JP2011123606A - Track ball with proximity sensor, proximity sensor for track ball and antenna for the same - Google Patents

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Toshiyuki Noda
敏幸 野田
Shinji Hama
信治 浜
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a track ball with a proximity sensor and a proximity sensor for a track ball which can effectively prevent the malfunction or incorrect operation of a track ball without damaging operability. <P>SOLUTION: A track ball 10 with a proximity sensor includes: a proximity sensor 1 for detecting the entry of an operator body H to a range preset in the circumference of a ball B or the contact of the operator body H with the ball B; and a position instruction information conversion part 5 for performing the conversion processing of moving amounts accompanied by the rotation of the ball B into position instruction information only based on a signal detected by the proximity sensor 1. The proximity sensor 1 is configured of a plate-shaped antenna 2 in which the occurrence of the change of an electrostatic capacity due to the entry or contact of the body H is possible; and an arithmetic processing part 3 for processing the signal which generates in the antenna 2. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は近接センサ付きトラックボールおよびトラックボール用近接センサ等に係り、特にトラックボールの誤動作・誤作動を、操作性を損なうことなく有効に防止することのできる、近接センサ付きトラックボールおよびトラックボール用近接センサ等に関するものである。   The present invention relates to a trackball with a proximity sensor, a proximity sensor for a trackball, and the like, and in particular, a trackball with a proximity sensor and a trackball that can effectively prevent malfunctions and malfunctions of the trackball without impairing operability. This relates to a proximity sensor for a vehicle.

トラックボールは、医療機器、アミューズメント、FA分野等を主として従来から広く用いられている、ボールが回転する移動量を定量的に出力するポインティングデバイスである。トラックボールにおいては、ボールに操作者の手が接触しない状態においては位置指示がなされていないのであるから、当然ながらボールはその位置を維持、すなわち静止していなければならない。   The trackball is a pointing device that quantitatively outputs the amount of movement of the ball, which has been widely used mainly in medical equipment, amusement, FA fields, and the like. In the trackball, since the position is not instructed when the operator's hand is not in contact with the ball, the ball must naturally maintain its position, that is, remain stationary.

しかし、振動や音響の影響を受けてボールが勝手に移動してしまう現象が発生し、操作者による位置指示がなされていないのに装置上において位置指示用のポインタが移動してしまう場合がある。従来は、ボール抑えを用いたり、ボールの接触摩擦力を上げることによって、振動などによってボールが容易に動かないようにして、かかる問題に対処してきた。   However, a phenomenon that the ball moves unintentionally under the influence of vibration or sound may occur, and the position instruction pointer may move on the device even though the position instruction is not given by the operator. . Conventionally, this problem has been addressed by using ball restraint or increasing the contact friction force of the ball so that the ball does not move easily due to vibration or the like.

特表平9−511086号公報「多入力近接検出器およびタッチパッドシステム」Japanese National Publication No. 9-51186 “Multi-input proximity detector and touchpad system” 特開平1−184571号公報「ディスプレイ消費電力制御機能付きコンピュータおよびディスプレイ消費電力制御方法」JP-A-1-184571 “Computer with Display Power Consumption Control Function and Display Power Consumption Control Method”

さて、上述したように、接触摩擦力を上げることによってボールの移動を抑制し、ボールおよびそれに連動する表示装置上のポインタの位置が勝手に移動してしまうことは防止できるようになる。しかしながら摩擦力を上げた分、ボールに対して大きな操作力が必要となる上、扱いの観点からは感触が低下してしまう。また、摩擦力を一定に保持制御することは、管理の面でも相当の負担を要するものだった。   As described above, the movement of the ball is suppressed by increasing the contact frictional force, and it is possible to prevent the ball and the position of the pointer on the display device linked to the ball from moving without permission. However, as the frictional force is increased, a large operating force is required for the ball and the feel is reduced from the viewpoint of handling. In addition, maintaining and controlling the frictional force at a constant level requires a considerable burden in terms of management.

他方、トラックボール同様ポインティングデバイスであるタッチパッドには、静電容量方式が主として用いられている。前掲特許文献1もコンピュータにタッチパッドを用いた一例であり、静電容量的作用により動作し、適当な誘電媒体を通して操作可能であり、モニタ画面と結合してコンピュータインタフェースとして使用するための構成が開示されているものである。   On the other hand, a capacitive system is mainly used for a touch pad which is a pointing device like a trackball. The above-mentioned Patent Document 1 is also an example using a touch pad in a computer, which operates by a capacitive action, can be operated through an appropriate dielectric medium, and has a configuration for use as a computer interface in combination with a monitor screen. It is disclosed.

また特許文献2には、コンピュータにおいて、キーボードに人が近づいたか否かを静電容量で検出し、電源の切断を制御するものであり、特に静電容量により人の手の接触の有無によって制御するという技術である。   In Patent Document 2, in a computer, whether or not a person approaches the keyboard is detected by capacitance, and the power supply is controlled to be cut off. It is a technology to do.

このような静電容量方式をトラックボールにも利用して、上述した不操作時におけるボールの不用意な移動と、それによる位置指示操作上の不便・不都合とを防止できればよいのだが、そのような技術は未だに提案されたことがない。また、タッチパッドやタッチパネルのように、あるいはマイクロコンピュータ(マイコン)のように、基板表面にパターンを設けて、パターンへの指等の接触による静電容量検出を行う構成という従来の構成は、トラックボールには使用できない。なぜならば、ボールの動作および操作の都合上、ボール上にパターンを形成することができないからである。   It would be good if such a capacitance method is also used for a trackball to prevent the inadvertent movement of the ball at the time of the above-mentioned non-operation and the inconvenience / inconvenience in the position pointing operation due to it. New technology has never been proposed. In addition, a conventional configuration such as a touch pad, a touch panel, or a microcomputer (microcomputer) is provided with a pattern on the surface of the substrate and detects capacitance by touching the pattern with a finger or the like. Cannot be used for balls. This is because a pattern cannot be formed on the ball due to the operation and operation of the ball.

さらに、ボールの物理的な移動を、コンピュータ等装置の表示画面上における移動および位置指示へと反映させるか否か、すなわちポインティングデバイスとして機能させるか否かの切り替えが、ボールへの指等の接触の有無によってなされる構成は、決して充分に望ましいものとはいえない。なぜならば、トラックボールのボールは、それ自体は物理的な移動・位置変化のない静止したタッチパッド等とは異なり、それ自体が自由かつ滑らかに回転移動する動的なものだからである。   Furthermore, whether the physical movement of the ball is reflected in the movement and position indication on the display screen of a computer or the like, that is, whether or not to function as a pointing device is determined by the contact of the finger with the ball, etc. The construction made by the presence or absence of is never fully desirable. This is because a trackball ball itself is a dynamic one that rotates and moves freely and smoothly, unlike a stationary touchpad or the like that has no physical movement or position change.

つまり、指等がボールに掛かる時点では既に、円滑な位置指示ができる状態になっていることが望ましく、そのためには、手・指が触れる前に切り替えが為される方式であることが必要である。しかしながら、かかる方式を提案した例、実現した例は認められない。   In other words, it is desirable to be able to give a smooth position indication when a finger or the like hits the ball. To that end, it is necessary to have a system in which switching is performed before the hand / finger touches. is there. However, examples that propose or implement such methods are not allowed.

本発明が解決しようとする課題は、かかる従来技術の問題点を除き、トラックボールの誤動作・誤作動を、操作性を損なうことなく有効に防止することのできる、近接センサ付きトラックボールおよびトラックボール用近接センサを提供することである。すなわち、不操作時におけるボールの不用意な移動と、それによる位置指示操作上の不便・不都合とを有効に防止できる、近接センサ付きトラックボールおよびトラックボール用近接センサ等を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is that a trackball with a proximity sensor and a trackball that can effectively prevent malfunction and malfunction of the trackball without impairing operability, except for the problems of the prior art. Proximity sensor is provided. That is, it is an object to provide a trackball with a proximity sensor, a proximity sensor for a trackball, and the like that can effectively prevent inadvertent movement of the ball at the time of non-operation and inconvenience and inconvenience in the position pointing operation.

また、上記課題解決のために静電容量方式を利用するにあたり、トラックボールのボール上にパターンを形成することなく当該方式を利用可能な近接センサ付きトラックボールおよびトラックボール用近接センサ等を提供することも、本発明の課題である。   In addition, a trackball with a proximity sensor, a proximity sensor for a trackball, and the like that can use the method without forming a pattern on the ball of the trackball when using the capacitance method for solving the above-described problem are provided. This is also an object of the present invention.

さらにまた、本発明の課題は、指等がボールに触れる前に、切り替えが為され得る構成とすること、つまり、ボールの移動をコンピュータ等装置の表示画面上におけるポインタやカーソルの移動および位置指示へと反映させるか否か、換言すればポインティングデバイスとして機能させるか否かの切り替えを、ボールへの指等の接触の有無に関わらず可能とする、近接センサ付きトラックボールおよびトラックボール用近接センサ等を提供することである。   Furthermore, an object of the present invention is to provide a configuration in which switching can be performed before a finger or the like touches the ball, that is, movement of the pointer or cursor on the display screen of a device such as a computer and position indication are performed. Track ball with proximity sensor and proximity sensor for track ball, which can be switched whether to reflect on the screen, in other words, whether or not to function as a pointing device, regardless of whether or not a finger touches the ball Etc. is to provide.

本願発明者は上記課題について検討した結果、静電容量方式を用い、ボール上のパターン形成ではなく、同様機能を備えたアンテナをボールの近傍に設ける構成とすることにより課題を解決できることに想到し、本発明に至った。すなわち、上記課題を解決するための手段として本願で特許請求される発明、もしくは少なくとも開示される発明は、以下の通りである。   As a result of studying the above problems, the inventor of the present application has come up with the idea that the problem can be solved by using an electrostatic capacity method and providing an antenna having a similar function in the vicinity of the ball instead of forming a pattern on the ball. The present invention has been reached. That is, the invention claimed in the present application, or at least the disclosed invention, as means for solving the above-described problems is as follows.

(1) ボール周囲において予め設定された範囲内への操作者身体の進入や該ボールへの接触を検知するための近接センサと、該近接センサにより検知された信号に基づいてのみ、ボール回転に伴う移動量の位置指示情報への変換処理を行う位置指示情報変換部と、を備えてなる近接センサ付きトラックボールであって、該近接センサは、上記身体進入や接触による静電容量変化の発生が可能な板状のアンテナと、該アンテナにおいて発生する信号を処理する演算処理部とを備えてなる、近接センサ付きトラックボール。
(2) 前記アンテナは、トラックボールのボール以外の部分に設けられていることを特徴とする、(1)に記載の近接センサ付きトラックボール。
(3) 前記アンテナは、トラックボールのケース上面に設けられていることを特徴とする、(1)に記載の近接センサ付きトラックボール。
(4) 前記アンテナは、前記ケース上面全周に亘って設けられた環状の形状であることを特徴とする、(3)に記載の近接センサ付きトラックボール。
(1) A ball is rotated only on the basis of a proximity sensor for detecting an operator's body entering or contacting the ball within a preset range around the ball and a signal detected by the proximity sensor. A position instruction information conversion unit that performs a process of converting the accompanying movement amount into position instruction information, the proximity sensor having a proximity sensor, wherein the proximity sensor generates a capacitance change due to the body approach or contact A trackball with a proximity sensor, comprising: a plate-like antenna that can perform the above-described operation; and an arithmetic processing unit that processes a signal generated in the antenna.
(2) The trackball with a proximity sensor according to (1), wherein the antenna is provided in a portion other than the ball of the trackball.
(3) The trackball with a proximity sensor according to (1), wherein the antenna is provided on an upper surface of a case of the trackball.
(4) The trackball with a proximity sensor according to (3), wherein the antenna has an annular shape provided over the entire circumference of the upper surface of the case.

(5) 前記近接センサは、前記ボールと操作者身体との距離に基づき前記進入や接触の検知を行うことを特徴とする、(1)ないし(4)のいずれかに記載の近接センサ付きトラックボール。
(6) トラックボールのボール周囲において予め設定された範囲内への操作者身体の進入や該ボールへの接触を検知するためのトラックボール用近接センサであって、上記身体進入や接触による静電容量変化の発生が可能な板状のアンテナと、該アンテナにおいて発生する信号を処理する演算処理部とからなる、トラックボール用近接センサ。
(7) 前記アンテナは環状であり、トラックボールのケース上面に設置可能な形状に形成されていることを特徴とする、(6)に記載のトラックボール用近接センサ。
(5) The proximity sensor track according to any one of (1) to (4), wherein the proximity sensor detects the approach or contact based on a distance between the ball and an operator's body. ball.
(6) A trackball proximity sensor for detecting an operator's body approaching into and contact with a ball within a predetermined range around the ball of the trackball. A trackball proximity sensor comprising a plate-like antenna capable of generating a capacitance change and an arithmetic processing unit for processing a signal generated in the antenna.
(7) The proximity sensor for trackball according to (6), wherein the antenna is annular and is formed in a shape that can be installed on an upper surface of a trackball case.

(8) 前記ボールと操作者身体との距離に基づき前記進入や接触の検知を行うことを特徴とする、(6)または(7)に記載のトラックボール用近接センサ。
(9) トラックボールのボール周囲において予め設定された範囲内への操作者身体の進入や該ボールへの接触を検知するためのトラックボール用近接センサに用いるアンテナであって、上記身体進入や接触による静電容量変化の発生が可能な材料により板状に形成されている、近接センサ用アンテナ。
(8) The trackball proximity sensor according to (6) or (7), wherein the approach or contact is detected based on a distance between the ball and an operator's body.
(9) An antenna used as a trackball proximity sensor for detecting the approach of the operator's body to the range set in advance around the trackball and the contact with the ball. An antenna for a proximity sensor, which is formed in a plate shape from a material capable of generating an electrostatic capacitance change due to.

静電容量により検出し、人の手・指のタッチの有無によってポインティングデバイスの動きと実際の位置指示との接続を制御するという方式は従来、トラックボールにおいては存在しない。しかも本発明は、手・指によるボールとの接触がなくても、予め設定された所定の空間範囲内に手・指が入る(入っている)か否かによって、つまり、「接触」ではなく「接近」の検出の有無によって、接続がON/OFF切り替えされるというものであり、かかる機能を実現するために、ボール上へのパターン形成ではなく、近傍へのアンテナ設置という構成に想到したものである。   Conventionally, there is no method for detecting the electrostatic capacitance and controlling the connection between the movement of the pointing device and the actual position instruction based on the presence or absence of a human hand / finger touch. In addition, the present invention is based on whether or not the hand / finger enters (enters) a predetermined space range even if there is no contact with the ball by the hand / finger, that is, not “contact”. The connection is switched ON / OFF depending on whether or not “approach” is detected, and in order to realize such a function, the idea is not to form a pattern on the ball but to construct an antenna in the vicinity. It is.

本発明の近接センサ付きトラックボールおよびトラックボール用近接センサ等は上述のように構成されるため、これによれば、トラックボールの誤動作・誤作動を、操作性を損なうことなく有効に防止することができる。すなわち、不操作時におけるボールの不用意な移動と、それによる位置指示操作上の不便・不都合とを有効に防止することができる。   Since the trackball with a proximity sensor and the proximity sensor for the trackball of the present invention are configured as described above, according to this, the malfunction and malfunction of the trackball can be effectively prevented without impairing the operability. Can do. That is, it is possible to effectively prevent inadvertent movement of the ball at the time of non-operation and inconvenience / inconvenience due to the position instruction operation.

また本発明によれば、静電容量方式を利用しつつも、トラックボールのボール上にパターンを形成する必要がないため、ボールの動作および操作上の不都合を生じることなく、トラックボールの誤動作・誤作動を防止することができる。   Further, according to the present invention, it is not necessary to form a pattern on the ball of the trackball while using the electrostatic capacity method. Malfunctions can be prevented.

さらにまた本発明によれば、ボールの移動をコンピュータ等装置の表示画面上におけるポインタやカーソルの移動および位置指示へと反映させるか否か、つまりポインティングデバイスとして機能させるか否かの切り替えを、ボールへの指等の接触を必要とすることなく円滑に実現でき、指等がボールに触れる時点では既に切り替えがなされているため、快適な操作性を実現することにもなる。   Furthermore, according to the present invention, the switching of whether or not the movement of the ball is reflected in the pointer and cursor movement and the position instruction on the display screen of the computer or the like, that is, whether or not to function as a pointing device is performed. It can be realized smoothly without requiring contact with a finger or the like, and since switching has already been performed when the finger or the like touches the ball, comfortable operability can also be realized.

本願発明の近接センサ方式では摩擦力は全く関係がない。つまり、「接触」ではなく「接近(近接)」を検出する構成であることにより、トラックボールの誤動作を非接触で防止することができる。したがって、ボールが手に触れているかもしくは近くにある状態でのみ出力するように構成されることにより、たとえば振動が多いとか、スピーカの前に設置されるといったトラックボールの設置環境に何ら左右されることなく、操作性良好に使用することができる。つまり本願発明によれば、従来の軽微警戒な操作力・快適な操作性や感触はそのまま維持しながら、振動等による誤動作を有効に防止することができる。   In the proximity sensor system of the present invention, the frictional force is not related at all. In other words, the configuration in which “approach (proximity)” is detected instead of “contact” can prevent a trackball from malfunctioning without contact. Therefore, by being configured to output only when the ball is in contact with or close to the hand, it depends on the installation environment of the trackball, for example, when there is a lot of vibration or in front of the speaker. And can be used with good operability. In other words, according to the present invention, it is possible to effectively prevent malfunction due to vibration or the like while maintaining the conventional slight warning force, comfortable operability and feel as they are.

たとえば、トラックボールがスピーカ前の設置や振動がある装置に設置される場合には従来、振動等によるボールの移動によって勝手に表示画面上のポインタやカーソルが動いしてしまうという問題があったが、本願発明によれば上述の通り、ボールの操作性等を何ら損なうことなく、手が触れてボールを動かしている時だけ移動量の出力(位置指示)を機能させることができる。   For example, when a trackball is installed in front of a speaker or in a device with vibration, there has been a problem that the pointer or cursor on the display screen moves without permission by movement of the ball due to vibration or the like. According to the present invention, as described above, the output of the movement amount (position instruction) can be made to function only when the hand is touching and moving the ball without impairing the operability of the ball.

本発明近接センサ付きトラックボールの基本構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the basic composition of the trackball with a proximity sensor of this invention. 本発明板状アンテナの実施例を示す写真図である。It is a photograph figure which shows the Example of this invention plate-shaped antenna. 本発明近接センサ付きトラックボールの実施例のアンテナを主とした要部構成を示す写真図である。It is a photograph figure which shows the principal part structure centering on the antenna of the Example of the trackball with a proximity sensor of this invention. 本発明のトラックボール用近接センサの基本構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the basic composition of the proximity sensor for trackballs of this invention. 図2A等に示した本発明実施例における近接センサ用アンテナを示す写真図である。It is a photograph figure which shows the antenna for proximity sensors in the Example of this invention shown in FIG. 2A etc. 本発明実施例に係るトラックボールの外観仕様を示す正投影図であり、(a)は平面図、(b)〜(d)は各側面図、(e)は底面図を示す。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is an orthographic projection figure which shows the external appearance specification of the trackball based on this invention Example, (a) is a top view, (b)-(d) shows each side view, (e) shows a bottom view. 図6Aは、実施例に係る近接センサ用アンテナの平面図である。FIG. 6A is a plan view of the proximity sensor antenna according to the embodiment. 図6Bは、実施例に係る近接センサ用アンテナの使用状態を示す説明図である。図6B中、(b)は平面図、(c)は側面図である。FIG. 6B is an explanatory diagram illustrating a usage state of the proximity sensor antenna according to the embodiment. In FIG. 6B, (b) is a plan view and (c) is a side view. 実施例に係る近接センサ用アンテナの接続部位の拡大説明図である。It is expansion explanatory drawing of the connection site | part of the antenna for proximity sensors which concerns on an Example. 図6Cに示す接続部位の先端部分の拡大説明図である。FIG. 6C is an enlarged explanatory view of the distal end portion of the connection site shown in FIG.

以下、図面により本発明を詳細に説明する。
図1は、本発明近接センサ付きトラックボールの基本構成を示す説明図である。図示するように本近接センサ付きトラックボール10は、ボールB周囲において予め設定された範囲内への操作者身体Hの進入やボールBへの接触を検知するための近接センサ1と、近接センサ1により検知された信号に基づいてのみ、ボールB回転に伴う移動量の位置指示情報への変換処理を行う位置指示情報変換部5とを備えてなり、近接センサ1は、身体H進入や接触による静電容量変化の発生が可能な板状のアンテナ2と、アンテナ2において発生する信号を処理する演算処理部3とを備えて構成される。なお板状のアンテナ2は、トラックボールのボールB以外の部分に設ける。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a basic configuration of a trackball with a proximity sensor according to the present invention. As shown in the figure, the track ball 10 with the proximity sensor includes a proximity sensor 1 for detecting the entry of the operator body H into the preset range around the ball B and the contact with the ball B, and the proximity sensor 1. And a position instruction information conversion unit 5 that performs a process of converting the amount of movement associated with the rotation of the ball B into position instruction information, based on the signal detected by the A plate-like antenna 2 capable of generating a capacitance change and an arithmetic processing unit 3 for processing a signal generated in the antenna 2 are configured. The plate-like antenna 2 is provided in a portion other than the ball B of the trackball.

かかる構成により本近接センサ付きトラックボール10では、ボールB周囲に予め設定された範囲内に操作者身体Hの進入あるいはボールBへの接触が生じると、それにより、近接センサ1を構成する板状のアンテナ2において静電容量変化(信号)が発生し、その信号は同じく近接センサ1を構成する演算処理部3において処理される。このようにして近接センサ1において、ボールB周囲において予め設定された範囲内への操作者身体Hの進入やボールBへの接触が信号として検知される。   With this configuration, in the trackball 10 with the proximity sensor, when the operator body H enters or comes into contact with the ball B within a preset range around the ball B, the plate shape that forms the proximity sensor 1 is thereby generated. A change in capacitance (signal) occurs in the antenna 2, and the signal is processed in the arithmetic processing unit 3 that constitutes the proximity sensor 1. In this manner, the proximity sensor 1 detects the entry of the operator body H into the preset range around the ball B and the contact with the ball B as signals.

近接センサ1は、ボールBと操作者身体Hとの距離に基づいて、その進入や接触の検知を行うセンサである。つまり、ボールBからの所定の距離範囲を進入等検知範囲とし、その範囲内における身体Hの存在の有無によって、検知か非検知かがなされる。   The proximity sensor 1 is a sensor that detects entry or contact based on the distance between the ball B and the operator body H. That is, a predetermined distance range from the ball B is set as a detection range such as an entry, and detection or non-detection is performed depending on the presence or absence of the body H within the range.

位置指示情報変換部5では、近接センサ1により検知された信号に基づいて、ボールB回転に伴う移動量の位置指示情報への変換処理がなされ、ポインティングデバイスとして作動する。なお、位置指示情報変換部5における変換処理は、近接センサ1により検知された信号以外ではなされないように構成されている。   Based on the signal detected by the proximity sensor 1, the position instruction information conversion unit 5 converts the amount of movement accompanying the rotation of the ball B into position instruction information and operates as a pointing device. Note that the conversion processing in the position instruction information conversion unit 5 is configured not to be performed other than the signal detected by the proximity sensor 1.

したがって、操作者身体HがボールB周囲に予め設定された範囲内に進入して来ない限り、たとえボールBに誤動作による回転が生じた場合でも、近接センサ1による検知信号は発生しないため、位置指示情報変換部5における変換処理がなされることはない。つまり、操作者身体Hが設定された範囲内に入った時にのみ、本トラックボールはポインティングデバイスとして機能し、それ以外の時には機能しないように(誤作動しないように)構成されている。   Therefore, unless the operator body H enters the range around the ball B within a preset range, even if the ball B rotates due to a malfunction, the detection signal from the proximity sensor 1 is not generated. Conversion processing in the instruction information conversion unit 5 is not performed. That is, only when the operator body H enters the set range, the trackball functions as a pointing device, and does not function at other times (so as not to malfunction).

図2Aは、本発明板状アンテナの実施例を示す写真図である。また、
図2Bは、本発明近接センサ付きトラックボールの実施例のアンテナを主とした要部構成を示す写真図である。これらに図示するように本実施例近接センサ付きトラックボールのアンテナ22は、トラックボールのケース28上面に設けるものとすることができる。図示するようにアンテナ22は特に、ケース28上面の全周に亘って設けられた環状の形状とすることができる。
FIG. 2A is a photograph showing an embodiment of the plate antenna of the present invention. Also,
FIG. 2B is a photographic view showing the main configuration of the main part of the antenna of the embodiment of the trackball with a proximity sensor of the present invention. As shown in these figures, the antenna 22 of the trackball with proximity sensor of this embodiment can be provided on the upper surface of the case 28 of the trackball. As shown in the drawing, the antenna 22 can be formed in an annular shape provided over the entire circumference of the upper surface of the case 28.

板状アンテナ22は、ボール(B)へ接近してくる操作者身体(H)を検知するためのものであり、操作者身体は通常、トラックボールの上方から接近してくるものである。したがってアンテナ22は、トラックボール全体の中でより上方に設置されることが望ましい。   The plate antenna 22 is for detecting the operator body (H) approaching the ball (B), and the operator body is usually approached from above the trackball. Therefore, it is desirable that the antenna 22 be installed higher in the entire trackball.

またトラックボールの場合、操作者身体の接近方向は必ずしも一定とはならない可能性が高い。そこで、どの方向からの接近に対しても同等の検知感度を得るために、ボールの周囲を囲繞するように設けることが望ましい。そこで実施例では、ケース28の上面あるいはその近傍に、かつ、ボールを囲繞するような環状の形状にてアンテナ22を構成したものである。   In the case of a trackball, the approaching direction of the operator's body is likely not necessarily constant. Therefore, in order to obtain the same detection sensitivity with respect to approach from any direction, it is desirable to provide the ball so as to surround it. Therefore, in the embodiment, the antenna 22 is configured in an annular shape so as to surround the ball on the upper surface of the case 28 or in the vicinity thereof.

なお本実施例は、ケースの平面形状が円形のトラックボールであるが、本発明がこれに限定されないことはいうまでもない。平面形状が正方形のもの、あるいは他の形状のものであっても、板状アンテナはトラックボール構造のより上方に、かつボールを囲繞するような環状にて形成されることが望ましい。   In the present embodiment, the case is a trackball having a circular planar shape, but it goes without saying that the present invention is not limited to this. Even if the planar shape is a square shape or other shapes, the plate-like antenna is desirably formed above the trackball structure and in an annular shape so as to surround the ball.

なおまた図2A、2Bに示す実施例では、環状に形成されたアンテナ22はケース28の上面に設け、その上にカバー27を被せ、さらにリング29を載せてボールの収容構造を完成する構成である。したがって板状アンテナ22は、外部に露出せずにトラックボール構造中に隠れた形態となる。かかる構成はアンテナ22の保護上好ましい。しかしながら本発明は、アンテナを露出させて設ける構成を排除するものではない。   In the embodiment shown in FIGS. 2A and 2B, the antenna 22 formed in an annular shape is provided on the upper surface of the case 28, and the cover 27 is placed thereon, and the ring 29 is further placed thereon to complete the ball housing structure. is there. Accordingly, the plate-like antenna 22 is hidden in the trackball structure without being exposed to the outside. Such a configuration is preferable for protecting the antenna 22. However, the present invention does not exclude the configuration in which the antenna is exposed.

板状アンテナには、微小な静電容量変化の検知感度の高さが必要であるため、金属板など導電性を有する材料にて形成することが望ましい。一方トラックボールのケースは、合成樹脂など絶縁材料にて形成することが通常である。したがって、板状アンテナはこれをケースとは別途、ケースに装着可能な仕様にて、より望ましくはケースに着脱可能な仕様にて製造するのがよい。   Since the plate-like antenna needs to have a high detection sensitivity for a minute change in capacitance, it is desirable that the plate-like antenna be formed of a conductive material such as a metal plate. On the other hand, the trackball case is usually formed of an insulating material such as synthetic resin. Therefore, it is preferable to manufacture the plate antenna with a specification that can be attached to the case separately from the case, and more preferably with a specification that can be attached to and detached from the case.

図3は、本発明のトラックボール用近接センサの構成例を示す説明図である。図示するように本トラックボール用近接センサ31は、トラックボールのボール周囲において予め設定された範囲内への操作者身体の進入や該ボールへの接触を検知するためのセンサであって、身体進入や接触による静電容量変化の発生が可能な板状のアンテナ32と、板状アンテナ32において発生する信号を処理する演算処理部33とからなることを、主たる構成とする。トラックボール用近接センサ31は、ボールと操作者身体との距離に基づき進入や接触の検知を行うことができる。   FIG. 3 is an explanatory view showing a configuration example of the trackball proximity sensor of the present invention. As shown in the figure, the trackball proximity sensor 31 is a sensor for detecting an operator's body approaching or contacting a predetermined range around the trackball ball, The main configuration includes a plate-like antenna 32 capable of generating a capacitance change due to contact and contact, and an arithmetic processing unit 33 for processing a signal generated in the plate-like antenna 32. The trackball proximity sensor 31 can detect entry and contact based on the distance between the ball and the operator's body.

図示するように、板状のアンテナ32はトラックボールのケース形状に合わせた環状の形状とすることができる。また、板状のアンテナ32と演算処理部33との接続は適宜の方法・構成にて行うようにすればよいが、図に例示するようにコネクタ34を演算処理部33に設け、一方板状のアンテナ32にはコネクタ34と接続するための接続部位32Aを設け、両者を接続することによって行うこととしてもよい。   As shown in the figure, the plate-like antenna 32 can have an annular shape that matches the case shape of the trackball. Further, the plate-like antenna 32 and the arithmetic processing unit 33 may be connected by an appropriate method / configuration. However, as illustrated in FIG. The antenna 32 may be provided with a connection portion 32A for connecting to the connector 34, and the both may be connected.

コネクタ34により板状のアンテナ32と演算処理部33とを接続する構成とすることにより、近接センサ31を構成する各要素をそれぞれの好ましい設置位置に配置することができる。つまり、板状のアンテナ32は好ましい設置位置であるケース上面に設置し、一方演算処理部33はその好ましい設置位置といえるケース内部に設置し、両者をコネクタ34で接続することができる。   By adopting a configuration in which the plate-like antenna 32 and the arithmetic processing unit 33 are connected by the connector 34, each element constituting the proximity sensor 31 can be arranged at a preferable installation position. That is, the plate-like antenna 32 can be installed on the upper surface of the case, which is a preferred installation position, while the arithmetic processing unit 33 can be installed inside the case, which can be said to be the preferred installation position, and both can be connected by the connector 34.

なお図に例示するように、接続部位32Aをアンテナ32本体から外方に延設された舌状片とし、これと適合する形状に形成したコネクタ34に該舌状片を挿入することで、板状のアンテナ32と演算処理部33とを接続するものとすることができる。またコネクタ34はケース内の基板に実装する、あるいはケース自体にコネクタ固定用もしくは収容用の構造を予め形成してそこに固定もしくは収容するようにしてもよい。   As illustrated in the figure, the connection portion 32A is formed as a tongue-shaped piece extending outward from the antenna 32 body, and the tongue-shaped piece is inserted into a connector 34 formed in a shape compatible with the connection portion 32A. The antenna 32 and the arithmetic processing unit 33 can be connected. Further, the connector 34 may be mounted on a substrate in the case, or a structure for fixing or accommodating the connector may be formed in advance in the case and fixed or accommodated therein.

図4は、図2A等に示した本発明実施例における近接センサ用アンテナを示す写真図である。図示するように本実施例に係る近接センサ用アンテナ(板状のアンテナ)22は環状に、かつ、トラックボールのケース28上面に設置可能な形状に形成されている。   FIG. 4 is a photograph showing the proximity sensor antenna in the embodiment of the present invention shown in FIG. 2A and the like. As shown in the figure, the proximity sensor antenna (plate-shaped antenna) 22 according to the present embodiment is formed in a ring shape and can be installed on the upper surface of the trackball case 28.

図示した本実施例は、ケースの平面形状が円形のトラックボールに係るものであるが、本発明がこれに限定されないものであることは上述の通りである。つまり本発明近接アンテナにおける「環状」とは、環の形状が円または略円形であれ、多角形であれ略多角形であれ、あるいはその他の形状であれ、トラックボールのボールを囲繞するように形成された形状を全て含む。また「環状」には、たとえば「O」字状に閉じた「環」のみならず、たとえば「C」字状に一部に間隙があって開いたものも含む。   The illustrated embodiment relates to a trackball having a circular plan shape of the case, but as described above, the present invention is not limited to this. In other words, the “annular” in the proximity antenna of the present invention is formed so as to surround the ball of the trackball regardless of whether the ring shape is a circle or a substantially circular shape, a polygonal shape, a substantially polygonal shape, or other shapes. Includes all the shapes made. The “annular shape” includes not only a “ring” closed in an “O” shape, for example, but also a “C” shape opened with a gap in part.

なお近接センサ用アンテナ22は、身体進入や接触による静電容量変化の発生が可能な材料であれば、特に限定なくあらゆる種類の材料を用いることができる。後述するステンレス鋼(SUS)は、生産性等の条件も考慮した最適な材料の一例である。   The proximity sensor antenna 22 can be made of any kind of material without particular limitation as long as it can generate a change in capacitance due to body approach or contact. Stainless steel (SUS), which will be described later, is an example of an optimum material that takes into consideration conditions such as productivity.

既に述べた本発明の実施例についてさらに補足説明するが、本発明がかかる実施例に限定されるものではない。
<実施例 >
図5は、本発明実施例に係るトラックボールの外観仕様を示す正投影図であり、(a)は平面図、(b)〜(d)は各側面図、(e)は底面図を示す。また、
図6Aは、実施例に係る近接センサ用アンテナの平面図、
図6Bは、実施例に係る近接センサ用アンテナの使用状態を示す説明図である。図6B中、(b)は平面図、(c)は側面図である。また、
図6Cは、実施例に係る近接センサ用アンテナの接続部位の拡大説明図、そして、
図6Dは、図6Cに示す接続部位の先端部分の拡大説明図である。
Further supplementary explanation will be given on the embodiment of the present invention described above, but the present invention is not limited to the embodiment.
<Example>
5A and 5B are orthographic views showing the appearance specifications of the trackball according to the embodiment of the present invention. FIG. 5A is a plan view, FIGS. 5B to 9D are side views, and FIG. 5E is a bottom view. . Also,
FIG. 6A is a plan view of the proximity sensor antenna according to the embodiment;
FIG. 6B is an explanatory diagram illustrating a usage state of the proximity sensor antenna according to the embodiment. In FIG. 6B, (b) is a plan view and (c) is a side view. Also,
FIG. 6C is an enlarged explanatory view of a connection portion of the proximity sensor antenna according to the embodiment, and
FIG. 6D is an enlarged explanatory view of the distal end portion of the connection site shown in FIG. 6C.

既に述べた通り本実施例に係る近接センサは、マイクロコンピュータ(マイコン)で用いられる静電容量方式を用いるものだが、従来のようなパターンを用いた検知ではなく、ボール直近位置にプレート状のアンテナを設置して、これを基板に実装されるコネクタと連結し、演算処理部(マイコン)へと接続する構成としたものである。   As described above, the proximity sensor according to the present embodiment uses a capacitance method used in a microcomputer (microcomputer), but it is not a detection using a pattern as in the past, but a plate-like antenna at a position close to the ball. Is connected to a connector mounted on a substrate and connected to an arithmetic processing unit (microcomputer).

図5に示すように、本実施例の近接センサの板状アンテナは露出していないため、外観には形態が表れない。また、演算処理部・コネクタもトラックボールのケース内に実装される。   As shown in FIG. 5, since the plate antenna of the proximity sensor of the present embodiment is not exposed, no form appears in the appearance. An arithmetic processing unit and a connector are also mounted in the trackball case.

タッチバッドのような従来の静電容量方式のセンサとは異なり、本実施例に係る近接センサでは、操作者が直接手でアンテナに接触することが不要である。したがって、調子感度の調整を行うことによって、ボールと指との間隔が予め設定した一定の範囲内となったら、ゲインをONするという動作が可能である。   Unlike a conventional capacitive sensor such as a touch pad, the proximity sensor according to the present embodiment does not require the operator to directly touch the antenna by hand. Therefore, by adjusting the tone sensitivity, the gain can be turned on when the distance between the ball and the finger is within a predetermined range.

板状のアンテナ52は、量産性、コスト、感度等を考慮した結果、0.15mm厚SUS材をプレスで加工することにより製造した。図6A等に示す本実施例板状のアンテナ52は、良好な形状を得ることができ、また近接センサ用のアンテナとしての性能も充分なものだった。   The plate-like antenna 52 was manufactured by processing a SUS material having a thickness of 0.15 mm with a press as a result of considering mass productivity, cost, sensitivity, and the like. The plate-like antenna 52 of this embodiment shown in FIG. 6A and the like was able to obtain a good shape, and the performance as an antenna for a proximity sensor was sufficient.

図6A、6Bで示す通り、板状のアンテナ52の接続部位52Aは、環状の本体から延設された舌状片とし、トラックボールのケースに設置する際は接続部位52Aを下方に折曲げ、ケース中に実装されるコネクタ(図示せず)に挿入して演算処理部(マイコン)と接続するようにした。   As shown in FIGS. 6A and 6B, the connection part 52A of the plate-like antenna 52 is a tongue-like piece extending from the annular main body, and when installed in a trackball case, the connection part 52A is bent downward, It was inserted into a connector (not shown) mounted in the case and connected to the arithmetic processing unit (microcomputer).

なお本実施例では、接続用のコネクタとして0.3mmのプレートと適合可能な0.3mm厚仕様のものを用いたため、接続部位52Aでは、アンテナ52の本体の厚さ0.15mmにさらに段差を設けて厚みを確保することとした。   In this embodiment, since a connector having a 0.3 mm thickness specification that can be adapted to a 0.3 mm plate is used as a connector for connection, a further step is formed in the connection portion 52A to the thickness of the main body of the antenna 52 of 0.15 mm. It was decided to secure the thickness by providing.

以上の構成による本実施例近接センサ付きトラックボールの作動を試験したところ、ボールがいくら誤動作回転しても、操作者の身体が所定の範囲内に接近しない限りポインティングデバイスとして機能せず、ボールへの接近や接触を検知して初めて機能した。したがって、所期の狙いを充分に実現できるトラックボールを構成できたことが確認された。   When the operation of the track ball with the proximity sensor of the present embodiment configured as described above was tested, no matter how much the ball rotates erroneously, it does not function as a pointing device unless the operator's body approaches within a predetermined range. It worked for the first time by detecting the approach and contact. Therefore, it was confirmed that a trackball capable of sufficiently realizing the intended purpose could be constructed.

本発明の近接センサ付きトラックボールおよびトラックボール用近接センサ等によれば、トラックボールの誤動作・誤作動を、操作性を損なうことなく有効に防止することができるため、医療機器、アミューズメント、FA分野を始めとしてトラックボールをポインティングデバイスとする装置が関連する全産業分野において、利用性が高い発明である。   According to the trackball with the proximity sensor and the proximity sensor for the trackball of the present invention, it is possible to effectively prevent the malfunction or malfunction of the trackball without impairing the operability. Therefore, the medical device, amusement, and FA fields It is an invention that is highly useful in all industrial fields related to devices that use a trackball as a pointing device.

1…近接センサ
2、22、32、52…板状のアンテナ(近接センサ用アンテナ)
3、33…演算処理部
5…位置指示情報変換部
10…近接センサ付きトラックボール
27、57…カバー
28、58…ケース
29、59…リング
31…トラックボール用近接センサ
32A、52A…接続部位
34…コネクタ
B、5B…ボール
H…操作者身体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Proximity sensor 2, 22, 32, 52 ... Plate-shaped antenna (proximity sensor antenna)
3, 33 ... arithmetic processing unit 5 ... position instruction information converting unit 10 ... trackballs 27, 57 with proximity sensors ... cover 28, 58 ... case 29, 59 ... ring 31 ... proximity sensor for trackballs 32A, 52A ... connection site 34 ... Connectors B, 5B ... Ball H ... Operator's body

Claims (9)

ボール周囲において予め設定された範囲内への操作者身体の進入や該ボールへの接触を検知するための近接センサと、
該近接センサにより検知された信号に基づいてのみ、ボール回転に伴う移動量の位置指示情報への変換処理を行う位置指示情報変換部と、
を備えてなる近接センサ付きトラックボールであって、
該近接センサは、上記身体進入や接触による静電容量変化の発生が可能な板状のアンテナと、
該アンテナにおいて発生する信号を処理する演算処理部とを備えてなる、
近接センサ付きトラックボール。
A proximity sensor for detecting the operator's body entering and contacting the ball within a preset range around the ball;
A position instruction information conversion unit that performs a conversion process of the amount of movement accompanying the ball rotation into position instruction information only based on a signal detected by the proximity sensor;
A trackball with a proximity sensor comprising:
The proximity sensor includes a plate-like antenna capable of generating a capacitance change due to the body approach and contact;
An arithmetic processing unit for processing a signal generated in the antenna,
Trackball with proximity sensor.
前記アンテナは、トラックボールのボール以外の部分に設けられていることを特徴とする、請求項1に記載の近接センサ付きトラックボール。 The trackball with a proximity sensor according to claim 1, wherein the antenna is provided in a portion other than the ball of the trackball. 前記アンテナは、トラックボールのケース上部のリング上に設けられていることを特徴とする、請求項1に記載の近接センサ付きトラックボール。 The trackball with a proximity sensor according to claim 1, wherein the antenna is provided on a ring at an upper portion of the trackball case. 前記アンテナは、前記リング上面全周に亘って設けられた環状の形状であることを特徴とする、請求項3に記載の近接センサ付きトラックボール。 The trackball with a proximity sensor according to claim 3, wherein the antenna has an annular shape provided over the entire circumference of the ring upper surface. 前記近接センサは、前記ボールと操作者身体との距離に基づき前記進入や接触の検知を行うことを特徴とする、請求項1ないし4のいずれかに記載の近接センサ付きトラックボール。 5. The trackball with a proximity sensor according to claim 1, wherein the proximity sensor detects the approach or contact based on a distance between the ball and an operator's body. トラックボールのボール周囲において予め設定された範囲内への操作者身体の進入や該ボールへの接触を検知するためのトラックボール用近接センサであって、
上記身体進入や接触による静電容量変化の発生が可能な板状のアンテナと、
該アンテナにおいて発生する信号を処理する演算処理部とからなる、
トラックボール用近接センサ。
A trackball proximity sensor for detecting the entry of an operator's body into a preset range around the trackball and contact with the ball,
A plate-like antenna capable of generating a capacitance change due to the body approach and contact;
An arithmetic processing unit for processing a signal generated in the antenna;
Proximity sensor for trackball.
前記アンテナは環状であり、トラックボールのリング上面に設置可能な形状に形成されていることを特徴とする、請求項6に記載のトラックボール用近接センサ。 The trackball proximity sensor according to claim 6, wherein the antenna has an annular shape and is formed in a shape that can be installed on an upper surface of a trackball ring. 前記ボールと操作者身体との距離に基づき前記進入や接触の検知を行うことを特徴とする、請求項6または7に記載のトラックボール用近接センサ。 The trackball proximity sensor according to claim 6 or 7, wherein the approach or contact is detected based on a distance between the ball and an operator's body. トラックボールのボール周囲において予め設定された範囲内への操作者身体の進入や該ボールへの接触を検知するためのトラックボール用近接センサに用いるアンテナであって、上記身体進入や接触による静電容量変化の発生が可能な材料により板状に形成されている、近接センサ用アンテナ。




















An antenna used as a trackball proximity sensor for detecting an operator's body approaching or touching a predetermined range around a trackball ball, the electrostatic force caused by the body approaching or contacting An antenna for a proximity sensor, which is formed in a plate shape from a material capable of generating a capacitance change.




















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