JPH02234216A - Ｘｙ座標入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はＸＹ座標入力装置に係り、特にケースの上面に
配された可動操作蓋板を介して、座標入力ボールを回転
させてデイスプレス上に表示されるカーソルの座標位置
を制御して座標入力を行うように構成されたＸＹ座標入
力装置に関する。

〔従来の技術〕

ボールを手で回転させることによりディスプレイ上に表
示されるカーソル等を目的とする座標やメニューまで移
動させて、その座標やメニューを入力するＸＹ座標入力
装置は「トラックボール」と呼称され公知である。第６
図および第７図はこのようなｘｙ座標入力装置の従来例
を説明するもので、第６図はＸＹ座標入力装置の平面図
、第７図はそのＸＹ座標入力装五の正面図である。

これらの図において、１はＸＹ座標入力装置の基盤をな
す合成樹脂製のシャーシであり、このシャーシ１には軸
受１ａ，ｌｔ＋，サブローラー受ｌＣおよび基板受１ｄ
が一体に突出形成されている。

２は前記軸受１ａおよびｌｂにより回転可能に支持され
た金属製の回転軸であり、この回転軸２は互いに直角に
２本配設されている。また、それぞれの回転軸２の中央
付近には他の部分より径の大きいローラ一部２ａが一体
に形成されている。３はそれぞれの回転軸２に対して約
４５度の位置に配設されたサブローラーであり、このサ
ブローラー３は前記サブローラー受ＩＣにより回転可能
に支持されている。４は前記ローラ一部２ａおよびサブ
ローラー３上に載置された合成樹脂製のボールであり、
このポール４は常に前記ローラ一部２ａおよびサブロー
ラー３と接触している。５は前記回転軸２に取り付けら
れたコード板である。このコード板５の片面には図示せ
ぬ金属片が周方向に所定の間隔を存して多数配列されて
おり、これにより、回転軸２の回転量情報を出力するた
めの位相の異なる２組のコードパターンが形成されてい
る．６は前記コード板５より回転量情報（信号）を検出
する検出部であり、この検出部６にはコード板５の前記
コードパターン上を摺勤する摺動子６ａとこの摺動子６
ａと導通する端子６ｂとがインサート成形されている。

７は前記基板受ｌｄ上に載置された基板であり、この基
板７の一隅には切り欠き７ａが設けられている。また、
この基板７には図示せぬ孔が設けられており、この孔に
前記検出部６の端子６ｄが押通され、基板７の下面で前
記端子６ｂがはんだ付けされている。そして、前記基板
７上には、検出部６により検出された信号（回転量情報
）を処理する図示せぬ処理回路の構成部品および入力ス
イフチ等が実装されている。

８は前記シャーシ１を覆う合成樹脂製のケーシング（第
６図には図示せず）であり、このケーシング８の上面よ
り前記ボール４の一部が回転操作可能に突出されている
．また、このケーシング８には前記入力スイッチを押圧
する図示せぬキートップが設けられている。

このように構成されたＸＹ座標入力装置において、ケー
シング８より突出するボール４を指などで回転させると
、この回転量のＸ軸方向成分とＹ軸方向成分とが互いに
直交する２つのローラ一部２ａにそれぞれ伝達され、回
転軸２が回転する。

そして、この回転軸２の回転に連動してコード板５が回
転し、検出部６によりそれぞれの回転軸２の回転情報が
検出され、これらの検出信号は基仮７上の回路に伝えら
れる。この回路により検出信号には所定の処理が行われ
、このＸＹ座標入力装置と接続されている図示せぬコン
ピュータ等のディスプレイ上に表示されているカーソル
が移動する．そして、目的とする座標やメニューまでカ
ーソルが移動した所でボール４の回転を止め、ケーシン
グ８に備えられたキートップを押圧して入力スイッチを
投入することにより、座標入力やメニュー選択等が行わ
れる． 〔発明が解決しようとする課題〕 前述した従来のＸＹ座標入力装置は、ボール４を指など
で直接操作する方式であり、安定肚つ高精度の座標入力
を操作性よく行うためには、ボール４がある程度大きい
ことが必要である。このため、装置中に占めるボール４
の占有空間が大きくなり、装置の小型化が蕪しかった。

また、ケーシング８の上面が開放面となっているために
、外部の塵などの異物がケーシング８内に侵入し、それ
が原因で動作不良事・故が発生することもあった。

本発明は、前述したこの種のＸＹ座標入力装置の現状に
基づいてなされたものであり、その目的は、座標入力ボ
ールを小径にしてその占有空間を減少させることによっ
て装置を小型化し、また装置をほぼ密閉状態として外部
からの塵などの異物の侵入を防止し、且つ操作性よく安
定に高精度の座標入力を行うことが出来るｘｙ座標入力
装置を提供することにある． 〔課題を解決するための手段〕 前記目的を達成するために、本発明は上面に開口を形成
したケーシングと、回転自在に配される座標入力ボール
と、この座標入力ボールと接し、互いに直交する方向に
延長配設され、前記座標入力ボールの回転により回転す
る二つの回転軸と、これらの回転軸の回転量信号をそれ
ぞれ検出する検出手段と、前記ケーシングの上面の開口
を塞ぐようにして、前記座標入力ボールの頂部と摩擦対
接した可動操作蓋板と、この操作蓋板が前記ケーシング
に対して平衡位置に復帰したことを検出する復帰検出手
段と、この復帰検出手段が復帰を｝★出すると、前記検
出手段をリセットするリセット手段とを有する構成とな
９ている。

〔作用〕

本発明は、ケーシング内に回転自在に配される座標入力
ボールの頂部と摩擦対接した可動操作蓋板が、指などで
操作されるようになっているので、座標入力ボールを小
型化しても、可動操作蓋板の操作を通じて、安定且つ高
精度の回転を座標入力ボールに与えることが出来る。こ
のため、小型の座標入力ボールを使用しても、操作性が
よ《、安定且つ高精度の座標入力が行われる。

また、座標入力がすんで可動操作蓋体が平衡位置に復帰
すると、復帰横出手段がこの復帰を検出し、リセット手
段が作動して、回転量信号を検出する検出手段がリセッ
トされる．このため、可動操作蓋板を介しての座標入力
ボールの原位置の復帰に、例えば経年的なずれが生じて
も、検出手段は確実にリセットされるので、回転量信号
の検出は誤差を伴わずに行われる。

さらに、可動操作蓋板がケーシングの開口部を塞ぐので
、外部からの塵などの異物のケーシング内への侵入が防
止される． 〔実施例〕 以下、本発明の実施例を第１図乃至第５図を参照して詳
細に説明する．これらの図において、すでに説明した第
６図及び第７図と同一部分には同一符号が付されている
。

ここで、第１図乃至第５図は実施例を説明する図で、第
１図は平面図、第２図は側面図、第３図は可動操作蓋板
とケーンングの上面部を除去した平面図、第４図は第１
図のＡ−Ａ断面図、第５図は実施例の要部の構成と座標
入力操作を示す説明図である。

第３図及び第４図に示すように、実施例においては、合
成樹脂製のケーシングＩＯの上面に円形の開口１１が形
成され、この開口１１を塞ぐようにして、球面の一部を
構成する曲面状の可動操作蓋板ｌ２が、座標入力ボール
４ａの頂部と対接して移動自在に配されている。この可
動操作蓋板ｌ２は合成樹脂材で形成され、同様に合成樹
脂製の座標入力ボール４ａとは摩擦対接していて、可動
操作蓋板ｌ２の移動に伴って座標入力ボール４ａが回転
するようになっている． この可動操作蓋板１２は、中心に対称な４点にスプリン
グｌ３の一端が取付けられ、各スプリング１３の他端は
ケーシング１０の底仮１０ｂに取付け固定されている．
これらのスプリング１３によって可動操作蓋板１２は平
衡位置つまり中立位置に保持されている。また、ケーシ
ングｌＯの底仮ｔａｂには、中心に対称に４個の支柱ｌ
４が固設され、これらの支柱１４の先端にはボール１５
が回転自在に取り付けられ、これらのボール１５が可動
操作蓋板１２の周辺部近傍で、可動操作蓋板１２と対接
して支持している，これにより、可動操作蓋板１２は安
定してその周方向に可動できる。そして、可動操作蓋板
１２の中央には、操作のための凹部１４が形成されてい
る。

この凹部１４あるいは可動操作蓋板１２の上面に指など
を接触させて、可動操作蓋板１２を移動させると、可動
操作蓋板１２の移動によってこれと摩擦対接する座標入
力ボール４ａが回転するが、可動操作Ｈ／ｉｌ２に加わ
る操作力を解除すると、スプリング１３のばね力によっ
て可動操作蓋板ｌ２は、常にケーシング１０に対して平
衡位置に復帰するようになっている。

第５図に示すように、装置の固定部１０ｃ　（例えばケ
ーシング１０）の可動操作蓋板１２の裏面に対向する位
置に、ＬＥＤ２０ａとフォトトランジスタ２０ｂからな
る送受光器２０が固設されている。また、外力が印加さ
れない平衡位置にある可動操作蓋板１２の送受光器２０
と対向する位置に、光反射面２１が設けられてる。この
ようにして、可動操作！仮１２に印加される外力が取り
除かれて、可動操作！Ｆｉｌ２が平衡位置に復帰すると
、光反射面２１と送受光器２０とが互いに対向し、ＬＥ
Ｄ２０ａから発せられる光が光反射面２１で反射された
フォトトランジスタ２０ｂに入射し、フォトトランジス
タ２０ｂから復帰検出信号が出力されるようになってい
る。

一方、第３図及び第４図に示すように、ケーシング１０
の底板１０ｂ上には、座標入力ボール４ａに接触し、座
標入力ボール４ａの回転により回転する回転軸２が、互
いに直角方向に配設され、それぞれの回転軸２の中央部
にローラ部２ａが一体に形成され、このローラ部２ａが
座標入力ボール４ａと対接している。

また、これら回転軸２に対して４５度の位置にサブロー
ラ３が配設され、前記回転軸２にはその回転量信号を出
力するためのコードパターンが形成されているコード板
５が取り付けられ、このコード板５に対向してコード板
５より回転量信号を検出する検出部６が設けられている
。

ケーシング１０の底板１０ｂの端部には、各種の演算処
理回路や各種スイッチが実装された基板７ｂ，ＩＣ？ａ
，７ｃ及びその他の電子部品よりなる演算出力回路部１
６が設けられている。

そして実施例において、この演算出力回路部１６にリセ
ット手段が設けられ、前述フォトトランジスタ２０ｂの
出力端子がリセット手段に接続され、フォトトランジス
タ２０’ｂから復リＱ検出信号が発せられると、リセフ
ト手段が作動して前述の検出部６をリセットするように
構成されている。

このような構成の実施例において、コード板５と検出部
６とが本発明の検出手段を構成し、送受光器２０と光反
射面２１とが本発明の復ＪＩＨ食出手段を構成している
。

尚、１７はケーシング１０の端部に、伸縮自在に嵌合さ
れたスライド板で、このスライド板１７を引き出し、手
を載置して操作を行なう。

次に、実施例を動作を説明する。

第５図に示すように、可動操作蓋板１２の凹部１４を例
えば指で操作すると、可動操作蓋板ｌ２は操作方向に移
動し、スプリング１３が撓んだ状態となる。この可動操
作蓋板ｌ２の移動によって、操作蓋板１２と摩擦対接し
ている座標入力ボール４ａが、操作方向に回転する。

この座標入力ボール４ａの回転量のＸ軸方向成分とＹ軸
方向成分とが、それぞれのローラ部２ａに伝達され、対
応する回転軸２が回転する。

そして、回転軸２の回転に連動してコードｖｉ５が回転
し、検出部６により対応する回転量信号が検出される。

このようにして検出された回転量信号は、演算出力回路
部ｌ６で所定の演算処理が行われ、ＸＹ座標入力装置と
接続されている図示せぬコンピュータ等のディスプレイ
上に表示されているカーソルが移動する。

そして、目的とする座標やメニューまでカーソルを移動
させ、その位置で可動操作Ｍ板１２を停止させ、シャー
シ１０に設けられている図示せぬキートップを押圧する
ことにより、座標入力やメニュー選択が行われる。座標
入力やメニュー選択の終了後、可動操作Ｍ仮１２の凹部
１４から指等を離すと、スプリング１３のばね力によっ
て操作蓋板１２は平衡位置に復帰し、これに伴って座標
入力ボール４ａも原位置に復帰する。

この場合、可動操５作蓋板１２が平衡位置に復帰すると
、送受光器２０と光反射面２１とが対向し送受光器２０
のフォトトランジスタ２０ｂから、復帰検出信号が演算
出力回路部１６のリセウト手段に供給される。この復帰
検出信号によってリセット手段が作動し、検出部６がリ
セットされるので、摩擦接触している可動操作蓋板ｌ２
と座標入力ボール４ａが、経年的変化などによってずれ
、可動操作蓋板１２が復帰しても摩擦入力ボール４ａが
復帰位置に戻らない場合にも、可動操作蓋板１２が平衡
位置に復帰すると検出部６の回転量信号は零となり、電
気的には常に正確な零復帰が行われる。

なお、前記実施例では座標入力ボール４ａが中立位置か
ら回転された角度を、検出部６によって検出し、この回
転角度が大きくなるとともにカーソルの移動速度を増す
ように制御している。また、ｌ８はスクロール用スイッ
チで、可動操作Ｍ仮１２の可動端に配置されている。

このように前記実施例では、可動操作蓋板ｌ２は球面の
一部を構成する曲面状に形成され、且つ凹部１４が設け
られていて指などの操作入力媒体になじみ、操作性よく
安定且つ高精度の座標入力を行うことが出来る。この可
動操作蓋板ｌ２を介して座標入力ボール４ａが回転され
、座標入力ボール４ａには直接操作は行われないので、
操作性を低下させずに座標人カボ６−ル４ａを小型化す
ることが出来る． このように、座標入力ポール４ａが小型化されるために
、装置全体も大幅に小型化されると共に、経年変化など
で摩擦接触している可動操作蓋板１２と座標入力ボール
４ａにずれが生じても、可動操作蓋板の復帰位置に合せ
てディスプレイ上での電気的原点復帰が常に正確に行わ
れる。

また、可動可動操作Ｍ扱１２によって装置がほぼ密閉状
態となるので、外部からの塵などの貢物のケーシング１
０内への侵入が防止され、異物の侵入で動作不良事故が
発生することがない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によると、全体が大幅に小
型化され、安定した高精度の座標入力を操作性よく行う
ことができ、座標入力ボールに生じて復帰すれか、ディ
スプレイ上では完全に補償されて、高精度の入力動作が
行われると共に、外部から塵などの異物が侵入して動作
不良事故を誘起することもなくなる．

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は、本発明の実施例を説明する図で、
第１図は平面図、第２図は側面図、第３図は可動操作蓋
板とシャーシの上面部を除去した平面図、第４図は第１
図のＡ−Ａ断面図、第５図は実施例の要部の構成と座標
入力操作を示す説明図、第６図及び第７図は従来のＸＹ
座標入力装置の構成を示す図、第６図は平面図、第７図
は正面図である。 ２・・・・・・・・・回転軸、２ａ・・・・・・・・・
ローラ一部、３・・・・・・・・・サブローラ、４ａ・
・・・・・・・・座標入力ボール、５・・・・・・・・
・コード板、６・・・・・・・・・検出部、７ａ，７ｂ
７Ｃ・・・・・・・・・基牟反、１０・・・・・・・・
・１０・・・・・・・・・ケーシング、ｔｏｂ・・・・
・・・・・底板、１１・・・・・・・・・開口、１２・
・・・・・・・・可動操作蓋板、１３・・・・・・・・
・スプリング、２０・・・・・・・・・送受光器、２０
ａ・・・・・・・・・ＬＥＤ、２０ｂ・・・・・・・・
フォトトランジスタ、２１・・・・・・・・・光反射面
。 第ｌ図 ／４−−−一翠工ｉ−ｔｉ５ 第３図 ！８ 第５図 コ ２Ｑ ２σ １０ｃ 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　上面に開口を形成したケーシングと、回転自在に配さ
   れる座標入力ボールと、この座標入力ボールと接し、互
   いに直交する方向に延長配設され、前記座標入力ボール
   の回転により回転する二つの回転軸と、これらの回転軸
   の回転量信号をそれぞれ検出する検出手段と、前記ケー
   シングの上面の開口を塞ぐようにして、前記座標入力ボ
   ールの頂部と摩擦対接した可動操作蓋板と、この可動操
   作蓋板が前記ケーシングに対して平衡位置に復帰したこ
   とを検出する復帰検出手段と、この復帰検出手段が復帰
   を検出すると、前記検出手段をリセットするリセット手
   段とを有することを特徴とするＸＹ座標入力装置。