DE4224024C2 - Koordinateneingabevorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Koordinateneingabevorrichtung.

Eine Koordinateneingabevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der DE 34 07 131 A1 bekannt. Diese auch als "Maus" bezeichnete Eingabevorrichtung ermöglicht eine Koordinateneingabe dadurch, daß die in dem Gehäuse gehaltene Kugel mit einem optisch oder magnetisch (induktiv) lesbaren Muster ver­ sehen ist, so daß ihre Bewegung durch entsprechende Sensoren berührungsfrei abgetastet werden kann. Als Kugelhalterungselemente dienen bei der bekannten Koordinateneingabevorrichtung mehrere kleine Kugeln, die in der halbkugelförmigen Wand des Gehäuses derart gelagert sind, daß sie ein Stück aus der Wand nach innen vorstehen und dadurch Lagerungspunkte für die Kugel bilden.

Beispielsweise aus der Einleitung der US 5 008 528 sind auch "Mäuse" bekannt, bei denen die im Gehäuse gehaltene Kugel eine erste Welle und eine zweite, zu der ersten Welle senkrecht angeordnete Welle in Drehung versetzt. Die Wellenbewegung wird dann in die X- und Y-Koordinaten umgesetzt.

Aus der EP 0 392 651 A1 ist eine Koordinateneingabevorrichtung in Form eines sogenannten "Track ball" bekannt. Bei dieser Koordinateneingabevorrichtung steht über die Oberseite eines Gehäuses ein Teil einer Kugel vor, so daß die Kugel von Hand befestigt werden kann. Zu dem Gehäuse gehört ein Lagerring mit konischer Fläche, in der mehrere Löcher ausgebildet sind, durch die hindurch ein Teil von Lagerungskugeln vorsteht. Auf den vorstehenden Abschnitten der Lagerungskugeln ruht der "Track ball". Auf der Außenseite des Gehäuses wird der Abschnitt der Kugel von einer Halteeinrichtung übergriffen, so daß die Kugel unverlierbar in dem Gehäuse sitzt. Mit einer Drehdetektoreinrichtung wird die Drehung von Wellen ermittelt, die durch Drehen der Kugel in gang gesetzt werden. Im allgemeinen erfolgt im Stand der Technik die Montage der Drehwellen für die Kodierung, der Kugelhalterungselemente zum Halten der Kugel und weitere Elemente der Koordinateneingabevorrichtung von der Kugelaufnahmeseite des Gehäuses her. Neben der oben angesprochenen "Maus" und dem "Track ball" wurden weitere Koordinateneingabevorrichtungen mit einer von einem Gehäuse aufgenommenen Kugel vorgeschlagen, beispielsweise in Form eines Stifts mit einer an dessen Spitze gelagerten Kugel. Derartige Vorrichtungen machen eine weitestgehende Miniaturisierung der gesamten Vorrichtung unerläßlich.

Fig. 12 zeigt eine Draufsicht auf einen wesentlichen Teil einer Befestigungskonstruktion eines solchen Kugelhalterungselements bei einer herkömmlichen Koordinateneingabevorrichtung. Wie in Fig. 12 gezeigt ist, ist ein Gehäuse 1 mit einer Nut 3 zur Aufnahme eines Teils eines Kugelhalterungselements 2 ausgebildet. Das als kleine Kugel ausgebildete Kugelhalterungselement 2 wird in der Nut 3 durch Verstemmen der einander gegenüberliegenden Seiten der Nut 3 festgelegt, wie dies durch die Bezugszeichen 4 dargestellt ist, oder es wird in der Nut 3 mittels Klebstoff befestigt.

Hierbei besteht jedoch die Gefahr, daß sich der Haltebereich mit der Zeit löst, so daß das Kugelhalterungselement 2 aus der Nut 3 herausfällt.

Beim Fixieren mittels Klebstoff ist es schwierig, eine geeignete Menge Klebstoff auf die richtige Stelle des kleinen Kugelhalterungselements 2 aufzubringen, und es besteht die Möglichkeit, daß überschüssiger, aus der Nut 3 herausfließender Klebstoff mit der Kugel in Berührung gelangt, wodurch die Gleitfähigkeit der Kugel beeinträchtigt wird.

Bei einer herkömmlichen Koordinateneingabevorrichtung, bei der die Kugel durch zwei Drehwellen und ein einzelnes Halterungselement an drei Punkten drehbar gelagert ist, wird eine auf die Kugel ausgeübte Druckkraft auf die Drehwellen weitergegeben. Daher besteht die Gefahr, daß die Drehwellen verformt werden, so daß sie der Drehbewegung der Kugel nicht folgen können und die Detektion der Drehbewegung beeinträchtigt wird. Wenn der Durchmesser jeder Drehwelle vergrößert wird, um die Verformung der Drehwellen zu verhindern, läßt sich nur schwer eine kompakte Konstruktion der Koordinateneingabevorrichtung erzielen.

Bei einer herkömmlichen Koordinateneingabevorrichtung, bei der die Kugel durch drei in dem Gehäuse vorgesehene, festgelegte Halterungselemente an drei Stellen drehbar gelagert ist, läßt sich das vorstehend erläutere Problem eliminieren. Dabei ist jedoch jede Drehwelle mittels Federn an den Enden der Drehwelle gegen die Kugel vorgespannt, so daß mögliche Schwankungen in der Vorspannkraft der Feder zu dem Problem führen, daß die Drehwellen nicht in einer festgelegten Position stehenbleiben, sondern Schlupf eintritt.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer besser montierbaren, kompakten Koordinateneingabevorrichtung. Dabei betrifft ein Aspekt die rasche und einfache Montage der Kugelhalterungselemente ohne Beeinträchtigung der Gleitfähigkeit der Kugel, ein anderer Aspekt die vereinfachte Vorspannung der Drehwellen gegen die Kugel.

Erfindungsgemäße Lösungen dieser Aufgabe ergeben sich aus den Ansprüchen 1 und 5.

Bei der Koordinateneingabevorrichtung nach Anspruch 1 ist die Kugel durch die jeweils in die drei Zylinderglieder eingesetzten Kugelhalterungselemente derart gehaltert, daß sie sich in jeder Richtung drehen kann. Beim Einsetzen der Kugelhalterungselemente in die entsprechenden Zylinderglieder sowie beim anschließenden Eingreifen des Zylinderglieds in die entsprechende Öffnung einer gedruckten Schaltungsplatte besitzt das Zylinderglied einen verminderten Durchmesser, so daß das Kugelhalterungselement darin festgeklemmt ist. Das Befestigen der Kugelhalterungselemente in dem Gehäuse geschieht in einfacher Weise ohne Verwendung von Klebstoff. Außerdem lassen sich das Einführen der Halterungselemente in die jeweiligen Zylinderglieder sowie das Anbringen der gedruckten Schaltungsplatte an dem Gehäuse nacheinander von der selben Seite des Gehäuses her ausführen. Dadurch läßt sich der Montagevorgang der Koordinateneingabevorrichtung verbessern.

Bei der Koordinateneingabevorrichtung nach Anspruch 5 ist der Montagevorgang dadurch vereinfacht, daß nur eine einzige Feder für die gemeinsame Vorspannung beider Drehwellen gegen die Kugel vorgesehen ist.

Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden anhand der zeichnerischen Dar­ stellungen eines bevorzugten Ausführungsbeispiels noch näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 eine teilweise auseinandergezogene Per­ spektivansicht einer Koordinateneingabe­ vorrichtung gemäß einem bevorzugten Aus­ führungsbeispiel der vorliegenden Erfin­ dung;

Fig. 2 eine Perspektivansicht eines Teils eines Gehäuses der in Fig. 1 gezeigten Koordi­ nateneingabevorrichtung, und zwar gesehen von einer Schaltungsplatten-Befestigungs­ seite des Gehäuses her;

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Oberseite des in Fig. 1 gezeigten Gehäuses;

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Unterseite des in Fig. 1 gezeigten Gehäuses;

Fig. 5 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 5-5 in Fig. 3;

Fig. 6 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 6-6 in Fig. 3;

Fig. 7 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 7-7 der Fig. 3, wobei die Koordina­ teneingabevorrichtung in einen Gehäuse eines elektronischen Geräts angebracht ist;

Fig. 8 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 8-8 in Fig. 4;

Fig. 9 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 9-9 in Fig. 4;

Fig. 10 eine vergrößerte Schnittansicht eines zylindrischen Bereichs des in Fig. 1 gezeigten Gehäuses;

Fig. 11 eine teilweise im Schnitt dargestellte, vergrößerte Draufsicht von unten auf einen Drehwellen-Halterungsbereich des in Fig. 1 gezeigten Gehäuses; und

Fig. 12 eine Draufsicht auf einen wesentlichen Teil einer Befestigungskonstruktion eines Kugelhalterungselements bei einer herkömmlichen Koordinateneingabevorrichtung.

Nachfolgend wird nun ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 11 beschrieben.

Wie in Fig. 1 und 2 zu sehen ist, besitzt eine Koordinateneingabevorrichtung eine Kugel 10, ein Gehäuse 11 mit einer Öffnung, sowie ein ringartiges Halteglied 13, das in der Öffnung des Gehäuses 11 lösbar anbringbar ist. Die Kugel 10 ist aus Kunstharzmaterial mit hohem Verschleißwiderstand gebildet, wie zum Beispiel aus ABS-Kunststoff, wobei ein kugelförmiger Kern aus einem Material mit hohem spezifischem Gewicht, wie zum Beispiel Eisen, in der Kunststoffschicht vorgesehen ist, um dadurch die Kugel 10 zur Verbesserung ihrer Handhabung schwer zu machen. Das Gehäuse 11 und das Halteglied 13 können jeweils durch einstückiges Formen aus Kunstharzmaterial, wie ABS, gebildet sein. Auf der Öffnungsseite des Gehäuses 11 ist ein Kugelaufnahmebereich 12 zur Aufnahme der Kugel 10 ausgebildet. Ein Teil der in dem Kugelaufnahmebereich 12 des Gehäuses 11 aufgenommenen Kugel 10 ragt durch eine innere Öffnung 14 des an dem Gehäuse 11 angebrachten Haltegliedes 13 hindurch. Auf der der Öffnung des Gehäuses 11 gegenüberliegenden Seite ist eine gedruckte Schaltungsplatte 15 an dem Gehäuse 11 angebracht.

Drei Kugelhalterungselemente 16 sind in dem als konkave Fläche gestalteten Kugelaufnahmebereich 12 des Gehäuses 11 vorgesehen, um die Kugel 10 an drei Punkten derart zu haltern, daß sich die Kugel 10 in jeder Richtung drehen läßt. Jedes Kugelhalterungselement 16 ist vorzugsweise in Form einer runden Rubinkugel ausgebildet. Ein Paar Drehwellen 17 und 18 sind in dem Gehäuse 11 orthogonal zueinander ausgerichtet und durch eine Feder 19 gegen die Kugel 10 vorgespannt. In Verbindung mit einer Drehbewegung der Kugel 10 in einer beliebigen Richtung lassen sich die Drehwellen 17 und 18 somit orthogonal zueinander um ihre jeweiligen Achsen drehen. Zwei Drehdetektoren 20 und 21, die in den Fig. 1 und 5 dargestellt sind, sind auf der gedruckten Schaltungsplatte 15 angebracht, um als Drehdetektoreinrichtung die jeweilige Drehung der Drehwellen 17 und 18 zu detektieren und Impulssignale zu erzeugen. Durch Zählen der Impulssignale lassen sich somit Positionsanzeigedaten zum Steuern einer Cursor-Position oder dergleichen auf dem Bildschirm einer Anzeige bilden.

Im folgenden wird eine Befestigungskonstruktion für die Kugelhalterungselemente 16 beschrieben. Wie in den Fig. 2, 4, 7 und 10 zu sehen ist, ist das Gehäuse 10 mit drei Zylindergliedern 22 ausgebildet, die jeweils zur Aufnahme der Kugelhalterungselemente 16 von der Seite der gedruckten Schaltungsplatte des Gehäuses 11 her sowie zum Festhalten der Kugelhalterungselemente 16 in Berührung mit der Kugel 10 ausgelegt sind. Jedes Zylinderglied 22 ist mit einem Schlitz 22a ausgebildet, der sich in dessen Längsrichtung erstreckt. Jedes Zylinderglied 22 läßt sich somit radial nach innen und außen biegen. Jedes Zylinderglied 22 besitzt eine kreisförmige Öffnung (Loch) 22b, die zu dem Kugelaufnahmebereich 12 des Gehäuses 11 hin offen ist. Jede kreisförmige Öffnung 22b besitzt einen Durchmesser, der kleiner ist als der jedes kugelförmigen Kugelhalterungselements 16. Somit ragt ein Teil jedes Kugelhalterungselements 16 durch die entsprechende kreisförmige Öffnung 22b des zylindrischen Bereichs 22 hindurch und steht mit der Kugel 10 in Berührung. Wie in Fig. 10 gezeigt ist, ist die gedruckte Schaltungsplatte 15 mit drei kreisförmigen Öffnungen 15a (Aufnahmelöchern) ausgebildet, in die die Zylinderglieder 22 jeweils an ihren Endbereichen eingreifen, von denen her die Kugelhalterungselemente 16 jeweils einzuführen sind. Jede kreisförmige Öffnung 15a besitzt einen Innendurchmesser, der geringfügig kleiner ist als der Außendurchmesser eines jeden Zylinderglieds 22. Wenn sich das Zylinderglied 22 mit der entsprechenden kreisförmigen Öffnung 15a in Eingriff befindet, ist das Zylinderglied 22 somit radial nach innen gebogen und sein Außendurchmesser reduziert, wodurch das Zylinderglied 22, oder besser gesagt die Kugelhalterungselemente 16, in Berührung mit der Kugel 10 festgehalten sind. Der Vorgang zum Montieren der Kugelhalterungselemente 16 in dem Gehäuse 11 läßt sich somit in einfacher Weise ohne die Verwendung von Klebstoff oder dergleichen ausführen. Da die Kugelhalterungselemente 16 bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel kugelförmig ausgebildet sind, ist es nicht notwendig, auf die Erstreckungsrichtung oder Ausrichtung jedes Kugelhalterungselements 16 beim Einführen desselben in das entsprechende Zylinderglied 22 zu achten.

Fig. 7 zeigt einen Zustand, in dem die Koordinateneingabevorrichtung in dem Gehäusekörper 23 eines elektronischen Geräts, wie zum Beispiel eines Personal Computers von der Größe eines sogenannten Notebooks, untergebracht ist. Wie in Fig. 7 zu sehen ist, sind die Zylinderglieder 22 des Gehäuses 11 mit den jeweiligen kreisförmigen Öffnungen 15a der Schaltungsplatte 15 in Eingriff, und drei als Stopfen ausgebildete Positioniervorsprünge 23a des Körpers 23 befinden sich in Eingriff mit den jeweiligen Zylindergliedern 22. Auf diese Weise läßt sich die Koordinateneingabevorrichtung unter Verwendung der zylindrischen Bereiche zur Aufnahme der Kugelhalterungselemente 16 positionieren.

Im folgenden werden nun die Drehwellen 17 und 18 sowie eine Befestigungskonstruktion für diese ausführlich erläutert. Wie in den Fig. 2 und 5 zu versehen ist, weist die Drehwelle 17 einen Stangenbereich 24, einen auf dem Stangenbereich 24 an einer im wesentlichen zentralen Stelle desselben angebrachten Walzenbereich 25 sowie eine Drehplatte 26 auf, die auf dem Stangenbereich 24 in der Nähe eines Endes desselben angebracht ist. Der Kugelaufnahmebereich 12 ist mit zwei Öffnungen 12a ausgebildet, und der Walzenbereich 25 der Drehwelle 17 ragt teilweise durch eine der beiden Öffnungen 12a hindurch und steht mit der Kugel 10 in Berührung. Die andere Drehwelle 18 besitzt dieselbe Konstruktion wie die Drehwelle 17. Jede Drehplatte 26 der Drehwellen 17 und 18 ist als Lichtabschirmplatte mit einer Mehrzahl von Schlitzen über ihren Außenumfang ausgebildet und, wie in Fig. 1 gezeigt ist, sind die Drehdetektoren 20 und 21 mit Detektionsbereichen 20a bzw. 21a des Typs mit fotoelektrischer Umwandlung versehen. Beim Drehen einer jeden Drehplatte 26 kreuzen die Schlitze und Zähne, die über den gesamten Außenumfang der Drehplatte 26 ausgebildet sind, abwechselnd einen optischen Weg des Detektionsbereichs 20a oder 21a, wodurch die Impulssignale entsprechend dem Ausmaß der Drehung jeder Drehplatte 26 erzeugt werden.

Das Gehäuse 11 ist mit zwei Wellenhalterungsbereichen ausgebildet, in denen die Drehwellen 17 und 18 jeweils derart gehaltert sind, daß sie sich in Richtung auf die Kugel 10 zu sowie von dieser weg verlagern lassen. Die Drehwellen 17 und 18 werden von der Schaltungsplatten-An­ bringungsseite des Gehäuses 11 her in dem Gehäuse 11 montiert. Wie in den Fig. 4, 5, 8 und 9 zu sehen ist, beinhaltet der Wellenhalterungsbereich zum Haltern der Drehwelle 17 einen ersten Wandbereich 27, der dazu ausgelegt ist, mit einem auf der Rotationsplatten-Befestigungsseite gelegenen Ende des Stangenbereichs 24 in Berührung zu treten, einen zweiten Wandbereich 28, der dazu ausgelegt ist, mit dem anderen oder zweiten Ende des Stangenbereichs 24 in Berührung zu treten, sowie einen dritten Wandbereich 29, der eine Mehrzahl von Halterungsflächen zum Halten eines mittleren Teils des Stangenbereichs 24 aufweist. Der erste Wandbereich 27 ist mit einer Aussparung ausgebildet, die zur Schaltungsplatten-Befestigungsseite hin offen ist, um dadurch das eine Ende des Stangenbereichs 24 von der Schaltungsplatten-Befestigungsseite her aufzunehmen. Der zweite Wandbereich 28 ist mit einem horizontalen Fortsatz 28a ausgebildet, durch den verhindert ist, daß das andere Ende des Stangenbereichs 24 zur Schaltungsplatten-Befestigungsseite hin nach unten herausfällt. Der andere Wellenhalterungsbereich zum Haltern der anderen Drehwelle 18 besitzt dieselbe Konstruktion wie der vorstehend beschriebene Wellenhalterungsbereich zum Haltern der Drehwelle 17. Außerdem ist, wie in Fig. 11 gezeigt ist, der zweite Wandbereich 28 für die Drehwelle 17 in einstückiger Weise mit dem für die Drehwelle 18 ausgebildet.

Wie in den Fig. 1, 5 und 11 zu sehen ist, sind die Drehdetektoren 20 und 21 jeweils mit Einklemmbereichen 20b und 21b versehen, die zum Einklemmen der Drehwellen 17 bzw. 18 in der Nähe der Drehplatten 26 dienen, d. h. in der Nähe der auf der Rotationsplatten-Be­ festigungsseite gelegenen Enden der Drehwellen 17 bzw. 18. Jeder der Einklemmbereiche 20b und 21b ist aus einem Paar säulenartiger Vorsprünge gebildet, die zum Einklemmen der Drehwelle 17 oder 18 zwischen sich parallel angeordnet sind. Genauer gesagt, besitzt jeder säulenartige Vorsprung eine gerundete Seitenfläche, die zum In- Berührung-Treten mit einer Außenumfangsfläche des Stangenbereichs 24 jeder Drehwelle 17 und 18 ausgelegt ist, so daß bei Anbringung der Drehdetektoren 20 und 21 in dem Gehäuse 11 die Einklemmbereiche 20b und 21b jeweils mit den Drehwellen 17 und 18 in Eingriff gebracht werden. In dem Zustand, in dem die gedruckte Schaltungsplatte 15 an dem Gehäuse 11 angebracht ist, lassen sich bei dieser Konstruktion die Drehwellen 17 und 18 derart in Richtung auf die Kugel 10 zu sowie von dieser weg verlagern, daß sie jeweils um die als Schwenkpunkte dienenden Einklemmbereiche 20b und 21b schwenkbeweglich sind. Wie in Fig. 11 gezeigt ist, sind außerdem die einander entgegengesetzten Enden jeder Drehwelle 17 und 18 konvex ausgebildet, so daß ein Verschleiß des ersten und des zweiten Wandbereichs 27 und 28 aufgrund der Gleitberührung der entgegengesetzten Enden mit den Wandbereichen 27 und 28 beim Verschwenken der Drehwellen 17 und 18 auf ein Minimum reduziert werden kann. Auf diese Weise lassen sich die Drehwellen 17 und 18 ohne Klappern in stabiler Weise drehen.

Wie in Fig. 11 gezeigt ist, ist außerdem die Schraubenfeder 19 zum gemeinsamen Vorspannen der Drehwellen 17 und 18 gegen die Kugel 10 vorgesehen. D. h. die Schraubenfeder 19 ist von der Schaltungsplatten-Be­ festigungsseite des Gehäuses 11 her an einem Federfesthaltebereich 30 des Gehäuses 11 angebracht. Ein Paar sich von den entgegengesetzten Enden der Schraubenfeder 19 wegerstreckender Arme 19a und 19b greifen an ihren freien Endbereichen an den Drehwellen 17 bzw. 18 an, und zwar in der Nähe der zweiten Enden derselben auf der Seite der zweiten Wandbereiche 28, um dadurch die Drehwellen 17 und 18 gegen die Kugel 10 vorzuspannen. Außerdem sind die zweiten Wandbereiche 28 für die Drehwellen 17 und 18 jeweils mit Anschlagbereichen 28b einstückig ausgebildet, und die Arme 19a und 19b der Schraubenfeder 19 befinden sich in ihren mittleren Bereichen mit den jeweiligen Anschlagbereichen 28b der zweiten Wandbereiche 28 für die Drehwellen 17 und 18 in Eingriff.

Bei der die vorstehend erläuterte Konstruktion aufweisenden Koordinateneingabevorrichtung lassen sich alle Kugelhalterungselemente 16, die Drehwellen 17 und 18 sowie die Feder 19 in dem Gehäuse 11 von der Schaltungsplatten-Befestigungsseite des Gehäuses 11 her montieren. Nach der Montage der Drehdetektoren 20 und 21 auf der gedruckten Schaltungsplatte 15 lassen sich somit alle Kugelhalterungselemente 16, die Drehwellen 17 und 18, die Feder 19 sowie die gedruckte Schaltungsplatte 15 in dieser Reihenfolge von der selben Seite her in bzw. an dem Gehäuse 11 montieren, wobei das Gehäuse 11 in einer festen Position gehalten wird. Dadurch ist der Montagevorgang der Koordinateneingabevorrichtung verbessert.

Außerdem sind bei der Koordinateneingabevorrichtung mit der vorstehend erläuterten Konstruktion die Drehwellen 17 und 18 durch die Arme 19a bzw. 19b der Feder 19 normalerweise gegen die Fläche der Kugel 10 vorgespannt, während die Drehwellen 17 und 18 durch die Einklemmbereiche 20b und 21b der Rotationsdetektoren 20 und 21 gleichzeitig in der Nähe der Rotationsplatten 26 den Detektionsbereichen 20a und 21a der Rotationsdetektoren 20 und 21 jeweils gegenüberliegend eingeklemmt sind, und zwar derart, daß sie sich um die als Schwenkpunkte dienenden Einklemmbereiche 20b und 21b in schwenkender Weise in Richtung auf die Kugel 10 zu sowie von dieser weg verlagern lassen, wodurch eine Oszillationsbewegung der Achsen der Drehwellen 17 und 18 ermöglicht ist. Selbst wenn die Drehachsen 17 und 18 in Richtung auf die Kugel 10 zu oder von dieser weg verlagert sind, läßt sich somit ein möglicher Schlupf in der Position der Rotationsplatten relativ zu den Detektionsbereichen 20a und 21a der Drehdetektoren 20 und 21 unterdrücken. Auf diese Weise läßt sich eine Verminderung der Detektionsgenauigkeit der Drehdetektoren 20 und 21 verhindern.

Da außerdem die mit den anderen, zweiten Enden der Drehwellen 17 und 18 in Berührung stehenden zweiten Wandbereiche 28 mit den Anschlagbereichen 28b zum Stoppen der jeweiligen Arme 19a und 19b der Feder ausgebildet sind, ist ein Lösen der Arme 19a und 19b von den Drehachsen 17 bzw. 18 verhindert. Da die Anschlagbereiche 28b außerdem mit den zweiten Wandbereichen 28 einstückig ausgebildet sind, läßt sich die innere Konstruktion des Gehäuses 11 vereinfachen, und zwar dahingehend, daß sich das Gehäuse 11 kompakt ausbilden und außerdem einfach herstellen läßt.

Die Kugelhalterungselemente 16 sind nicht auf ein kugelförmiges Element beschränkt, sondern können jeweils auch als Stangenelement mit einem halbkugeligen Ende zum Haltern der Kugel 10 ausgebildet sein. Die Kugelhalterungselemente 16 sind bei dem beschriebenen, bevorzugten Ausführungsbeispiel in den Zylindergliedern 22 zwar durch den Eingriff der Zylinderglieder 22 in die kreisförmigen Öffnungen 15a der gedruckten Schaltungsplatte 15 festgelegt, jedoch kann diese Festlegung der Kugelhalterungselemente in den Zylindergliedern auch durch irgendwelche andere Mittel verwirklicht werden, wie zum Beispiel durch Steckglieder, die im Preßsitz in die Zylinderglieder einführbar sind.

Bei der Koordinateneingabevorrichtung lassen sich nach der Anbringung der Drehdetektoren auf der gedruckten Schaltungsplatte alle Kugelhalterungselemente, die Drehwellen, die Feder sowie die gedruckte Schaltungsplatte in dieser Reihenfolge von der selben Seite her an dem Gehäuse montieren. Dies vereinfacht den Montagevorgang der Koordinateneingabevorrichtung.

Die Drehwellen lassen sich durch die Vorspannkraft der Feder in zuverlässiger Berührung mit der Kugel halten, wodurch sich eine Verminderung der Detektionsgenauigkeit der Rotationsdetektoren verhindern läßt.

Bei der Koordinateneingabevorrichtung wird die Kugel von der festgelegten Halterungseinrichtung gehalten, und die Drehwellen sind durch die Feder gegen die Kugel vorgespannt. Dadurch läßt sich verhindern, daß die Drehwellen durch eine auf die Kugel ausgeübte Drückkraft verformt werden. Dadurch läßt sich der Durchmesser jeder Drehwelle reduzieren, wodurch sich eine kompakte Konstruktion der Koordinateneingabevorrichtung als Ganzes erzielen läßt. Außerdem befinden sich das erste und das zweite Ende jeder Drehwelle in Gleitberührung mit den ersten bzw. zweiten Wandbereichen, um dadurch eine axiale Bewegung der Drehwellen einzuschränken. Außerdem ist jede Drehwelle durch das Einklemmelement in der Nähe des ersten Endes der Drehwelle, an dem die Drehplatte angebracht ist, eingeklemmt sowie durch die Feder in der Nähe des zweiten Endes der Drehwelle gegen die Kugel vorgespannt. Somit lassen sich die Drehwellen stets in Verbindung mit der Drehbewegung der Kugel verschwenken, und ein Schlupf hinsichtlich der Position der Drehplatte relativ zu dem jeweiligen Drehdetektor zum Detektieren des Dreh-Hubs der Drehplatte läßt sich auf ein Minimum reduzieren, wodurch sich die Drehbewegung in stabiler Weise detektieren läßt. Eine Verformung der sich mit der Kugel drehenden Drehwellen läßt sich verhindern, während sich das Ausmaß der Drehung in beständiger Weise detektieren läßt.

Claims (5)

1. Koordinateneingabevorrichtung mit einer Kugel (10), deren Drehung von einer Drehdetektoreinrichtung (20, 21) detektiert wird, mit einem Gehäuse (11), wenigstens drei Kugelhalterungselementen (16), an denen die Kugel (10) anliegt und die derart gelagert sind, daß ein Teilbereich jedes Kugelhalterungselements (16) aus einem zugehörigen, in dem Gehäuse (11) ausgebildeten Loch (22b) vorsteht, wobei die Außenabmessung des jeweiligen Kugelhalterungselements (16) diejenige des zugehörigen Lochs (22b) übersteigt, und mit jeweils einer Malteeinrichtung zum Malten jedes der Kugelhalterungselemente in dem Gehäuse, wobei das Gehäuse eine die Löcher (22b) enthaltende, halbkugelförmige Wand aufweist, die auf einer ersten Seite eine konkave Fläche (12) und auf der zweiten Seite eine konvexe Fläche bildet, dadurch gekennzeichnet, daß an der konvexen Fläche für jedes Kugelhalterungselement (16) als Bestandteil der Malteeinrichtung ein Zylinderglied (22) angeformt ist, das einen Mitteldurchgang aufweist, durch den hindurch das jeweilige Kugelhalterungselement (16) von dem freien Ende des Zylinderglieds (22) zu dem an dessen anderem Ende befindlichen Loch (22b) einbringbar ist.

2. Koordinateneingabevorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine gedruckte Schaltungsplatte (15), die mit dem Gehäuse (11) auf der zweiten Seite der halb­ kugelförmigen Wand verbunden ist, wobei die Zylinderglieder (22) jeweils ein Paar Längs­ schlitze (22a) aufweisen, die sich von dem freien Ende zu einem Punkt in der Nachbarschaft des an der konvexen Fläche befestigten Endes hin er­ strecken, so daß der Durchmesser des Mitteldurch­ gangs veränderbar ist, und daß die Halteein­ richtung an der gedruckten Schaltungsplatte (15) ausgebildete Aufnahmelöcher (15a) aufweist, die jeweils das freie Ende des zugehörigen Zylinderglieds (22) derart einschnüren, daß der Durchmesser des Mitteldurchgangs des betreffenden Zylinderglieds kleiner als der Durchmesser des Kugelhalterungselements (16) ist, wenn das freie Ende des Zylinderglieds in dem Aufnahmeloch (15a) der gedruckten Schaltungsplatte (15) sitzt.

3. Koordinateneingabevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Malteeinrichtung Stopfen (23a) aufweist, die jeweils fest in dem Mitteldurchgang des zugehörigen Zylinderglieds (22) sitzen und mit einem Ende das zugehörige Kugelhalterungselement (16) berühren.

4. Koordinateneingabevorrichtung nach jedem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelhalterungselemente (16) Kugelelemente sind.

5. Koordinateneingabevorrichtung, umfassend:
ein Gehäuse (11) mit einer halbkugelförmigen Wand, die auf einer ersten Seite eine konkave Fläche (12) und auf der zweiten Seite eine konvexe Fläche bildet, wobei das Gehäuse eine erste und eine zweite Öffnung (12a) und mindestens drei Löcher (22b) bildet;
eine in dem Gehäuse (11) nahe der konkaven Fläche angeordnete Kugel (10), die zur Koordinateneingabe vom Benutzer in Drehung versetzt wird;
eine erste Welle (17), die drehbar auf der zweiten Seite des Gehäuses gelagert ist und sich mit einem Abrollabschnitt durch die erste Öffnung hindurch erstreckt, um mit der Kugel (10) in Berührung zu treten;
eine zweite Welle (18), die drehbar auf der zweiten Seite des Gehäuses gelagert ist, und die einen zweiten Abrollabschnitt aufweist, der sich durch die zweite Öffnung hindurch erstreckt und mit der Kugel (10) in Berührung tritt; und
eine mit dem Gehäuse (11) gekoppelte Feder (19), welche den ersten und den zweiten Abrollabschnitt der ersten und der zweiten Welle (17, 18) gegen die Kugel (10) vorspannt.