DE3425948C2

DE3425948C2 -

Info

Publication number: DE3425948C2
Application number: DE3425948A
Authority: DE
Inventors: Junichi Hosogoe; Yuichi Ida; Motoyuki Miyagi Jp Suzuki
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1983-07-14
Filing date: 1984-07-13
Publication date: 1987-10-15
Also published as: KR890002616Y1; JPS6016239U; GB2145199B; JPS6230103Y2; DE3425948A1; GB8417878D0; GB2145199A

Description

Die Erfindung betrifft eine X-Y-Eingabevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an XY input device according to the preamble of claim 1.

Grundsätzlich besitzen graphische Anzeigevorrichtungen einen Bildschirm, eine Anzeigesteuerung, einen Datenkanal sowie eine Eingabevorrichtung, bei der es sich um eine von vielen unterschiedlichen Typen handeln kann. Eine bekannte Eingabevorrichtung ist ein "Steuerknüpel" mit einem Hebel, der von einem Kardanmechanismus getragen ist und von der Bedienungsperson in jede gewünschte Richtung verschwenkbar ist. Eine Steuervorrichtung stellt die Schwenkrichtung und den Schwenkwinkel des Hebels fest und erzeugt Spannungen oder digitale Signale, die Koordinatenwerte in X- und Y- Richtung angeben. Bei diesem Typ der Eingabevorrichtung bestehen jedoch Nachteile darin, daß der Bereich der Winkel bewegung des Hebels begrenzt ist und die von der Bedie nungsperson eingegebenen Datensignal relativ instabil sind.Basically, graphic display devices have a screen, a display controller, a data channel and an input device, which can be of many different types. A known input device is a "stick" with a lever, which is carried by a gimbal mechanism and can be pivoted in any desired direction by the operator. A control device determines the pivoting direction and the pivoting angle of the lever and generates voltages or digital signals which indicate coordinate values in the X and Y directions. However, there are disadvantages with this type of input device in that the range of angular movement of the lever is limited and the data signal input by the operator is relatively unstable.

In der Bemühung, die vorstehend erwähnten Nachteile zu eli minieren, wurde vor einigen Jahren eine Eingabevorrichtung entwickelt, die als "Maus" bezeichnet wird. Ein Typ einer derartigen Maus besitzt ein drehbares Element, wie z. B. eine Stahlkugel, und eine erste und eine zweite Abtriebs walze, die in Berührung mit der Kugel gehalten sind, werden ansprechend auf eine Rotationsbewegung derselben in Rota tion versetzt. Die Rotationsachsen der ersten und der zweiten Abtriebswalze erstrecken sich im wesentlichen senkrecht zueinander. Weiterhin besitzt die Maus eine erste und eine zweite Winkeldetektoreinrichtung, die häufig aus variablen Widerständen oder Codiereinrichtungen zum separaten Detektieren der Rotationswinkel der ersten und der zweiten Abtriebswalze gebildet sind. Die Kugel, die erste und die zweite Abtriebswalze sowie die erste und die zweite Winkeldetektoreinrichtung sind alle in einem Gehäuse untergebracht.In an effort to eliminate the disadvantages mentioned above a few years ago became an input device developed, which is referred to as "mouse". A guy one such mouse has a rotatable element, such as. B. a steel ball, and a first and a second output rollers that are held in contact with the ball in response to a rotational movement of the same in rota tion offset. The axes of rotation of the first and the second driven roller extend substantially perpendicular to each other. The mouse also has one first and a second angle detector device, which frequently of variable resistors or coding devices for separately detecting the rotation angle of the first and the second driven roller are formed. The bullet first and second driven rollers as well as the first and the second angle detector means are all in one Housing housed.

In Übereinstimmung mit dem Oberbegriff des Anspruch 1 zeigt die DE-OS 25 49 639 eine X-Y-Eingabevorrichtung. Bei dieser wird die Kugel durch die Druckwalze in reibschlüssige Berührung mit den Antriebswalzen gedrängt. Die Rolle wird damit mit einer Welle in einer Halterung gehalten und durch eine Feder gegen die Kugel gedrückt. Am Gehäuseboden sind Antriebswellen befestigt, mit denen die X-Komponente bzw. die Y-Komponente der Kugelbewegung auf die Kodierscheiben über tragen werden. Ein Vorspannelement mit einer auf einer Welle gelagerten Andrückwalze ist mittels einer Stütze schwenkbar gelagert und wird von einer auf weiteren Stützen gehaltenen Feder gegen die Kugel gedrängt.In accordance with the preamble of claim 1, DE-OS 25 49 639 shows an XY input device. In this case, the ball is forced into frictional contact with the drive rollers by the pressure roller. The roller is held in a holder with a shaft and pressed against the ball by a spring. Drive shafts are attached to the bottom of the housing, with which the X component and the Y component of the ball movement are transferred to the coding disks. A biasing element with a pressure roller mounted on a shaft is pivotally mounted by means of a support and is urged against the ball by a spring held on further supports.

Um die genaue X- und Y -Bewegungssignale zu erhalten, muß eine Kugel mit äußerst genauer Oberfläche verwendet werden. Daher benutzt man Stahlkugeln mit sehr exakter Oberfläche. Um die Oberflächengenauigkeit dieser Stahlkugel zu erhalten, muß jegliche Beschädigung der Kugeloberfläche verhindert werden. Eine solche Verletzung der Kugeloberfläche kann aber bei der bekannten Vorrichtung auftreten, wenn diese fallen gelassen wird und die Kugel am oberen Haltemechanismus an stößt. Dieser Haltemechanismus muß ziemlich kräftig sein, um zu verhindern, daß die Kugel bei Benutzung der Eingabe vorrichtung zu weit nach oben gedrückt wird und dadurch ihren exakten Kontakt mit den Abtriebswellen verliert.In order to get the exact X and Y motion signals, a sphere with an extremely accurate surface must be used. Therefore, steel balls with a very precise surface are used. In order to maintain the surface accuracy of this steel ball, any damage to the ball surface must be prevented. Such a violation of the ball surface can occur in the known device if it is dropped and the ball hits the upper holding mechanism. This holding mechanism must be quite strong to prevent the ball from being pushed too far when using the input device and thereby losing its exact contact with the output shafts.

Ein weiteres Erfordernis für ausreichend genaue X- und Y- Bewegungssignale ist eine genaue geometrische Festlegung der X- und Y-Bewegungsabnehmer. Zu diesem Zweck sind bei der bekannten Vorrichtung vier Lager für die beiden Ab triebswellen erforderlich. Diese Lager müssen genauestens am Gehäuse angebracht und festgehalten werden. Ähnliche Genauigkeitsanforderungen gelten für das Vorspannelement. Die Stütze für dessen Andrückwalze muß exakt am Gehäuse positioniert und dort festgehalten werden.Another requirement for sufficiently precise X and Y movement signals is an exact geometric definition of the X and Y movement consumers. For this purpose, four bearings for the two drive shafts are required in the known device. These bearings must be attached and held on the housing very precisely. Similar accuracy requirements apply to the biasing element. The support for its pressure roller must be positioned exactly on the housing and held there.

Bei der bekannten X-Y-Eingabevorrichtung ist also nicht nur die Gefahr einer Verletzung der exakten Oberfläche der Kugel gegeben, sondern zum Erhalt genauer X- und Y-Bewegungs signale ist auch eine große Anzahl von Einzelteilen, wie Lagern, Federn, zwei Andrückwalzen und Stützen erforderlich. Dies bedeutet nicht nur eine große Anzahl von Einzelteilen, die für den Zusammenbau der bekannten Einrichtung bereit gehalten werden müssen, sondern auch einen recht hohen Montageaufwand. Und all dieser Aufwand kann dennoch nicht verhindern, daß die Kugel in dem Gehäuse wackelt und taumelt, weil sie ja nur von einer einzigen, schmalen und gegen Federkraft auslenkbaren Rolle niedergedrückt wird. Insbe sondere dann, wenn es nach längerer Benutzung zu einer Verschmutzung der die Kugel im Bodenbereich umgebenden Scheibe und/oder der Kugel selber kommt, in deren Folge die Kugel nicht mehr so glatt gleitet, kann es beim Bewegen der Eingabevorrichtung auf einer Unterlage zu einer Stolper bewegung kommen, die selbst bei sehr kleinem Ausmaß schon Störungen in der X-Y-Signalabgabe verursachen kann.In the known XY input device, there is not only the risk of injury to the exact surface of the ball, but also a large number of individual parts, such as bearings, springs, two pressure rollers and supports, are required to obtain accurate X and Y movement signals . This means not only a large number of individual parts that must be kept ready for the assembly of the known device, but also a very high assembly effort. And yet all this effort cannot prevent the ball from wobbling and wobbling in the housing, because it is only pressed down by a single, narrow roller that can be deflected against spring force. In particular, if after a long period of use there is contamination of the disc surrounding the ball in the floor area and / or the ball itself, as a result of which the ball no longer slides so smoothly, it can cause a trip when moving the input device on a surface movement that can cause interference in the XY signal output even with a very small extent.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte X-Y-Eingabevorrichtung dahingehend zu verbessern, daß bei verringertem Einzelteile- und Montageaufwand eine hochgradige Genauigkeit der Bewegungssignalerzeugung ge währleistet ist.The present invention has for its object to improve the known XY input device to the extent that a high degree of accuracy of the motion signal generation is guaranteed with reduced component and assembly costs.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. The solution to this problem is specified in claim 1.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung hat man mit einem einzigen integrierten Bauelement gewissermaßen mehrere Fliegen mit einer Klappe geschlagen. Zu einen ist ein großer Teil der Kugel in der kuppelartigen Halteeinrichtung geschützt unter gebracht. Da die Kugel fast rundum von dieser Schutzkuppel umgeben ist, sind auch die bei starken Erschütterungen, bei spielsweise beim Herunterfallen der Eingabevorrichtung, auf die Kugel pro Oberflächeneinheit wirkende Kräfte relativ gering und außerdem stößt die Kugel in einem solchen Fall lediglich gegen eine ihr entsprechende glatte Innenwand der kuppelförmigen Schutzvorrichtung. Zugleich ergibt sich daraus auch noch ein Schutz für den oberen Gehäuseteil. Da beim Herabfallen die durch die Kugel verursachten Kräfte gleichmäßig von der kuppelartigen Schutzvorrichtung aufge nommen werden, tritt keine hohe lokale Belastung auf, wie es bei der bekannten Eingabevorrichtung der Fall ist. Dort muß die beim Herabfallen der Einrichtung die zum Auf fangen der Kugel erforderliche Kraft von einem sehr geringen Teil des Gehäuses oder gar von dem Niederhaltemechanismus aufgefangen werden. Dadurch treten hohe Belastungen an diesen Gehäuseteilen bzw. der Kugeloberfläche der entspre chenden Stelle - leicht zu einer Beschädigung der gesamten Einrichtung führen können.With the solution according to the invention you have one integrated component with several flies knocked down. On the one hand, a large part of the Ball protected in the dome-like holding device brought. Because the ball is almost all around this protective dome is also surrounded by strong vibrations for example when the input device falls down the forces acting per unit of surface relative low and also hits the ball in such a case only against a corresponding smooth inner wall of the dome-shaped protection device. At the same time it follows this also provides protection for the upper part of the housing. Because when falling, the forces caused by the ball evenly from the dome-like guard high local stress does not occur, such as it is the case with the known input device. There, when the device falls down, it must open catch the ball required force from a very low Part of the housing or even the hold-down mechanism to be caught. This creates high loads correspond to these housing parts or the spherical surface appropriate place - easy to damage the entire Can lead facility.

Zum anderen sind dadurch, daß mit der kuppelartigen Schutz vorrichtung Aufnahmehohlräume für die beiden Abtriebswalzen und die Druckwalze integriert sind, sehr genaue geometrische Zuordnungen von Kugel, Abtriebswalzen und Druckwalzen gewähr leistet. Nach dem Spritzgießen oder ähnlichen Formen der Halteeinrichtung brauchen lediglich die Kugel, die Abtriebs walzen und die Druckwalze in dieses Kunststoffteil einge setzt zu werden, und schon befinden sie sich mit hoher Genauigkeit in der gewünschten relativen Lage zueinander. Diese integrierte Kugelhalte-, Kugelschutz- und Walzen positioniereinrichtung braucht dann lediglich noch an dem Gehäuse befestigt zu werden, beispielsweise mittels Schnapp verrastung oder Verschraubens. Nicht zuletzt wird durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen auch eine gegebenenfalls er forderliche Reparatur der Eingabevorrichtung viel leichter und einfacher als im Fall der bekannten Eingabevorrichtung.The other are that with the dome-like protection device receiving cavities for the two driven rollers and the pressure roller are integrated, very precise geometric Allocations of balls, driven rollers and pressure rollers are guaranteed accomplishes. After injection molding or similar forms of Holding device only need the ball, the output roll and the pressure roller into this plastic part to be set, and they are already with high Accuracy in the desired relative position to each other. This integrated ball holding, ball protection and rollers Positioning device then only needs to Housing to be attached, for example by means of a snap latching or screwing. Last but not least, the measures according to the invention, if necessary, he required repair of the input device much easier and simpler than in the case of the known input device.

Eine Wackel- oder Taumelbewegung der Kugel, wie sie im bekannten Fall leicht auftreten kann, wird durch die er findungsgemäße Halteeinrichtung ebenfalls verhindert. Denn dadurch, daß die Kugel zu einem großen Teil von einer ihr angepaßten Haltekuppel umgeben ist, rollt sie immer in der vorgegebenen Stellung ab. Eine eventuelle Verschmutzung, die zu einer Behinderung der Relativbewegung zwischen der Kugel und dem Rand der Öffnung in der Bodenwand führen kann, kann allenfalls eine gewisse Schwergängigkeit der Kugel rollbewegung nach sich ziehen, nicht jedoch eine Wackel- oder Stolperbewegung, wie dies bei der bekannten Einrichtung der Fall sein kann. A wobbling or wobbling movement of the ball, as in the known case can easily occur through which he inventive holding device also prevented. Because in that the ball is largely from one of her adapted holding dome is surrounded, it always rolls in the predetermined position. Any pollution, which hinder the relative movement between the Ball and the edge of the opening in the bottom wall can result can at best a certain stiffness of the ball roll movement, but not a wobble or stumbling, as is the case with the known device may be the case.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter ansprüchen angegebenen.Advantageous developments of the invention are in the sub claims specified.

Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden anhand der teilweise schematischen Darstellungen eines bevorzugten Ausführungsbeispiels noch näher erläu tert. Es zeigtThe invention and developments of the invention are in following based on the partially schematic representations of a preferred embodiment explained in more detail tert. It shows

Fig. 1 eine Perspektivansicht einer graphischen Anzeige vorrichtung mit einer X-Y-Eingabevorrichtung ge mäß der vorliegenden Erfindung; Fig. 1 is a perspective view of a graphic display apparatus having an XY -Eingabevorrichtung accelerator as the present invention;

Fig. 2 eine Seitenansicht der X-Y-Eingabevorrichtung; Fig. 2 is a side view of the XY input device;

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Gehäuseboden eines Gehäuses der X-Y-Eingabevorrichtung; Fig. 3 is a plan view of the housing base of a housing of the XY -Eingabevorrichtung;

Fig. 4 eine Längsschnittansicht des Gehäusebodens; Fig. 4 is a longitudinal sectional view of the housing bottom;

Fig. 5 eine Ansicht auf den Gehäuseboden von unten; Figure 5 is a view of the housing base from the bottom.

Fig. 6 eine Draufsicht auf einer ringförmigen Halteeinrichtung der X-Y-Eingabevorrichtung; Fig. 6 is a plan view of an annular retaining means of the XY -Eingabevorrichtung;

Fig. 7 eine Längsschnittansicht der Halteeinrichtung; Fig. 7 is a longitudinal sectional view of the retainer;

Fig. 8 eine Seitenansicht der Halteeinrichtung; Fig. 8 is a side view of the retainer;

Fig. 9 eine Draufsicht auf das Gehäuseoberteil; Fig. 9 is a plan view of the upper housing part;

Fig. 10 eine Längsschnittansicht des Gehäuseoberteils; FIG. 10 is a longitudinal sectional view of the upper housing portion;

Fig. 11 eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A der Fig. 9; Fig. 11 is a cross sectional view taken along line AA of Fig. 9;

Fig. 12 eine Ansicht des Gehäuseoberteils von unten; FIG. 12 is a view of the upper housing part from below;

Fig. 13 eine Draufsicht auf einen Schalthebel in der X-Y- Eingabevorrichtung; Figure 13 is a plan view of a shift lever in the XY input device.

Fig. 14 eine Längsschnittansicht des Schalthebels; FIG. 14 is a longitudinal sectional view of the shift lever;

Fig. 15 eine Ansicht des Schalthebels von unten; Fig. 15 is a view of the shift lever from below;

Fig. 16 eine Längsschnittansicht der zusammengebauten X-Y -Eingabevorrichtung; FIG. 16 is a longitudinal sectional view of the assembled XY -Eingabevorrichtung;

Fig. 17 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der X-Y-Eingabevorrichtung, in der der Schalthebel in seinem montierten Zustand gezeigt ist; und Figure 17 is a partially sectioned side view of the XY -Eingabevorrichtung, in which the shift lever is shown in its assembled state. and

Fig. 18 eine schematische Darstellung, die das Funktions prinzip der X-Y-Eingabevorrichtung zum Feststel len der Rotationsbewegung der Kugel veranschau licht. Fig. 18 is a schematic illustration that illustrates the functional principle of the XY input device for determining the rotational movement of the ball.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer graphischen Anzeigevorrichtung, in die eine erfindungsgemäße X-Y-Einga bevorrichtung integriert ist. Fig. 1 shows a perspective view of a graphic display device, in which an XY input device according to the invention is integrated.

Die in Fig. 1 gezeigte graphische Anzeigevorrichtung umfaßt eine Anzeigeeinheit 2, die auf einem Tisch 1 montiert ist und einen Bildschirm, eine Steuerung, einen Datenkanal, ei ne Eingabevorrichtung 3 mit Funktionstasten sowie eine X-Y- Eingabevorrichtung 4 gemäß der vorliegenden Erfindung auf weist. Die X-Y-Eingabevorrichtung 4 wird von der Bedienungs person auf einem auf dem Tisch 1 angeordneten Flachstück 5 betrieben, um einen Kursor 7 zu irgendeiner gewünschten Stelle auf dem Bildschirm 6 der Anzeigeeinheit 2 zu bewegen.The graphic display device shown in FIG. 1 comprises a display unit 2 which is mounted on a table 1 and has a screen, a control, a data channel, an input device 3 with function keys and an XY input device 4 according to the present invention. The XY input device 4 is operated by the operator on a flat piece 5 arranged on the table 1 in order to move a cursor 7 to any desired position on the screen 6 of the display unit 2 .

Fig. 2 zeigt die X-Y-Eingabevorrichtung 4 in einer Seiten ansicht. Fig. 2 shows the XY input device 4 in a side view.

Die X-Y-Eingabevorrichtung 4 besitzt ein Gehäuse 8, beste hend aus einem Gehäuseboden 9 und einem Ge häuseoberteil 10, wobei die Gehäuseteile 9 und 10 aus einem ABS-Harz geformt sind. Die Gehäuseteile 9 und 10 besitzem abgestufte und miteinander verbindbare Umfangskanten, die miteinander im Eingriff stehen, um ein Ein dringen von Staub, Wasser und anderem Fremdmaterial in das Gehäuse 8 durch die Verbindungsstelle zwischen den Gehäuseteilen 9 und 10 zu verhindern.The XY input device 4 has a housing 8 , consisting of a housing base 9 and a Ge housing upper part 10 , the housing parts 9 and 10 being formed from an ABS resin. The housing parts 9 and 10 have stepped and interconnectable peripheral edges which are in engagement with one another to prevent a penetration of dust, water and other foreign material into the housing 8 through the connection point between the housing parts 9 and 10 .

Das Gehäuseoberteil 10 besitzt eine derartige Größe, daß es von der Bedienungsperson mit einer Hand gehalten werden kann. Das Gehäuseoberteil 10 besitzt eine obere Wand 11 mit länglichen Schlitzen 12, die in einem Frontbereich der selben gebildet sind und sich in Längsrichtung des Gehäuseoberteils 10 erstrecken. Rechteckige Schalthebel 13 sind in dem Gehäuse 8 angeordnet und besitzen Betätigungs bereiche 14, die innerhalb des Gehäuseoberteils 10 je weils in die Schlitze 12 eingepaßt sind und geringfügig von der oberen Wand 11 hervorstehen.The upper housing part 10 is of such a size that it can be held by the operator with one hand. The upper housing part 10 has an upper wall 11 with elongate slots 12 , which are formed in a front region thereof and extend in the longitudinal direction of the upper housing part 10 . Rectangular shift levers 13 are arranged in the housing 8 and have actuating areas 14 which are each fitted into the slots 12 within the upper housing part 10 and protrude slightly from the upper wall 11 .

Wie nachstehend noch beschrieben wird, befinden sich Drucktastenschalter unterhalb der jeweiligen Schalthebel 13, um einen Teil eines angezeigten Musters, der sich un mittelbar über oder unter dem Kursor 7 befindet, zu lö schen, um ein solches angezeigtes Muster zu einer anderen Stelle zu verlagern, oder um verschiedene andere Signalver arbeitungsmoden, wie z. B. ein Schalten und Steuern, auf die Anzeigeeinheit 2 zu bewirken. Das angezeigte Muster kann auch mit der eigentlichen Eingabevorrichtung bzw. Ta statur 3 bearbeitet werden. Die Anzeigeeinheit 2 und die X-Y-Eingabevorrichtung 4 sind durch eine Leitungsschnur 15 und einen Stecker 16 miteinander verbunden.As will be described below, push-button switches are located below the respective switching levers 13 in order to delete a part of a displayed pattern which is directly above or below the cursor 7 , in order to shift such a displayed pattern to another location, or to various other signal processing modes such. B. a switching and control to cause the display unit 2 . The displayed pattern can also be edited with the actual input device or keyboard 3 . The display unit 2 and the XY input device 4 are connected to one another by a line cord 15 and a plug 16 .

Die Fig. 3 bis 5 zeigen den Gehäuseboden 9. Er besitzt eine Bodenwand mit einer hoch stehenden umlaufenden Wand 18, die sich durchgehend an dem äußeren Umfangsrand der Bodenwand erstreckt. Die Bodenwand besitzt kleine Öffnungen 19 und 20 an zwei vor deren Ecken und eine Öffnung 21 in einem rückwärtigen, mit tigen Bereich. Die drei Öffnungen 19, 20 und 21 sind derart positioniert, daß ein gleichschenkliges Dreieck gebildet würde, wenn man die Mittelpunkte dieser drei Öffnun gen 19, 20 und 21 durch Linien miteinander verbände. FIGS. 3 to 5 show the housing bottom 9. It has a bottom wall with a raised circumferential wall 18 which extends continuously along the outer peripheral edge of the bottom wall. The bottom wall has small openings 19 and 20 at two in front of the corners and an opening 21 in a rear, with term area. The three openings 19, 20 and 21 are positioned such that an isosceles triangle would be formed if the centers of these three openings 19, 20 and 21 were connected by lines.

Die Bodenwand besitzt weiterhin eine zentrale Öffnung 22 mit größerem Durchmesser sowie eine ringförmige Stufe 22 a, die an der unteren Kante der Öffnung 22 mit größerem Durch messer ausgebildet ist. Eine rechteckige Ausnehmung 22 b ist in einem Bereich der unteren Kante der Öffnung 22 definiert. Vier mit einem Gewinde ausgestattete Öffnungen 23 sind in der Bodenwand um die Öffnung 22 herum ausgebildet.The bottom wall also has a central opening 22 with a larger diameter and an annular step 22 a , which is formed on the lower edge of the opening 22 with a larger diameter. A rectangular recess 22 b is defined in a region of the lower edge of the opening 22 . Four threaded openings 23 are formed in the bottom wall around opening 22 .

In der Bodenwand sind Öffnungen 24, 25 und 26 zur Aufnahme von Schrauben ausgebildet, wobei sich eine Öffnung in einem vorderen mittigen Bereich und zwei Öffnungen an zwei rück wärtigen Ecken derselben befinden. Außerdem besitzt die Bo denwand einstückig mit dieser ausgebildete Versteifungsrip pen 27, die sich zwischen der Schraubeneinführöffnung 24, der Öffnung 22 und der Umfangswand 18 erstrecken.Openings 24, 25 and 26 are formed in the bottom wall for receiving screws, with one opening in a front central region and two openings at two rear corners thereof. In addition, the Bo denwand integrally formed with this Versteifungsrip pen 27 , which extend between the screw insertion opening 24 , the opening 22 and the peripheral wall 18 .

Die Fig. 6 bis 8 zeigen eine ringförmige im folgenden als "Halter" bezeichnete Halteeinrichtung 28 zum Halten einer drehbaren Kugel. FIGS. 6 to 8 show a ring-shaped, hereinafter referred to as a "holder" holding means 28 for holding a rotatable ball.

Der Halter 28 ist in einem Stück aus Kunstharz- bzw. Kunststoffmaterial geformt und besitzt einen zentralen Hohlraum 29, dessen Innendurchmesser größer ist als der Durchmesser der drehbaren Kugel, sowie drei Hohlräume 30, 31 und 32, die um den zentralen Hohlraum 29 herum ausgebildet sind. Die Hohlräume 30, 31 und 32 dienen dazu, die Abtriebs walzen und die eine Reibungskraft ausübende Rolle in ihrer Position zu halten, und sie münden in den zentralen Hohl raum 29. The holder 28 is molded in one piece from synthetic resin or plastic material and has a central cavity 29 , whose inner diameter is larger than the diameter of the rotatable ball, and three cavities 30, 31 and 32 , which are formed around the central cavity 29 . The cavities 30, 31 and 32 serve to roll the output and hold the frictional roller in position, and they open into the central cavity 29th

Der Halter 28 besitzt einen einstückig mit ihm ausgebildeten Kuppelbereich 33 als Schutzabdeckung, der sich über den zentralen Hohlraum 29 erstreckt, um ein Wac keln der drehbaren Kugel in dem Hohlraum 29 zu verhindern. T-förmige Vorsprünge 34 sind auf der oberen Oberfläche des Kuppelbereichs 33 angeordnet und dienen als Sitze 34, die ge gen die untere Oberfläche der Schalthebel 13 drücken, wobei die T-förmigen Vorsprünge 34 die oberen Oberflächen des Halters 28 bilden, wie dies in Fig. 8 ge zeigt ist.The holder 28 has a dome portion 33 formed integrally with it as a protective cover which extends over the central cavity 29 in order to prevent the rotatable ball from wobbling in the cavity 29 . T-shaped projections 34 are arranged on the upper surface of the dome region 33 and serve as seats 34 which press against the lower surface of the shift lever 13 , the T-shaped projections 34 forming the upper surfaces of the holder 28 , as shown in FIG . 8 shows ge is.

Wie in Fig. 6 gezeigt ist, besitzt der Halter 28 vier mit einem Gewinde ausgestattete Öffnungen 35, wo bei zwei derselben in seitlichen Bereichen des Hohlraums 30 und die beiden anderen Öffnungen jeweils in einem Ende der Hohlräume 31 und 32 ausgebildet sind. Der Halter 28 kann an dem Gehäuseboden 9 mittels Schrauben befestigt werden, die in die mit einem Gewinde versehenen Öffnungen 23 im Gehäuseboden 9 ein geschraubt werden.As shown in FIG. 6, the holder 28 has four threaded openings 35 , where two of them are formed in lateral areas of the cavity 30 and the other two openings are formed in one end of the cavities 31 and 32 , respectively. The holder 28 can be fastened to the housing base 9 by means of screws which are screwed into the threaded openings 23 in the housing base 9 .

Die Fig. 9 bis 11 zeigen das Gehäuseoberteil 10. Dessen obe re Wand 11 besitzt eine nach oben konvex gekrümmte Form, so daß es der Benutzer in der Hand halten kann. Die obere Wand 11 besitzt fenster artige Öffnungen 36, die in Frontbereichen derselben gebil det sind und durch die sich die Betätigungsbereiche 14 der beiden Schalthebel 13 hindurcherstrecken. Die obere Wand 11 besitzt mit einem Gewinde ausgestattete Öffnungen 37, 38 und 39, die in innenliegenden Oberflächen derselben ausge bildet und mit den Schraubeneinführöffnungen 24, 25 bzw. 26 in dem Gehäuseboden 9 ausgerichtet sind. Außerdem besitzt die obere Wand 11 erhabene Bereiche 40, 41 und 42 mit Ausnehmungen, wobei diese erhabenen Bereiche an innen liegenden Oberflächen derselben ausgebildet und mit den Öffnungen 19, 20 bzw. 21 in dem Gehäuseboden 9 aus gerichtet sind. FIGS. 9 to 11 show the upper housing part 10. Whose upper re wall 11 has an upwardly convex shape so that it can be held by the user. The upper wall 11 has window-like openings 36 which are formed in the front areas thereof and through which the actuation areas 14 of the two shift levers 13 extend. The upper wall 11 has threaded openings 37, 38 and 39 , which forms the inside surfaces thereof and are aligned with the screw insertion openings 24, 25 and 26 in the housing base 9 . In addition, the upper wall 11 has raised areas 40, 41 and 42 with recesses, these raised areas being formed on inner surfaces thereof and aligned with the openings 19, 20 and 21 in the housing base 9 , respectively.

Weiterhin besitzt die obere Wand 11 einen ringförmigen Steg 43, der an einer innenliegenden Oberfläche derselben ausge bildet und mit der Öffnung 22 in dem Gehäuseboden 9 ausgerichtet ist; der ringförmige Steg 43 ist in Anlage an einer oberen Oberfläche des Kuppelbereichs 33 des Halters 28 gehalten, um den Kuppelbereich 33 nach unten zu drücken und zu verstärken. Die obere Wand 11 be sitzt zwei einstückig mit ihr ausgebildete T-förmige Druckvorrichtungen 44, die identische Form aufweisen und mit den Sitzen 34 auf dem Halter 28 aus gerichtet sind. Die Schalthebel 13 sind durch zwei Sätze aus je drei in der Nähe der Druckvorrichtung 44 befindliche aufgeschmolzene Stifte 45 in ihrer Posi tion festgehalten, und ihre Enden sind sandwichartig zwi schen den Druckvorrichtungen 44 und den Sitzen 34 angeord net.Furthermore, the upper wall 11 has an annular web 43 which forms the same on an inner surface thereof and is aligned with the opening 22 in the housing base 9 ; the annular land 43 is held against an upper surface of the dome portion 33 of the holder 28 to press and strengthen the dome portion 33 . The upper wall 11 be sits two integrally formed with it T-shaped pressure devices 44 which have an identical shape and are directed with the seats 34 on the holder 28 from. The shift lever 13 are held tion by two sets of three each located in the vicinity of the printing apparatus 44 molten pins 45 in their Posi, and their ends are sandwiched Zvi rule the pressure devices 44 and the seats 34 angeord net.

Das Gehäuseoberteil 10 besitzt eine Umfangswand 46, die sich an dessen äußerem Umfangsrand entlang erstreckt. Außerdem besitzt das Gehäuseoberteil 10 einstückig mit ihm ausgebildete Versteifungsrippen 47, die sich zwischen der Umfangswand 46, den erhabenen Bereichen 40, 41 und 42 sowie den mit einem Gewinde ausgestatteten Öffnungen 37, 38 und 39 erstrecken.The upper housing part 10 has a peripheral wall 46 which extends along the outer peripheral edge thereof. In addition, the upper housing part 10 has stiffening ribs 47 formed in one piece with it, which extend between the peripheral wall 46 , the raised areas 40, 41 and 42 and the threaded openings 37, 38 and 39 .

Die Fig. 13 bis 15 zeigen einen der identischen Schalhebel 13. Figs. 13 to 15 show one of the identical sound lever 13.

Der Schalthebel 13 ist in einem Stück aus einem Kunstharz material geformt und besitzt einen winkelig abgebogenen Querschnitt. Das den Betätigungsbereich 14 bildende Ende ist im wesentlichen schalenförmig und besitzt eine obere Wand, von der sich ein Betätigungsglied 14 a schräg nach un ten erstreckt. Das andere Ende des Schalthebels 13 besitzt einen schmaleren eingeschnürten Bereich 48, drei kleine Öffnungen 49, die von dem eingeschnürten Bereich 48 in Richtung nach innen angeordnet sind, sowie einen dünneren Bereich 50, der von drei kleinen Öffnungen 49 in Rich tung nach innen vorgesehen ist und einen einfachen Betrieb des Schalthebels 13 gestattet. Der Betätigungsbereich 14 besitzt einen Flansch 14 b, der von dem Betätigungsglied 14 a wegweist und an einem Rand der Innenseite der fensterarti gen Öffnung 36 in Anlage bringbar ist, so daß er als An schlag dient, der eine Rückkehrbewegung des Schalthebels 13 begrenzt, nachdem dieser niedergedrückt worden ist. Au ßerdem besitzt der Schalthebel 13 Versteifungsrippen 51, die an abgebogenen Bereichen desselben ausgebildet sind.The shift lever 13 is molded in one piece from a synthetic resin material and has an angularly bent cross section. The end forming the actuating area 14 is essentially bowl-shaped and has an upper wall, from which an actuating member 14 a extends obliquely to th un. The other end of the shift lever 13 has a narrower constricted region 48 , three small openings 49 , which are arranged inwardly from the constricted region 48 , and a thinner region 50 , which is provided inward by three small openings 49 and allows easy operation of the shift lever 13 . The actuating region 14 has a flange 14 b which points away from the actuator 14 a and can be brought into contact with an edge of the inside of the fensterarti opening 36 so that it serves as an impact which limits a return movement of the shift lever 13 after this has been depressed. In addition, the shift lever 13 has stiffening ribs 51 which are formed on the same at bent regions.

Fig. 16 zeigt die X-Y-Eingabevorrichtung 4 in ihrem zusam mengebauten Zustand. Fig. 16 shows the XY input device 4 in its assembled state.

Der Gehäuseboden 9 und das Gehäuseoberteil 10 sind mittels Schrauben aneinander befestigt, die durch die Schraubenöffnungen 24, 25 und 26 in die mit einem Gewinde ausgestatteten Öffnungen 37, 38 und 39 eingeschraubt sind. Die drehbare Kugel 53 besteht aus Stahl und ist mittig in dem Gehäuse 8 angeordnet. Die Kugel 53 ist mittels des Halters 28 sowie mit tels einer Abdeckung 54, die in die Stufe 22 a um die Öffnung 22 eingepaßt und mittels nicht gezeigter Schrauben an dem Gehäuseboden 9 befestigt ist, in dem Gehäuse 8 fest gehalten. Die Kugel 53 besitzt ein unteres Ende, das nach unten durch eine Öffnung in der Abdeckung 54 freiliegt, und sie kann sich innerhalb des Hohlraums 29 in dem Halter 28 durch eine Rollbewegung auf der in Fig. 1 ge zeigten Unterlage 5 drehen. The housing base 9 and the upper housing part 10 are fastened to one another by means of screws which are screwed through the screw openings 24, 25 and 26 into the threaded openings 37, 38 and 39 . The rotatable ball 53 is made of steel and is arranged centrally in the housing 8 . The ball 53 is held in the housing 8 by means of the holder 28 and by means of a cover 54 which is fitted in the step 22 a around the opening 22 and is fastened to the housing base 9 by means of screws (not shown). The ball 53 has a lower end, which is exposed downward through an opening in the cover 54 , and it can rotate within the cavity 29 in the holder 28 by a rolling movement on the base 5 shown in FIG. 1.

Die beiden Schalthebel 13 sind an Endbereichen mittels der aufgeschmolzenen Stifte 45 an der oberen Wand des oberen Gehäuseteils 10 befestigt. Genauer gesagt, läßt sich jeder Schalthebel 13 dadurch in Position befestigen, daß man die drei Stifte 45 durch die Öffnungen 49 in dem Schalthebel 13 steckt und man dann die freien Enden der Stifte 45 auf schmelzt und umbördelt bzw. breitdrückt. Wenn die Schalt hebel 13 derart befestigt sind, sind die Betätigungs bereiche 14 unter ihrer eigenen Federkraft um die breitge drückten Bereiche verschwenkbar. Wie in Fig. 17 gezeigt ist, ist der in der Nähe des breitgedrückten Bereichs befindliche eingeschnürte Bereich 48 jedes Schalthebels 13 sandwichartig zwischen dem Sitz 34 auf dem Halter 28 und der entsprechenden Druckvorrichtung 44 an der oberen Wand des Gehäuseoberteils 10 angeordnet. Dadurch ist ermöglicht, daß der Schalthebel 13 in federnd nachgiebiger Weise um den breitgedrückten Bereich verschwenkbar bleibt, und zwar selbst dann, wenn der breitgedrückte Bereich in seiner Fe stigkeit der Befestigung nachläßt.The two shift levers 13 are attached to the upper wall of the upper housing part 10 at the end regions by means of the melted-on pins 45 . More specifically, each shift lever 13 can be secured in position by inserting the three pins 45 through the openings 49 in the shift lever 13 and then melting and flanging the free ends of the pins 45 to. If the switching lever 13 are attached in this way, the actuation areas 14 are pivotable under their own spring force around the areas pressed. As shown in FIG. 17, the constricted portion 48 of each shift lever 13 near the flattened portion is sandwiched between the seat 34 on the bracket 28 and the corresponding pressure device 44 on the top wall of the housing top 10 . This makes it possible for the shift lever 13 to remain pivotable in a resilient manner about the wide area, even if the wide area decreases in its strength of attachment.

Der Drucktastenschalter 56 in Fig. 17 wird mittels des Schalthebels 13 betätigt und ist auf einem Substrat 57 angebracht, das an dem oberen Ende einer Erhebung 58 (Fig. 16) des Gehäusebodens 9 befestigt ist. Das Betätigungsglied 14 a des Schalthebels 13 ist dem Drucktastenschalter 56 gegenüberliegend angeord net. Wenn der Betätigungsbereich 14 von dem Benutzer nie dergedrückt wird, greift das Betätigungsglied 14 a an dem Drucktastenschalter 56 an und versetzt diesen in die Lage, den gewünschten Schaltvorgang zu bewirken.The push-button switch 56 in FIG. 17 is actuated by means of the switching lever 13 and is mounted on a substrate 57 which is fastened to the upper end of an elevation 58 ( FIG. 16) of the housing base 9 . The actuator 14 a of the shift lever 13 is the push button switch 56 opposite angeord net. If the operating area 14 is never depressed by the user, the actuator 14 a engages the push button switch 56 and enables them to effect the desired switching operation.

Unter normalen Betriebsbedingungen ist der Kuppelbereich 33 des Halters 28 geringfügig von der oberen Oberfläche der Kugel 53 beabstandet und be hindert die Rollbewegung der Kugel 53 nicht. Wenn die X-Y- Eingabevorrichtung 53 umgekippt oder fallengelassen wird, verhindert die Schutzabdeckung 33, daß sich die Kugel 53 in Richtung auf das Gehäuseoberteil 10 bewegt. Somit sind die Oberfläche der Kugel 53 und das Gehäuseoberteil 10 vor einer ungewollten Beschädigung geschützt. Da die Ro tationsbewegung der Kugel 53 genau detektiert werden soll te, handelt es sich bei der Kugel 53 normalerweise um eine Stahlkugel die schwer ist und eine äußerst genaue Oberfläche aufweist. Wenn die Kugel 53 die innere Oberfläche des Gehäuseoberteils be rühren könnte, dann könnte die Oberfläche der Kugel 53 be schädigt werden, und eine genaue und stabile Detektion der Rotationsbewegung der Kugel 53 wäre nicht möglich. Zur Ver meidung eines derartigen Problems ist ein oberer Bereich der Kugel 53 mit dem Kuppelbereich 33 überdeckt, der eine Krümmung aufweist, die der der Kugel 53 ähnlich ist.Under normal operating conditions, the dome portion 33 of the holder 28 is slightly spaced from the upper surface of the ball 53 and does not prevent the ball 53 from rolling. When the XY input device 53 is overturned or dropped, the protective cover 33 prevents the ball 53 from moving toward the housing top 10 . Thus, the surface of the ball 53 and the upper housing part 10 are protected against unwanted damage. Since the rotational movement of the ball 53 should be detected exactly, the ball 53 is usually a steel ball which is heavy and has an extremely precise surface. If the ball 53 could touch the inner surface of the upper housing part, then the surface of the ball 53 could be damaged, and an accurate and stable detection of the rotational movement of the ball 53 would not be possible. To avoid such a problem, an upper region of the ball 53 is covered with the dome region 33 , which has a curvature that is similar to that of the ball 53 .

Das Funktionsprinzip der X-Y-Eingabevorrichtung zum Detek tieren der Rotationsbewegung der Kugel 53 wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 18 beschrieben.The principle of operation of the XY input device for detecting the rotational movement of the ball 53 will now be described with reference to FIG. 18.

Die Kugel 53 wird durch eine Druck walze 61 gegen eine erste und eine zweite Abtriebswalze 59 und 60 gedrückt. Die Achsen der ersten und der zweiten Abtriebswalze 59 und 60 erstrecken sich senkrecht zueinan der, und die erste und die zweite Abtriebswalze 59 und 60 sind in zueinander senkrechten Richtungen in Berührung mit der Umfangsoberfläche der Kugel 53 gehalten. Die Druckwalze 61 befindet sich auf einer ge raden Linie, die durch einen Punkt Q läuft, in dem sich die Achsen der ersten und der zweiten Abtriebswalze 59 und 60 schneiden, und durch den Mittelpunkt O der Kugel 53 läuft, so daß die Kugel 53 mit gleicher Kraft gegen die erste und die zweite Abtriebswalze 59 und 60 gedrückt wird. Die Druckwalze 61 ist in einem Gehäuse 62 drehbar gelagert, das mittels einer Feder 63 vorgespannt ist, um die Kugel 53 federnd nachgiebig gegen die erste und die zweite Abtriebswalze 59 und 60 zu drüc ken.The ball 53 is pressed by a pressure roller 61 against a first and a second output roller 59 and 60 . The axes of the first and second driven rollers 59 and 60 extend perpendicular to each other, and the first and second driven rollers 59 and 60 are held in contact with the peripheral surface of the ball 53 in directions perpendicular to each other. The platen roller 61 is on a straight line passing through a point Q where the axes of the first and second driven rollers 59 and 60 intersect, and passes through the center O of the ball 53 so that the ball 53 is included same force is pressed against the first and second driven rollers 59 and 60 . The pressure roller 61 is rotatably mounted in a housing 62 , which is biased by a spring 63 to the ball 53 resiliently against the first and second driven rollers 59 and 60 to press.

Die erste und die zweite Abtriebswalze 59 und 60 besitzen Achsen, an denen jeweils eine erste und eine zweite Rota tionsdetektoreinrichtung 64 und 65 angebracht sind. Die er ste und die zweite Rotationsdetektoreinrichtung 64 und 65 beinhalten Codiereinrichtungen, drehbare variable Wider stände sowie andere Bauteile zum Detektieren der Rotations bewegungen der Abtriebswalzen, so daß sich die Rotationsbe wegung der Kugel 53 in Form von Komponenten in Richtung der X-Achse und der Y-Achse detektieren läßt, um dadurch fest zustellen, wie sich die Kugel 53 dreht.The first and second driven rollers 59 and 60 have axes, on each of which a first and a second rotation detector device 64 and 65 are attached. He ste and the second rotation detector means 64 and 65 include encoders, rotatable variable resistors and other components for detecting the rotational movements of the driven rollers, so that the Rotationsbe movement of the ball 53 in the form of components in the direction of the X axis and the Y -Axis can be detected, thereby determining how the ball 53 rotates.

Claims

1. XY input device,
with a housing ( 8 ) in which a ball ( 53 ) is rotatably held, which partially protrudes from a bottom wall ( 9 ) of the housing ( 8 ),
with a signal generator ( 59, 60, 64, 65 ) having a first output roller ( 59 ) and a second output roller ( 60 ), both of which are held against the ball ( 53 ), their axes of rotation for generating signals which X or Y coordinates correspond to the spherical movement, run perpendicular to each other,
with a pressure roller ( 61 ) acting on the ball ( 53 ), by means of which the ball ( 53 ) is pressed into frictional contact with the two driven rollers ( 59, 60 ),
and with a holding device ( 28 ) fastened to the housing ( 8 ), by means of which an upward movement of the ball ( 53 ) away from the housing base ( 9 ) is counteracted, characterized in that the holding device in an integral design surrounds an annular region surrounding the ball ( 53 ), an upper region of the ball ( 53 ) spanning dome region ( 33 ) and three cavities ( 30, 31, 32 ) for receiving and positioning the two output rollers ( 59, 60 ) and the pressure roller ( 61 ).

2. YY input device according to claim 1, characterized in that the housing ( 8 ) from a housing upper part ( 10 ) and the housing base ( 9 ) is formed and that the holding device ( 28 ) between these two housings share ( 10, 9 ) is arranged.

3. XY input device according to claim 1 and 2, characterized in that the housing base ( 9 ) from a cover element ( 54 ) with a circular opening in which the ball ( 53 ) is received and which has a smaller diameter than this whereby the ball ( 53 ) is held between the dome region ( 33 ) and the cover element ( 54 ).