtung;
  • 6 eine vertikale Schnittdarstellung zur Erläuterung der Rollkugelvorrichtung entlang der lateralen Richtung; und
  • 7 eine Darstellung zur Erläuterung des einschlägigen Standes der Technik.
  • Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 beschrieben. Eine in den Zeichnungen dargestellte Rollkugelvorrichtung 1 kann als Eingabevorrichtung von verschiedenen Arten von elektronischen Geräten (einem Computer, einem Audiogerät oder dergleichen) oder als Eingabevorrichtung einer in einem Fahrzeug vorgesehenen elektronischen Vorrichtung, wie z. B. einer Fahrzeugnavigationsvorrichtung, verwendet werden. Eine Kugel 2, die aus Metall oder Kunstharz gebildet ist, ist in der Rollkugelvorrichtung 1 drehbar angebracht (wobei eine Drehung um das Zentrum der Kugel erfolgt), und ein Benutzer dreht die Kugel 2, so dass ein Signal in Abhängigkeit von dem Rotationszustand (einer Rotationsrichtung oder einem Rotationsbetrag) der Kugel 2 abgegeben wird.
  • Als Erstes wird die grundlegende Konfiguration der Rollkugelvorrichtung 1 beschrieben. Nahezu die gesamte untere Hälfte der Kugel 2 ist in einen hohlen Bereich 3a eines Basiselements 3 eingesetzt. Mehrere kleine Abstützkugeln 4, die in einer schalenförmigen Innenwandfläche des hohlen Bereichs 3a verteilt angeordnet sind, stehen jeweils an einer Stelle mit der Kugel 2 in Berührung. Die kleinen Abstützkugeln 4 sind aus Kunstharz oder Metall hergestellt. Bei dem Ausführungsbeispiel sind drei kleine Abstützkugeln 4 in Umfangsrichtung in gleichen Intervallen angeordnet; die Anzahl der kleinen Abstützkugeln 4 kann jedoch auch vier oder mehr betragen. Ein Paar Lagerbereiche 3b ist an der oberen Oberfläche auf der einen Seite des Basiselements 3 aufrecht angeordnet. Ein Halterungsschaft 5a einer Reibungsplatte 5 ist an den Lagerbereichen 3b schwenkbar gelagert. Ferner ist ein Aktuator 6, der aus einem Elektromagneten gebildet ist, an der anderen Seite des Basiselements 3 angebracht, und ein Bildsensor 7 ist an dem Bodenbereich des Basiselements 3 angebracht. Weiterhin sind die Abstützelemente, die die Kugel 2 drehbar halten, durch das Basiselement 3 und die jeweiligen kleinen Abstützkugeln 4 gebildet.
  • Bei der Reibungsplatte 5 handelt es sich um ein planar ausgebildetes Element, das aus einem Material gebildet ist, bei dem der Reibungswiderstand in einfacher Weise erzeugt wird. Die Reibungsplatte 5 ist an dem Basiselement 3 um das Paar der Halterungsschäfte 5a als Rotationsachse, die an der einen Seite des Basiselements 3 vorstehen, drehbar gelagert. Eine Öffnung 5b, Federaufnahmebereiche 5c sowie ein angetriebener bzw. antriebsmäßig bewegter Bereich 5d sind zusätzlich zu den Halterungsschäften 5a an der Reibungsplatte 5 vorgesehen. Der obere Bereich der Kugel 2 liegt in der Öffnung 5b frei und ragt von dieser in Richtung nach oben. Obere Endbereiche eines Paares von Schraubenfedern 8 sind jeweils in die Federaufnahmebereiche 5c der Reibungsplatte 5 eingesetzt, und die Reibungsplatte 5 ist durch die Federkräfte der Schraubenfedern 8 normalerweise in Richtung nach oben gedrückt. Ein oberer Endbereich eines Druckkolbens 6a eines Aktuators 6 ist in den angetriebenen Bereich 5d der Reibungsplatte 5 eingesetzt. Der angetriebene Bereich 5d ist mit dem Druckkolben 6a auf der Seite verbunden, die den Halterungsschäften 5a der Reibungsplatte 5 gegenüberliegt. Wie in den 5 und 6 gezeigt ist, ist dann, wenn kein elektrischer Strom durch den Aktuator 6 fließt, die Reibungsplatte 5, die die elastischen Kräfte der Schraubenfedern 8 aufnimmt, in Richtung nach oben vorgespannt, so dass die Reibungsplatte 5 in einer im Wesentlichen horizontalen Position gehalten ist, in der sie nicht mit der Kugel 2 in Berührung steht. Wenn elektrischer Strom durch den Aktuator 6 fließt und der Druckkolben 6a in Richtung nach unten bewegt wird, wird somit die Reibungsplatte 5 durch den Druckkolben 6a in 5 in der Pfeilrichtung antriebsmäßig bewegt, so dass der Umfangsbereich der Öffnung 5b gegen die Kugel 2 gedrückt und mit dieser in Berührung gebracht wird und eine Bremskraft (eine Reibungskraft) auf die Kugel 2 aufgebracht wird, wie dies in 6 in unterbrochener Linie dargestellt ist. Mit anderen Worten ist die Bremseinheit, die die Bremskraft auf die Kugel 2 aufbringt, aus der Reibungsplatte 5 und dem Aktuator 6 gebildet.
  • Bei einem Bildsensor 7 handelt es sich um einen bekannten optischen Sensor, der das Detektionslicht durch eine Linse 7a zu der Oberfläche der Kugel 2 leitet und Reflexionslicht durch die Linse 7a empfängt und sodann die Rotationsrichtung und den Rotationsbetrag der Kugel 2 in Echtzeit erfasst.
  • Wie in 3 gezeigt ist, sind die Kugel 2, die an den Abstützelementen (dem Basiselement 3 und den jeweiligen kleinen Abstützkugeln 4) gehalten ist, die an dem Basiselement 3 angebrachte Reibungsplatte 5, der Aktuator 6 sowie der Bildsensor 7 in Form einer Einheit auszubilden. Da die Einheit in einem Gehäuse 10 mit einer Abdeckung 9 aufgenommen ist und der obere Bereich der Kugel 2 dann aus einer oberen Öffnung 9a der Abdeckung 9 heraus vorsteht, kann der Benutzer den oberen Bereich der Kugel 2, der aus der oberen Öffnung 9a hervorsteht, mit seinen Fingern rotationsmäßig betätigen. Ferner weist die obere Öffnung 9a der Abdeckung 9 einen kleineren Durchmesser als die Öffnung 5b der Reibungsplatte 5 auf, wobei die obere Öffnung 9a konzentrisch über der Öffnung 5b angeordnet ist.
  • Wie weiterhin in 3 gezeigt ist, sind der Aktuator 6 und der Bildsensor 7 durch ein Kabel oder dergleichen (nicht gezeigt) mit einer Steuereinheit 11 verbunden. Bei der Steuereinheit 11 handelt es sich um eine Mikrocomputer mit einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU), einem ROM, einem RAM und dergleichen. Das von dem Bildsensor 7 erfasste Signal wird in der Steuereinheit 11 verarbeitet, so dass der Inhalt der rotationsmäßigen Betätigung, die in Bezug auf die Kugel 2 ausgeführt wird, identifiziert wird. Außerdem steuert die Steuereinheit 11 die antriebsmäßige Bewegung des Aktuators 6, so dass der Druckkolben 6 bei Bedarf in Richtung nach unten bewegt werden kann.
  • Wenn bei der vorstehend beschriebenen Rollkugelvorrichtung 1 der Benutzer den oberen Bereich der Kugel 2 rotationsmäßig bewegt, der aus der oberen Öffnung 9a der Abdeckung 9 herausragt, erfasst der Bildsensor 7 den Rotationszustand (die Rotationsrichtung oder den Rotationsbetrag) der Kugel 2 und gibt das Erfassungssignal an die Steuereinheit 11 ab. Die Steuereinheit 11 verarbeitet das Erfassungssignal und identifiziert den Inhalt der rotationsmäßigen Betätigung der Kugel 2 durch den Benutzer. Das Steuersignal wird auf der Basis des Resultats dieses Vorgangs an das elektronische Gerät oder die elektronische Vorrichtung abgegeben, die in dem Fahrzeug vorgesehen ist, bei dem die Rollkugelvorrichtung 1 als Eingabevorrichtung verwendet wird. Somit wird ein Eingabevorgang ausgeführt, bei dem es sich beispielsweise um eine Änderung einer Position eines Cursors handelt, die in Abhängigkeit von der rotationsmäßigen Betätigung in Bezug auf die Kugel 2 auf einer Anzeige zum Ausdruck gebracht wird.
  • Die Rollkugelvorrichtung 1 versetzt den Aktuator 6 zu einem angemessenen Zeitpunkt in den leitenden Zustand, zu dem das Erfassungsresultat des Bildsensors 7 wiedergegeben wird, und der Druckkolben 6a bewegt sich nach unten, so dass zu diesem Zeitpunkt die Reibungsplatte 5, die durch den Druckkolben 6a antriebsmäßig bewegt wird, mit der Kugel 2 in Berührung gedrückt wird und die Bremskraft (die Reibungskraft) erzeugt wird, die der Rotationsbetätigungskraft entgegenwirkt. Beispielsweise bewegt sich der Cursor auf der Anzeige zu einer vorbestimmten Position, und die Bremskraft wird auf die Kugel 2 ausgeübt, so dass der Finger des Benutzers ein Betätigungsgefühl, wie z. B. eine Klick-Gefühl, verspüren kann. Wie vorstehend beschrieben worden ist, ist dann, wenn sich der Aktuator 6 nicht im leitenden Zustand befindet, die Reibungsplatte 5 in einer im Wesentlichen horizontalen Position gehalten, in der sie nicht mit der Kugel 2 in Berührung steht.
  • Wie vorstehend beschrieben worden ist, wird bei der Rollkugelvorrichtung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel dann, wenn der Druckkolben 6a des Aktuators 6 die Reibungsplatte 5 antriebsmäßig nach unten bewegt, der Umfangsbereich der Öffnung 5b der Reibungsplatte 5 von der Oberseite her in Berührung mit der Kugel 2 gedrückt, die an den Abstützelementen (dem Basiselement 3 und den jeweiligen kleinen Abstützkugeln 4) gehalten ist, so dass die Bremskraft bzw. die Reibungskraft entgegen der Rotationsbetätigungskraft auf die Kugel 2 ausgeübt wird. Mit anderen Worten, die Reibungsplatte 5 bewegt sich in einem Zustand nach unten, in dem die Abstützelemente festgelegt sind. Da somit die Kugel 2 zwischen den jeweiligen kleinen Abstützkugeln 4 und der Reibungsplatte 5 mit Druck beaufschlagt und gebremst wird, wird die Kugel 2 sowohl zu dem Zeitpunkt eines Bremsvorgangs als auch zu dem Zeitpunkt, zu dem kein Bremsvorgang stattfindet, in der gleichen Position gehalten. Somit wird kein Gefühl der Unstimmigkeit oder des Unbehagens bei dem Benutzer im Verlauf der Betätigung auf Grund einer nach oben gehenden Bewegung der Kugel zum Zeitpunkt eines Bremsvorgangs hervorgerufen, und die Rollkugelvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung kann stets eine gute Betätigungsqualität aufrecht erhalten.
  • Ferner ist bei der Rollkugelvorrichtung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel die einen planaren Körper aufweisende Reibungsplatte 5 auf ihrer einen Seite um die Halterungsschafteinrichtung 5a als Rotationszentrum schwenkbar gelagert, und ihre andere Seite (der angetriebene Bereich 5d), die der Halterungsschafteinrichtung 5a gegenüberliegt, ist mit dem Druckkolben 6a des Aktuators 6 verbunden, wobei die Öffnung 5b in Abhängigkeit von der Schwenkbewegung der Reibungsplatte 5 im Wesentlichen in Vertikalrichtung bewegt wird. Auf diese Weise kann der Bewegungsraum der Reibungsplatte 5 unterdrückt werden, und die Rollkugelvorrichtung 1 kann in einfacher Weise mit kompakter Größe verwirklicht werden.
  • Bei der Rollkugelvorrichtung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel sind ferner die Abstützelemente, die die Kugel 2 drehbar lagern, durch eine Mehrzahl der kleinen Abstützkugeln 4, die mit der Kugel 2 jeweils an einem Punkt in Berührung stehen, sowie durch das Basiselement 3 gebildet, wobei die kleinen Abstützkugeln 4 in Umfangsrichtung verteilt angeordnet sind und das Basiselement 3 die Reibungsplatte 5 schwenkbar abstützt, so dass die Kugel 2 stets stabil gehalten ist und die positionsmäßige Genauigkeit der Reibungsplatte 5 in Bezug auf die Kugel 2 in einfacher Weise erhöht werden kann.
  • Ferner ist bei der Rollkugelvorrichtung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel die Abdeckung, deren obere Öffnung 9a einen kleineren Durchmesser aufweist als die Öffnung 5b, an einer Position festgelegt, an der die Reibungsplatte 5 überdeckt ist. Die obere Öffnung 9a ist konzentrisch oberhalb von der Öffnung 5b angeordnet, so dass selbst bei einer Veränderung der Position der Reibungsplatte 5 zum Zeitpunkt eines Bremsvorgangs keine Gefahr besteht, dass der Benutzer die Veränderung bemerkt, so dass ein Gefühl einer visuellen Unstimmigkeit vermieden werden kann.
  • Ferner wird bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel der Bildsensor 7 als Sensor verwendet, der den Rotationszustand der Kugel 2 erfasst; jedoch kann auch ein anderer optischer Sensor, ein elektromagnetischer Sensor oder dergleichen verwendet werden.
  • Weiterhin wird bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel die schwenkbare Reibungsplatte 5 als Reibungselement verwendet, das mit der Kugel 2 in Berührung zu drücken ist; jedoch kann auch ein Reibungselement mit einer nicht planaren Formgebung oder ein Reibungselement verwendet werden, das nicht schwenkbeweglich, sondern in Vertikalrichtung beweglich ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2010-180997 [0001]
    • JP 2009-128963 [0003, 0004]

Claims (4)

  1. Betätigungsgefühl vermittelnde Rollkugelvorrichtung, die Folgendes aufweist: eine Kugel (2); ein Abstützelement, das die Kugel (2) drehbar hält; eine Bremseinheit, die eine Bremskraft auf die Kugel (2) ausüben kann; einen Sensor (7) zum Erfassen eines Rotationszustands der Kugel (2) und zum Abgeben eines Erfassungssignals; und eine Steuereinheit (11) zum Steuern der antriebsmäßigen Bewegung der Bremseinheit auf der Basis des Erfassungssignals, wobei die einen freiliegenden oberen Bereich aufweisende Kugel (2) rotationsmäßig betätigt wird, und wobei die Bremseinheit durch ein Reibungselement (5) mit einer Öffnung (5b), in der ein Bereich der Kugel (2) an der Oberseite freiliegt, sowie durch einen Aktuator (6) gebildet ist, der das Reibungselement (5) antriebsmäßig nach unten bewegen kann, und wobei der Aktuator (6) das Reibungselement (5) antriebsmäßig nach unten bewegt, so dass der Umfangsbereich der Öffnung (5b) von der Oberseite her in Berührung mit der Kugel (2) gedrückt wird.
  2. Betätigungsgefühl vermittelnde Rollkugelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Reibungselement (5) aus einem planaren Körper gebildet ist, der auf seiner einen Seite als Rotationszentrum schwenkbar gehaltert ist, und dass die andere Seite des Reibungselements (5) mit dem Aktuator (6) verbunden ist und sich die Öffnung (5b) in Abhängigkeit von der Schwenkbewegung des Reibungselements (5) im Wesentlichen in Vertikalrichtung bewegt.
  3. Betätigungsgefühl vermittelnde Rollkugelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützelement durch eine Mehrzahl von kleinen Abstützkugeln (4), die jeweils an einem Punkt mit der Kugel (2) in Berührung stehen, sowie durch ein Basiselement (3) gebildet ist, an dem die kleinen Abstützkugeln (4) verteilt angeordnet sind, und dass das Basiselement (3) das Reibungselement (5) schwenkbar abstützt.
  4. Betätigungsgefühl vermittelnde Rollkugelvorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abdeckung (9) vorhanden ist, die an einer Stelle festgelegt ist, an der die Abdeckung (9) das Reibungselement (5) überdeckt, wobei die Abdeckung (9) eine obere Öffnung (9a) aufweist, deren Durchmesser kleiner ist als der der Öffnung (5b) des Reibungselements (5), und wobei die obere Öffnung (9a) konzentrisch über der Öffnung (5b) angeordnet ist.
DE102011080766A 2010-08-12 2011-08-10 Betätigungsgefühl vermittelnde Rollkugelvorrichtung Ceased DE102011080766A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010180997A JP2012043005A (ja) 2010-08-12 2010-08-12 操作感触付与型トラックボール装置
JP2010-180997 2010-08-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102011080766A1 true DE102011080766A1 (de) 2012-02-16

Family

ID=45528570

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102011080766A Ceased DE102011080766A1 (de) 2010-08-12 2011-08-10 Betätigungsgefühl vermittelnde Rollkugelvorrichtung

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20120038495A1 (de)
JP (1) JP2012043005A (de)
CN (1) CN102375573A (de)
DE (1) DE102011080766A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3112994A1 (de) * 2015-07-01 2017-01-04 RAFI GmbH & Co. KG Eingabe-vorrichtung

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9064654B2 (en) 2012-03-02 2015-06-23 Microsoft Technology Licensing, Llc Method of manufacturing an input device
USRE48963E1 (en) 2012-03-02 2022-03-08 Microsoft Technology Licensing, Llc Connection device for computing devices
US9075566B2 (en) 2012-03-02 2015-07-07 Microsoft Technoogy Licensing, LLC Flexible hinge spine
US8873227B2 (en) 2012-03-02 2014-10-28 Microsoft Corporation Flexible hinge support layer
US9426905B2 (en) 2012-03-02 2016-08-23 Microsoft Technology Licensing, Llc Connection device for computing devices
US9870066B2 (en) 2012-03-02 2018-01-16 Microsoft Technology Licensing, Llc Method of manufacturing an input device
US9134807B2 (en) 2012-03-02 2015-09-15 Microsoft Technology Licensing, Llc Pressure sensitive key normalization
US8935774B2 (en) 2012-03-02 2015-01-13 Microsoft Corporation Accessory device authentication
US9360893B2 (en) 2012-03-02 2016-06-07 Microsoft Technology Licensing, Llc Input device writing surface
US20130300590A1 (en) 2012-05-14 2013-11-14 Paul Henry Dietz Audio Feedback
US10031556B2 (en) 2012-06-08 2018-07-24 Microsoft Technology Licensing, Llc User experience adaptation
US9019615B2 (en) 2012-06-12 2015-04-28 Microsoft Technology Licensing, Llc Wide field-of-view virtual image projector
US8964379B2 (en) 2012-08-20 2015-02-24 Microsoft Corporation Switchable magnetic lock
US9304549B2 (en) 2013-03-28 2016-04-05 Microsoft Technology Licensing, Llc Hinge mechanism for rotatable component attachment
GB201322623D0 (en) * 2013-12-19 2014-02-05 Wild Jennifer A A user interface
FR3019663B1 (fr) 2014-04-04 2016-05-06 Thales Sa Frein d'une boule de designation
US9424048B2 (en) 2014-09-15 2016-08-23 Microsoft Technology Licensing, Llc Inductive peripheral retention device
FR3025903B1 (fr) * 2014-09-17 2017-11-03 Thales Sa Dispositif d'entrée de données et ses moyens de freinage
FR3052888B1 (fr) * 2016-06-21 2018-07-13 Thales Sa Dispositif de reglage de l'effort de freinage d'une boule de commande ou "trackbal" et boule de commande associee
US10496216B2 (en) 2016-11-09 2019-12-03 Dell Products L.P. Information handling system capacitive touch totem with optical communication support
US10817077B2 (en) 2018-06-28 2020-10-27 Dell Products, L.P. Information handling system touch device context aware input tracking
US10635199B2 (en) * 2018-06-28 2020-04-28 Dell Products L.P. Information handling system dynamic friction touch device for touchscreen interactions
US10761618B2 (en) 2018-06-28 2020-09-01 Dell Products L.P. Information handling system touch device with automatically orienting visual display
US10664101B2 (en) 2018-06-28 2020-05-26 Dell Products L.P. Information handling system touch device false touch detection and mitigation
US10852853B2 (en) 2018-06-28 2020-12-01 Dell Products L.P. Information handling system touch device with visually interactive region
US10795502B2 (en) 2018-06-28 2020-10-06 Dell Products L.P. Information handling system touch device with adaptive haptic response
USD928156S1 (en) 2019-11-26 2021-08-17 ACCO Brands Corporation Computer input device
US11048347B2 (en) 2019-11-26 2021-06-29 ACCO Brands Corporation Computer input device
EP3835885B1 (de) * 2019-12-10 2023-12-06 The Swatch Group Research and Development Ltd Armbanduhr mit steuerungsorgan
US11079249B1 (en) * 2020-12-14 2021-08-03 International Business Machines Corporation Haptic navigation device
CN115686222B (zh) * 2022-11-18 2023-07-18 青岛酒店管理职业技术学院 一种基于混合现实技术的虚拟人像绘画系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009128963A (ja) 2007-11-20 2009-06-11 Alps Electric Co Ltd 操作感触付与型トラックボール装置
JP2010180997A (ja) 2009-02-09 2010-08-19 Takiron Co Ltd 排水管路構造

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5402150A (en) * 1993-06-24 1995-03-28 Stratos Product Development Group, Inc. Pointing device with improved pivot
US6100874A (en) * 1995-11-17 2000-08-08 Immersion Corporation Force feedback mouse interface
US5914705A (en) * 1996-02-09 1999-06-22 Lucent Technologies Inc. Apparatus and method for providing detent-like tactile feedback
DE29616753U1 (de) * 1996-06-26 1996-12-12 Schnick Hans Juergen Dipl Ing Ergonomische, handgriffartige Koordinateneingabe-Vorrichtung (Track-Ball; Maus)
US8169402B2 (en) * 1999-07-01 2012-05-01 Immersion Corporation Vibrotactile haptic feedback devices
US7561142B2 (en) * 1999-07-01 2009-07-14 Immersion Corporation Vibrotactile haptic feedback devices
US6693622B1 (en) * 1999-07-01 2004-02-17 Immersion Corporation Vibrotactile haptic feedback devices
WO2001091100A1 (en) * 2000-05-24 2001-11-29 Immersion Corporation Haptic devices using electroactive polymers
WO2004111818A1 (en) * 2003-06-03 2004-12-23 Immersion Corporation Systems and methods for providing a haptic manipulandum
US7667687B2 (en) * 2003-12-30 2010-02-23 Immersion Corporation Resistive and hybrid control schemes for haptic feedback interface devices
US7198137B2 (en) * 2004-07-29 2007-04-03 Immersion Corporation Systems and methods for providing haptic feedback with position sensing
US8002089B2 (en) * 2004-09-10 2011-08-23 Immersion Corporation Systems and methods for providing a haptic device
US7764268B2 (en) * 2004-09-24 2010-07-27 Immersion Corporation Systems and methods for providing a haptic device
US8446366B2 (en) * 2005-12-23 2013-05-21 Logitech Europe S.A. Multi-function roller apparatus and method for a control device
US7733328B2 (en) * 2005-12-23 2010-06-08 Logitech Europe S.A. Multi-function roller apparatus and method for a control device
CN101046709A (zh) * 2006-03-30 2007-10-03 英业达股份有限公司 具有滚动元件的移动式电子装置
CN101126965B (zh) * 2007-08-06 2011-06-22 埃派克森微电子有限公司 光学运动感知装置及其感知方法
US8314772B1 (en) * 2009-08-28 2012-11-20 Coe Stanley S Computer mouse

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009128963A (ja) 2007-11-20 2009-06-11 Alps Electric Co Ltd 操作感触付与型トラックボール装置
JP2010180997A (ja) 2009-02-09 2010-08-19 Takiron Co Ltd 排水管路構造

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3112994A1 (de) * 2015-07-01 2017-01-04 RAFI GmbH & Co. KG Eingabe-vorrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
CN102375573A (zh) 2012-03-14
US20120038495A1 (en) 2012-02-16
JP2012043005A (ja) 2012-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102011080766A1 (de) Betätigungsgefühl vermittelnde Rollkugelvorrichtung
DE60300524T2 (de) Multidirektionale Eingabetaste
WO2013045528A2 (de) Dreh-/drück-bedienvorrichtung für ein mensch-maschine-interface
DE19848603A1 (de) Verstellbare Sitzaufhängung
DE102013109610A1 (de) Linearaktuator mit geschwindigkeitseinstellbarem Schnelllösemechanismus
DE102012102389A1 (de) Bedienungseingabegerät
DE112013002305T5 (de) Pedalanordnung für elektronisches Bremssystem
DE102005014939A1 (de) Bedienelement und Schnittstelle für Fahrzeugrechner
DE102012004116A1 (de) Bedienelement, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
DE102005057023A1 (de) Multifunktionales Bedienelement
EP2776267A2 (de) Fahrzeug-steuerungsvorrichtung
DE102012102388B4 (de) Bedienungseingabegerät
DE102006054094A1 (de) Pedalsimulator mit Bremseinrichtung
DE102017110472B4 (de) Joystick zum Steuern von Fahrzeug-, Maschinen- oder Anlagenfunktionen
WO2008113543A1 (de) Bedienelement für ein kraftfahrzeug
DE10100316C1 (de) Kamerastativkopf mit Gewichtsausgleich
DE102012102390A1 (de) Bedienungseingabegerät
DE202009011931U1 (de) Bewegungsgerät, insbesondere für ältere Personen
DE202010002375U1 (de) Fußmaschine für eine große Trommel eines Schlagzeugs
CH617780A5 (de)
DE2724051A1 (de) Fusschalter zur steuerung zahnaerztlicher geraete
DE102007054532A1 (de) Sensor
DE1903237C (de) Als Totpunktfeder ausgebildete Zusatzfeder für Fahrzeuge
DE102009013972A1 (de) Corotroneinrichtung für ein über ein Führungsmittel bewegtes Element, insbesondere bei einem elektrografischen Druckgerät
DE102017103211A1 (de) Pedalkraftsimulationsvorrichtung mit ebenem Federelement sowie Betätigungssystem

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final

Effective date: 20131228