JPH04181314A

JPH04181314A - Ｘｙ座標入力装置

Info

Publication number: JPH04181314A
Application number: JP2124720A
Authority: JP
Inventors: Toshiro Akiyama; 秋山　俊郎
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-05-15
Filing date: 1990-05-15
Publication date: 1992-06-29
Also published as: EP0457272A3; EP0457272A2

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〕この発明は、パーソナル・コンピュータ等のカーソル座
標の入力装置と用いられる所謂マウスに関するものであ
る。

［従来の技術］第１０図〜第１６図は例えば実開昭６１．−１５５９５
４号公報に示された従来のＸＹ座標入力装置の説明図で
あり、第１０図（ａ）　（ｂ）　（ｃ）はこの入力装置
外観の上面図と側面図および下面図、第１１図は第１０
図の内部構成を説明するための分解斜視図、第１２図（
ａ）　（ｂ）　（ｃ）は支持台の４−面図と側面図およ
び下面図、第１−３図（ａ）　（ｂ）は回転ローラユニ
ットの側面図と正面図、第１４図は回転ローラユニット
の取付けを説明する斜視図。

第１５図は押圧ローラの取付けを説明する斜視図。

第１６図（ａ）　（ｂ）　（ｃ）　（ｄ）　（ｅ）はホ
ルダを各種方向より見た図で、（ａ）が上方より見た上
面図、（ｂ）　　・が側面図、（Ｃ）が下方より見た下
面図、（ｄ）が（ａ）の破断線ｄ−−−ｄ’の矢印方向
に見た断面図。

（ｅ）が圧力ばねおよび光センサ取付は状態の斜視図で
ある。

まず第１０図と第１１図によりこの装置の全体的構造を
説明する。

第１０．１１図において、（１）は合成樹脂モールド体
からなる支持台、（２）は鋼球などからなる球体、（３
）と（２３）はＸ−Ｙ回転ローラユニット（４）は球体
（２）を回転ローラユニット（３）　、　（２３）に押
圧する押圧ローラ、（５）は表示情報制御用のスイッチ
装置、（６）は支持ボール、（７）は合成樹脂モールド
体からなるセンサホルダ、　（８）　、　（２８）は発
光素子−受光素子のホトカプラ夫々２組有する光センサ
、（９）は押圧ローラ（４）を押圧する金属はね板から
なる圧力ばね、　（１０）は球体（２）の機械的な回転
移動量を電気的な移動量パルス信号に変換して本体装置
へ送出する回路が実装されたプリント基板、　（１１）
は扱者が摘み走行操作する合成樹脂モールド体からなる
ケース、　（１２）は本体装置との信号送受用接続ケー
ブルである。支持台（１）の上面には回転ローラユニッ
ト（３）　、　（２３）、押圧ローラ（４）、スイッチ
装置（５）等の各部品を設置するための設置台が一体形
成されており、該支持台（１）上のほぼ中央部には裏面
よりその一部が露出する回転自在な球体（２）が収容さ
れている。また、支持台（１）の上面にはその球体（２
）の二方向より該球体（２）に接触するようにほぼ直角
配置された二個の回転ローラユニット（３）　、　（２
３）カＩＱＲ＝ｔけられる。この回転ローラユニット（
３）　、　（２３）は回転と固定の二種類のスリット板
を有している。

更に、支持台（１）の上面には直角配置の回転のローラ
ユニット（３）　、（２３）間の二等分線上（４５°方
向）に配置し１球体（２）を二個の回転ローラ（３）。

（２３）に接触させるための押圧ローラ（４）が配置さ
れている。

また、支持台（１）の前部には押釦スイッチを有するス
イッチ装置（５）が取付けられ、その裏面には走行平面
（操作台平面）との接触点となる回転自在な支持ボール
（６）が球体（２）を囲むように３個設置されている。

次に９球体（２）１回転ローラユニット（３）　、　（
２３）、押圧ローラ（４）、スイッチ装置（５）を設置
した支持台（１）にホルダ（７）が取り付けられる。

ホルダ（７）は略直角三角形の台状部材からなり。

その対向頂角部に２組のホトカブラを有する光センサ（
８）および（２８）が設けられ、且つその傾斜辺部に圧
力ばね（９）が取付けられている。

そしてホルダ（７）の取付は状態において、光センサ（
８）　、　（２８）はその各ホトカブラの発光素子−受
光素子間に回転ローラユニット（３）　、　（２３）の
回転・固定スリット板上部が介在するように取付けられ
、且つ圧力ばね（９）はそのばね性により押圧ローラ（
４）を球体（２）方向へ押圧する。

更に、ホルダ（７）上には光センサ（８）　、　（２８
）のリード端子が接続するプリント基板（１０）が取付
けられる。プリント基板（１０）からは例えば外部の本
体装置に接続するためのケーブル（１２）が出されてい
る。

これら支持台（１）、ホルダ（７）、プリント基板（１
０）は該支持台（１）上にホルダ（７）を、その上にプ
リント基板（１０）を重ねた状態で留めねじにより一体
化される。

そして最後にケース（１１）を上記各部品を覆うように
支持台（１）に取付けることで、ＸＹ座標入力装置が製
作される。

尚、スイッチ装置（５）の各スイッチ（押釦）はケース
（１１）に設けた２個の穴より露出し、外部からの操作
を行えるようにしである。

次に上記各部品の構造について詳細な説明をする。

まず第１２図（ａ）　（ｂ）　（ｃ）は各部品を取り付
ける支持台（１）を示している。

第１２図（ａ）　、　（Ｃ）かられかるように支持台（
１）の中央部には貫通する円形の穴（１＾）が開けられ
ている。この穴（ＩＡ）の周囲には球体（２）の一部を
収納する球体収納壁（１ａ）が上方へ向かうように立設
される。そしてその球体収納５ｉ！（ｌａ）と一体に回
転ローラユニット（３）　、　（２３）のそれぞれ両端
を支持する回転ローラユニット設置台（ｌｂ）、　（２
１ｂ）、押圧ローラ（４）を載せる押圧ローラ載置台（
１ｃ）が形成されている。回転ローラユニット設置台（
１ｂ）と押圧ローラユニット載置台（ｌｃ）は穴（ＩＡ
）をはさんで配置されている。

また回転ローラユニット設置台（ｌｂ）、　（２１ｂ）
の間には防塵のための防塵壁（１ｄ）が球体収納壁（］
、、ａ）と一体に形成されている。

これら形成物の周囲３ケ所には後に取り付けるホルダ（
７）、プリント基板（１０）との位置決めそして一体化
するためのねし取付は突起（１ｅ）が立設される。支持
台（１）の前部には基板上に実装された押釦スイッチを
有するスイッチ装置（５）を取付けるための斜面部を有
するスイッチ装置設置台（１ｆ）が形成されている。

支持台（１）の周囲３ケ所には裏面側が開口し。

裏面側より支持ボール（６）を収納する支持ボール収納
部（１ｇ）が形成され、その近辺４ケ所にはケース（１
１）を取付けるためのねし穴（１ｈ）が形成されている
。支持ボール（６）はその一部が下面より露出しており
支持台（１）の支点となる。

次に回転ローラユニット（３）　、　（２３）について
第１３図と第１４図により説明する。

図中、　（３ａ）は金属製回転ローラ（３Ａ）の球体（
２）が当接する接触部、　（３ｂ）は回転ローラ（３Ａ
）の両端部、　（３ｃ）は回転ローラ（３Ａ）と一体に
固定される金属薄板からなる回転スリット板、　（３ｄ
）は金属製の軸受部材である回転ローラ支持部材、　（
３ｅ）が回転ローラ（３Ａ）に取付けられた金属薄板か
らなる固定スリット板、　（３ｆ）は回転スリット板（
３ｃ）を一端部（３ｂ）に固定するための金属製圧入リ
ング、　（３ｇ）は固定スリット板（３ｅ）を回転ロー
ラ支持部材（３ｄ）と共に挟持固定するための金属製圧
入材、　（３ｈ）は回転ローラ（３Ａ）を回転自在にす
るための軸受部材であるベアリング部材である。

本回転ローラユニット（３）　、　（２３）の組立ては
。

まず回転ローラ（３Ａ）の一端部（３ｂ）に回転スリッ
ト板（３ｃ）を挿入する。その後該一端部（３ｂ）に圧
入リング（３ｆ）を圧入して回転スリット板（３ｃ）を
回転ローラ（３Ａ）の一端部（３ｂ）に固定する。

回転ローラ支持部材（３ｄ）はリング体からなり。

その孔内にベアリング部材（３ｈ）が設置されており。

且つその一端面に固定スリット板（３ｃ）が当接するよ
うに圧入材（３ｇ）を圧入して一体化されている。

そして、このような回転ローラ支持部材（３ｄ）をその
ベアリング部材（３ｈ）に回転ローラ（３Ａ）の一端部
（３ｂ）が嵌入するように一体化する。

尚、この嵌入時１回転スリット板（３ｃ）を固定した圧
入リング（３ｆ）の端面と回転ローラ支持部材（３ｄ）
の孔内のベアリング部材（３ｈ）とが当接することで１
回転スリット板（３ｃ）と固定スリット板（３ｅ）間の
所望間隔が自動的に設定される。

また１回転ローラ（３Ａ）の他端部（３ｂ）にやはりベ
アリング部材（３ｈ）を嵌入することで回転ローラユニ
ット（３）　、　（２３）が製作される。

また第１３図（ｂ）のように回転スリット板（３ｃ）に
はその周囲全体に中心に向かうような放射状スリット（
３ｉ）が所定ピッチで多数段けられ、固定スリット板（
３ｃ）にはその上部の左右三領域−に中心に向かう数個
（例えば３個）のスリット（３１）と同一形状のスリッ
ト（３ｊ）、　（３ｋ）が設けられている。

スリット（３ｊ）と（３ｋ）の一方はスリット（３１）
に対し位相が多少ずれるようにして形成されている。

すなわち、第１３図の如く回転スリット板（３ｃ）と固
定スリット板（３ｅ）を取付けた状態において、固定ス
リット板（３ｅ）の一方のスリット（３］）が回転スリ
ット板（３Ｃ）のスリット（３１）と完全に一致（重な
る）した場合、他方のスリット（３ｋ）は対向スリット
（３１〕と多少ずれる（スリット（３１）と（３Ｊ）は
そのスリット幅の約１／２が重なる）ように設定されて
おり、且つ逆にスリット（３ｋ）がスリット（３１）と
一致した場合にはスリンｈ　（３ｊ）が対向スリット（
３１）と上記同様に多少ずれるように設定されている。

このような固定スリット板（３ｅ）のスリット位置ずれ
により１回転ローラ（３Ａ）の回転方向すなわち本人力
装置の走行方向が検出される。

この検出は、スリット（３Ｊ）と（３１）およびスリッ
ト（３ｋ）と（３１）を挟むようにその両側に夫々設置
された２組のホトカブラを有する光センサにより別々に
検知され１本人力装置がＸ座標上での正（＋）方向或い
は負（＝）方向のどちらに走行したか。

Ｙ座標上で正（＋）方向或いは負（−）方向のどちらに
走行したかが検出される。また同時に光センサ（８）　
、　（２８）はそのホトカブラの発光素子−受光素子間
を通過するスリット（３ｉ）の数を検出し。

回転ローラ（３Ａ）の回転量すなわち本人力装置の走行
量も検知する。そして、この走行量と走行方向による本
人力装置の座標位置が本体装置へ出力される。

回転ローラ支持部材（３ｄ）は第１４図に斜視図で示す
ように、その表面の一部に凹部Ｂを備えている。また回
転ローラユニット設置台（２１ｂ）の内壁には凸部Ｃが
設けられている。そして２回転ローラユニット（３）　
、　（２３）を設置するときに、この凹部Ｂ、凸部Ｃを
係合することにより、固定スリット板（３ｅ）は回転止
めされ、且つ前後に位置ずれが防止されて回転スリット
板（３Ｃ）との位置関係が正確に決定される。

次に押圧ローラ（４）と圧力ばね（９）との組付けにつ
いて第１５図により説明する。

まず押圧ローラ（４）は金属体からなり１球体（２）と
接するローラ部（４ａ）と、該ローラ部（４ａ）を支持
しそれを押圧ローラ設置台（ＩＣ）に載せるローラ軸（
４ｂ）を一体に有する。またローラ部（４ａ）にはベア
リング部材が組込まれており、ローラ軸（４ｂ）に対し
回転自在となっている。この押圧ローラ（’−、：ロー
ラ軸（４ｂ）を押圧ローラ設置台（ＩＣ）の凹部内の斜
視部りに載せることで支持台（１）に組込まれ。

ホルダ（７）に取り付けられた圧力ばね（９）の下端部
が該ホルダ（７）を支持台（１）に取り付けることで、
斜め上方よりローラ部（４ａ）を押圧して押圧ローラ（
４）を保持する。また同時に押圧された該ローラ部（４
ａ）はその一部が球体収容壁（１ａ）の内部へ突出して
球体（２）を回転ローラ（３Ａ）の接触部（３ａ）へ常
時接触させる。

次に支持台（１）に取付けられるホルダ（７）について
第１６図により説明する。

図において、　（７ａ）は球体収納部、　（７ｂ）は連
結部。

（７ｃ）、　（２７ｃ）はＸとＹの光センサ取り付は部
、（７ｄ）は圧力ばね取り付は部であり、ホルダ（７）
はこれら各部を一体化して形成されている。

本ホルダ（７）はその中央部に球体（２）の上部を収納
する球体収納部（７ａ）を備え、該球体収納部（７ａ）
は裏面が球体（２）との接触を逃げて該球体（２）が自
由に上方へ移動できるようにドーム形状に形成されてい
る。また球体収納部（７ａ）の周辺には支持台（１）の
ねし取付は突起（１ｅ）と上部に取付けるプリント基板
（１０）とを連結する３個の連結部（７ｂ）か設けられ
ている。この連結部（７ｂ）は（ｄ）図の如く留めねし
が挿通するように筒状に形成されており、その下方穴（
７ｅ）に突起（１ｅ）が嵌入し、且つ上方突起（７ｆ）
にプリント基盤（１０）の取付は穴（１０ａ）（第１１
図参照）が嵌入することで、支持台（１）とホルダ（７
）およびプリント基板（１０）の位置出しが行われ１図
示せぬ留めねじによりそれらが一体に連結される。

更にホルダ（７）は支持台（１）に取付けた時に回転ロ
ーラユニット（３）　、　（２３）の２枚のスリット板
（３ｃ）、　（３ｅ）に対応する位置にＸとＹの光セン
サ取付は部（７ｃ）、　（２７ｃ）を１球体収納部（７
ａ）の上側中心部より下方へ向かって傾斜した斜面を有
する凹状の圧力ばね取付は部（７ｄ）を備えている。

光センサ取付は部（７ｃ）、　（２７ｃ）は（ｃ）図の
如く。

スリット板（３ｃ）、　（３ｅ）の上部が位置するスリ
ット＊　（７ｇ）を有し、その両側に各ホトカブラの発
光素子と受光素子を挿入固定してセットする貫通した対
向穴（７ｈ）か形成されている。また圧力ばね取付は部
（７ｄ）は（ａ）　（ｂ）図に示す如く、その斜面上部
に上方へ開口した嵌入溝（７１）を備えた係止突起（７
３）を一体に備えている。このようなホルダ（７）の光
センサ取付は部（７ｃ）、　（２７ｃ）　、圧力ばね取
付は部（７ｄ）に（ｅ）図の如（それぞれ光センサ（８
）　、　（２８）と圧力ばね（９）を取り付ける。光セ
ンサ（８）。

（２８）の発光素子と受光素子はホルダ（７）を支持台
（１）に取り付けた時に１回転スリット板（３Ｃ）と固
定スリット板（３Ｃ）の２枚をはさむような位置にセッ
トされる。そしてセットされた発光および受光素子のリ
ード端子（８ａ）が対向穴（７ｈ）より突出し。

後に取り付けるプリント基板（１０）との電気接続が行
われる。

圧力はね（９）はその上方に貫通孔（９ａ）を備えてお
り、該孔（９ａ）を係止突起（７ｊ）に入れ且つそれを
下方に引いて嵌入＊（７ｉ）に嵌入することで、圧力ば
ね取付は部（７ｄ）内の斜面に密着するように且つ片持
ち梁状態で取付けられる。そしてホルダ（７）を支持台
（１）に取り付けた時に、該圧力はね（９）は支持台（
１）の抑圧ローラ設置台（１ｃ）に載せられた押圧ロー
ラ（４）をそのばね性により押圧する。

支持台（１）とホルダ（７）およびプリント基板（１０
）を−Ｉ−述の如く留めねじで一体的に結合した後。

ケーブル（１２）が導出するようにケース（１１）を支
持台（１）に取付け１球体収納部（ｌａ）、　（７ａ）
の内部に球体（２）を入れて支持台（１）の下面に取外
し可能な回転蓋（１３）　（第１０図（ｃ）参照）を取
付けることによりＸＹ座標入力装置か完成される。

ＸＹ座標入力装置は操作平面上を走行させることにより
１球体（２）が回転し、且つそれに接触したＸとＹの回
転ローラユニット（３）　、　（２３）か回転すること
によって回転スリット板（３ｃ）が回転する。

そしてこの回転によるスリット（３１）の数を固定スリ
ット板（３Ｃ）のスリット（３ｉ）、　（３ｋ）を基準
として光センサ（８）　、　（２８）が検知することで
１本人力装置の走行量および走行方向が検出され、この
検出信号によって例えばデイスプレィ装置のカーソルか
移動制御される。

さらに、スイッチ装置（５）の操作により、デイスプレ
ィ装置に制御信号か送られ１例えば、カーソル表示位置
にある表示パターンを削除するなとの制御か行なわれる
。

〔発明か解決しようとする課題〕従来のＸＹ座標入力装置は以上のように構成されている
ので部品点数も比較的多くなり、何よりもＸＹ座標入力
装置内の利用されていない空間を多く取らざるを得す、
装置全体の寸法を小さくするのに限界が有るため４近年
、急速に普及しつつある携帯型パーソナル・コンピュー
タ等の携帯機器内に収納可能な可搬性の良いＸＹ座標入
力装置を得ることが出来ないという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、構成を簡素化して組立性を向」−できると共
に、ＸＹ座標入力装置内の空間利用率を良くすることで
装置全体の寸法を小さくでき携帯機器内に収納可能とな
るＸＹ座標入力装置を得ることをＬ１的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係るＸＹ座標入力装置は、光センサの収容部
を支持台の回転ローラが配置される位置に対応する位置
に一体化して設けたものである１゜更に１回転ローラに
形成され、歯型状の凹凸部を形成する溝を、中心軸に対
して傾斜させたものである。ｊ〔作用〕支持台に一体に設けられた光センサの収容部は。

同しく支持金石に設けられている回転ローラとの位置合
せを容易にし、光センサと回転ローラの固定に別個のホ
ルダーを設けることにより生しる非利用空間の発生を防
止すると共に組立てを筒型にする。

更に傾斜した溝を有する回転ローラは光センサを構成す
る２個のフォト・リフレクタの焦点位置を同一水平面に
おくことを可能にして光センサの収容部とケースに設け
られた突起に必要とした２個のフォト・リフレクタの段
差を無くして主要部と突起の形状を簡史にし１組立性を
向上させると共に位置決め精度も向上させる。

し実施例〕第１図から第９図はこの発明の実施例を示すものであり
、第１図（ａ）　（ｂ）　（Ｃ）はこの人力装置外観の
１−面図と側面図およびＦ面図、第２図は第１図の内部
構成を説明するための分解斜視図、第３図（ａ）　（ｂ
）　（ｃ）は支持台の上面図と側断面図および下面図、
第４図（ａ）　（ｂ）　（ｃ）はケースの側面図と側断
面図および下面図、第５図（ａ）　（ｂ）は回転ローラ
の側面図と正面図、第６図（ａ）　（ｂ）は回転ローラ
取付けを説明する斜視図と断面図、第７図は押圧ローラ
・ユニット取付けを説明する斜視図。

第８図は光センサ取付けを説明する斜視図である。

まず第１図と第２図によりこの装置の全体的構造を説明
する。

第１図、第２図において、（１）は合成樹脂モールド体
からなる支持台、（２）は鋼球なとからなる球体、（３
）と（２３）はＹ軸・Ｘ軸に対応する回転ローラ、（４
）は球体（２）を回転ローラ（３）　（２３）に押圧す
る押圧ローラユニット、（５）はスイッチ装置。

（５ａ）（５ｂ）はスイッチ、　（５ｃ）（５ｄ）はキ
ー・トップ。

（６ａ）（６ｂ）は弗素（フッ素）樹脂材などからなる
摺動板、　（７）　（２７）は支持台（１）に一体形成
された光センサ収容部、　（８）　（２８）は発光素子
と受光素子と集光レンズより成るフォト・リフレクタ２
個を１組とした光センサ、（９）は押圧ローラユニット
（４）を押し圧するコイルバネ、　（１０）は球体（２
）の機械的な回転移動量を電気的な移動量パルス信号に
変換して送出する回路が実装された回路基板、　（１１
）は扱者が摘み走行操作する合成樹脂モールド体からな
るケース、（１１＾）はケース（１１）に開けられた球
体（２）の取出し孔、　（１２）は本体装置との信号送
受用接続ケーブル、　（１３）は取出し孔（ＩＩＡ）を
塞ぐネジ込み蓋、　（２０）は回路基板（１０）と光セ
ンサ（８）（２８）を接続するフレキシブル基板であり
、多層構造を有する回路基板（１０）の最上層が延長さ
れて形成されており、　（３０ａ）　（３０ｂ）　（３
０ｃ）はネジである。

本実施例において、支持台（１）の上面には回転ローラ
（３）　（２３）押圧ローラユニット（４）９回路基板
（１０）等の各部品を設置するための設置台か一体形成
されており、該支持台（１）上のほぼ中央部には裏面よ
りその一部が露出する回転自在な球体（２）か収容され
ている。また７支持台（１）の上面には、該球体（２）
のほぼ赤道面において２方向より該球体（２）に接触す
るように、直交配置された２個の回転ローラ（３）　（
２３）か取付けられる。該回転ローラ（２）　（２３）
には、歯車状の凹凸をつくる多数の溝が掘られている。

更に、支持台（１）の上面には直交配置した回転ローラ
（３）　（２３）間の２等分線上（４５°方向）に配置
し７球体（２）を該回転ローラ（３）　（２３）に接触
させるためのコイル・バネ（９）を付勢手段とした押圧
ローラユニット（４）が設置されている。

また、支持台（１）の裏面には走行平面（操作台平面）
との接触面となる低摩擦係数の摺動板（６ａ）（６ｂ）
が設置されている。

次に７球体（２）１回転ローラ（３）　（２３）、押圧
ローラユニット（４）を設置した支持台（１）に回路基
板（１０）がネジ（３０ａ）により取付けられる。

回路基板（１０）の上面にはスイッチ（５ａ）（５ｂ）
が設置されており、回路基板（１０）の一端からは構成
電線を半田付けされた接続ケーブル（１２）が出ており
。

その他端は、フレキシブル基板（２０）を介して光セン
サ（８）　（２８）が接続されている。

回路基板（１０）が支持台（１）に取付けられた状態で
、光センサ（８）（２８）が、支持台（１）の上面に設
けられた光センサ収容部（７）　（２７）に収容固定さ
れる。

最後にネジ込み蓋（１３）を取出し孔（ＩＩＡ）にネジ
込み固定したケース（１１）を該支持台（１）に嵌合さ
せ、ネジ（３０ｂ）（３０ｃ）により取付は固定するこ
とで。

このＸＹ座標入力装置が製作される。

尚、スイッチ装置（５）の各スイッチ（５ａ）（５ｂ）
はケース（１１）に連接されて設けられたキー・トップ
（５ｃＸ５ｄ）を押下することにより操作される。

次に上記各部品の構造について詳細な説明をする。

まず、第３図（ａ）　（ｂ）　（ｃ）は各部品を取付け
る支持台（１）を示している。

第３図に示したように支持台（１）のほぼ中央部には貫
通する円錐穴（ＩＡ）が開けられており１円錐穴（ＩＡ
）の壁面は７球体（２）の一部を収納する収納壁ともな
っている。この円錐穴（ＩＡ）を囲ろ回転ローラ（３）
　（２３）のそれぞれの両端を支持する回転ローラ軸受
は台（ｌｂ）（２１ｂ）が形成されており１回転ローラ
軸受は台（１ｂ）と円錐穴（ＩＡ）をはさみ対向した位
置に押圧ローラユニット設置台（ｌｃ）が形成されてい
る。

また１回転ローラ軸受は台（ｌｂ）（２１ｂ）の中心を
結ぶ線に直交し１円錐穴（ＩＡ）に隣接して２ケ所に光
センサ（８）　（２８）を収容固定する光センサ収容部
（７）　（２７）が形成されている。

さらに、支持台（１）の正中線上の一端と中央付近の２
ケ所には後に取付けるケース（１１）を一体化するため
のネジ貫通穴付き突起（１ｈＸ１ｉ）が立設されており
、この内、ネジ貫通穴付き突起（１１）は。

先端部の外周が細く形成されており回路基板（１０）に
設けられた穴（１０ａ）　（第２図参照）にネジ貫通穴
付き突起（１１）を嵌入することにより基板（１０）の
位置決めに供される。

また、ネジ貫通穴付き突起（ｌｉ）と支持台（１）の他
端の間には回路基板（１０）を支持台（１）に回路基板
（１０〕に設けられた穴（１０ｂ）　（第２図参照）を
通してネジ止め固定するためのネジ取付は突起（１ｅ）
が立設されており９　さらに、ネジ貫通穴付き突起（１
ｋ）とネジ取付（」突起（１ｅ）を囲む支持台（１）の
外周部位には回路基板（１０）を下方向より支える４ケ
所の基盤支持突起（１］）が立設されており、さらに。

ネジ取付は突起（１ｅ）の周囲には接続ケーブル（１２
）に加わる引張り応力を分散させるための接続ケーブル
（１２）の屈曲に供される２ケ所のケーブル保持突起（
１ｋ）が立設されている。

さらに支持台（１２）の外周には、後に取付けられるケ
ース（１１）の突出部位と嵌合し１位置決め固定するた
めの外壁（１ｅ）が回転ローラ軸受は台（］、ｂ）（２
１ｂ）、押圧ローラユニット設置台（１ｃ）の１部、基
盤支持突起（ｌｊ）、ケーブル保持突起（１ｋ）の１部
と１体に形成立設され、外壁（１ｅ）の一部には、接続
ケーブル（Ｉ２）を支持台（１）外に導出するためのＵ
字形状のケーブル導出Ｓ（１ｍ）が開けられている。

また、支持台（１）の裏面には、摺動板（６ａ）（６ｂ
）か接着固定されており、支持台（１）の支持面となっ
ている。

次にケース（１１）とケース（１１）の取出し孔（１１
，Ａ　）に取り付けられるネジ込み１（１３）について
第４図（ａ）　（ｂ）　（ｃ）により説明する。

ケース（１１）のほぼ中央部に開けられた球体（２）の
取出し孔（］、　１．Ａ　）にはネジが切られており、
ネジ込み蓋（１３）の外周に切られたネジと嵌合してネ
ジ込み１ｉｉｌ（１，３）の−Ｆ部に掘られたコイン溝
（１３ａ）にコインを挿入して回すことによりネジ込み
！（１，３）をケース（１１）に取付けることかできる
。またネジ込み蓋（１３）の下部には内側か円錐状に凹
み１球体（２）の上部収容壁に供される球体骨は突起（
＋、３ｂ）が立設されている。

ケース（１１）の取り出し孔（］、　Ｉ　Ａ　）の周囲
には、光センサ（８）　（２８）の上方向からの押さえ
となる光センサ押さえ突起（］、１．ａ）が２ケ所に立
設され、３ケ所に回転ローラ（３）　（２３）の両端が
支持台（１）の回転ローラ軸受は台（１，ｂ）（２１ｂ
）より脱落することを防ぐ軸受は押さえ突起（１１，ｂ
　）が立設されている。

また、ケース（１１）の正中線上の２ケ所には支持台（
１）に取付は固定するためのネジ取付は突起（１１、ｅ
）　（ｌｉｄ）が立設されており、ネジ取付は突起（１
１、ｄ、）は回路基板（１０）を介して支持台（１）上
のネジ貫通穴付き突起（１１）と連接され、ネジ取付は
突起（］、　１．ｃ　）は、直接に支持台（１）上のネ
ジ貫通穴付き突起（１ｈ）と連接されることになり、こ
の支持台（１）にケース（１１）を取付は固定した状態
において、支持台（１，）上に固定された回路基板（１
０）は、ケース（１１）の３ケ所に立設された基板固定
突起（ｌｉｅ）により、さらに上方向より押し付けられ
支持台（１）上での固定状態をより確実にし、支持台（
１）上に配設された接続ケーブル（１２）はケーブル導
出溝（１ｍ）上においてケース（１１）の外周に突出し
たケーブル押さえ突起（１１５）で押し下げられて固定
を完了する。

さらに、ケース（１］）には１　スイッチ装置（５）の
一部を構成するキートップ（５ｃ）（５ｄ）が下方向へ
の可撓性を有して連接されており、キートップ（５ｃ）
（５ｄ）は、下部の中央部に回路基板（１０）上のスイ
ッチ（５ａ）（５ｂ）に圧力を伝達するキー押し突起（
５Ｃ）を各々立設しており、キートップ（５ｃ）（５ｄ
）のＦ部−端にはケーブル（１１）との連接に供する可
撓性をｆｊする連接部（５ｆ）が各々形成されており、
各々の連接部（５ｆ）の端に穿たれた穴にケース（１１
）に立設された各々３ケ所の突起（１１ｇ）を嵌入させ
た後に。

突起（］、１１ｇの先端を加熱押潰させる所謂焼止めに
よりケース（１１）とキートップ（５ｃ）（５ｄ）は可
撓性部位を介して連接される。

なお、支持台（１）にケース（１１）を取付は固定した
状態においてキートップ（５ｃ）（５ｄ）の下端と支持
台（１）の外壁（１１）の間には空隙が生じるように寸
法設定され、キートップ（５ｃ）（５ｄ）の下方移動を
可能としており、支持台（１）とケース（１１）間の位
置決めは、支持台（１）の外壁（１１）にケース（１１
）のネジ取付は突起（ｌｉｅ）と軸受は押さえ突起（］
、１ｂ）と基板固定突起（ｌｉｅ）の一部がその外周面
において嵌合することによって成されている。

次に回転ローラ（３）　（２３）について第５図（ａ）
　（ｂ）と第６図（ａ）　（ｂ）により説明する。

図中、　（３ａ）は回転ローラ（３）　（２３）の球体
（２）と接触する当接部、　（３ｂ）（２３ｂ）は回転
ローラ（３）　（２３）の両端部、　（３ｃ）は回転ロ
ーラ（３）　（２３）と一体に形成され表面を平滑かつ
高反射率に仕上げた反射部であり、　（３ｉ）は反射部
（３ｃ）の表面に等間隔に間隔のほぼ１ｉ２幅で掘られ
た溝であり、１ｌｆ（３ｉ）は。

無反射塗料等を塗布することにより低反射率に仕上げら
れている。

回転ローラ（３）　（２３）の当接部（３ａ）において
は球体（２）と当接して球体（２）の回転量に対応した
Ｙ軸・Ｘ軸方向の回転を行い、この回転を回転ローラ（
３）　（２３）に対向して置かれた光センサ（８）　（
２８）で検知して２回転量と回転方向即ち装置の走行量
と走行方向が検出されることになる。

回転ローラ（３）　（２３）の回転を光センサ（８）　
（２８）で検出する原理を説明する。

回転ローラ（３）　（２３）の反射部（３ｃ）に光セン
サ（８）（２８）を構成する２個のフォト・リフレクタ
の一方のフォト・リフレクタの発光素子より集光レンズ
を介して光か照射され１反射部（３ｃ）で反射されて他
の集光レンズを介して受光素子に入射する。

この時１反射部（３Ｃ）の凸部即ち高反射率部、〜いは
凹部即ち溝（３１）の低反射率部のいずれで光か反射さ
れたかによって受光素子の入射光量が変化する。

したかって、第５図（ｂ）に示した溝（３ｉ）間の間隔
ｌたけ回転ローラ（３）　（２３）が回転する時間を周
期として強弱を繰返す電気信号が光センサ（８）　（２
８）より得られることになる。

ここで、光センサ（８）　（２８）を構成する他方のフ
ォト・リフレクタを回転ローラ（３）　（２３）の正の
回転方向に対し、前述のｆＩｔ（３ｉ）の間隔！の１／
４だけ遅れた位置に相当する反射部（３Ｃ）の部位で発
光素子より照射された光が反射する様に置くと他方のフ
ォト・リフレクタより出力される電気信号は。

一方のフォト・リフレクタの出力信号に対して電気角で
ほぼ９０°遅れたものとなる。この様な９０″の電気角
のずれを生じる信号を２相信号と呼び、２相信号の２相
間の遅れ、進みにより回転ローラ（３）　（２３）の回
転方向か識別される。

また、２個のフォト・リフレクタ間の位置関係は、フォ
ト・リフレクタの配置高さをほぼｆ＞（３ｉ）の間隔ｇ
の１／４だけずらしたものであり、この程度の精度で２
相信号の位相角を合わしたものであっても１位相角の進
みと遅れの識別と、２相信号の繰返し周波数の計数だけ
を行う本装置の目的には十分な精度が得られることにな
る。

次に回転ローラ（３）　（２３）の取付けを第６図（ａ
）（ｂ）により説明する。回転ローラ（３）　（２３）
はその両端部（３ｂ）（２３ｂ）を支持台（１）に設け
られた回転ローラ軸受は台（ｌｂ）（２１ｂ）のＵ字形
溝（Ａ）にそれぞれ落し込むことにより配設される。通
常１回転ローラ（３）　（２３）は、該Ｕ字形溝（Ａ）
の底に両端部（３ｂ）（２３ｂ）を自重により接して回
転しており、装置全体が過剰な力で動かされた時などに
両端部（３ｂ）　（２３ｂ）が、該Ｕ字形溝（Ａ）より
外れることのないように、支持台（１）にケース（１１
）を取付は固定した時、ケース（１１）に設けられた軸
受は押さえ突起（１１ｂ）が回転ローラ軸受は台（ｉｂ
）（２３ｂ）に連接される。なお、この時、軸受は押さ
え突起（ｌｌｂ）が。

回転ローラ（３）　（２３）の両端部（３ｂ）　（２３
ｂ）に当接することのないよう両端部（３ｂ）（２３ｂ
）と軸受は押さえ突起（ｌｌｂ）間には空隙（Ｂ）が設
けられている。

次に押圧ローラユニット（４）について第７図により説
明する。

回転ローラ（４ａ）は弗素樹脂等の低摩擦係数の材質で
作られた円筒形状をしており、金属製軸（４ｂ）に回転
自在に取付けられている。金属製軸（４ｂ）は。

同じく弗素樹脂等で形成されたホルダ（４Ｃ）の前端に
作られた２つの突出部のＣ字溝（Ｄ）に挿入固定されて
おり、ホルダ（４ｃ）の両側には各々凹字形突出部（Ｅ
）が前後摺動時のガイドとして一体形成されており、さ
らに後端にはコイルバネ（９）を収容するバネ穴（Ｆ）
が設けられている。一方、押圧ローラ設置台（ＩＣ）の
構造について説明すると、まず。

押圧ローラユニット（４）が前後に摺動する時の左右の
ガイドとなるガイド突起（１ｒ）が２列２組で支持台（
１）より立設されており、２列２組のガイド突起（１ｒ
）の中間には押圧ローラユニット（４）の上方向の動き
を制限するフック突起（１ｓ）が２個対向して支持台（
１）丑に立設されており、２列２組のガイド突出部（１
ｒ）の球体（２）を収納する円錐穴（ＩＡ）の形成位置
とは逆の端には、コイル・バネ（９）のＥｌ縮応力を受
けるバネ止め突起（１ｔ）が立設されている。

押圧ローラユニット（４）を支持台（１）−トの押圧ロ
ーラ設置台（１ｃ）に設置するには、押圧ローラユニッ
ト（４）の後端のバネ穴（Ｆ）にコイルバネ（９）の全
長のなかばを挿入し、コイルバネ（９）を圧縮した状態
でコイルバネ（９）がバネ止め突起（１ｔ）に当たるよ
うにして２列２組のガイド突起（１ｒ）列間に押圧ロー
ラユニット（４）を押込むことになる。

押圧ローラ設置台（ＩＣ）に押圧ローラユニット（４）
か押込まれた状態では、押圧ローラユニット（４）ハ、
押圧ローラユニット（４）の凹字形突起部（Ｅ）と支持
台（１）のガイド突起（１ｒ）が当接するため左右の動
きを制限され、凹字形突起部（Ｅ）の内側−上面か支持
台（１）のフック突起（１ｓ）のフック部下面に当り、
同様に凹字形突起部（Ｅ）の開学の底にフック突起（Ｉ
Ｓ）のフック部側面か当たるため押圧ローラユニット（
４）は−Ｌ方向の動きと大幅な前方向の動き即ち押圧ロ
ーラ設置台（ＩＣ）上よりの逸脱を制限される。

球体（２）か配設された状態では、押圧ローラユニット
（４）は、押圧ローラ設置台（ＩＣ）上をｉｉｊ　後に
滑らかに摺動し、バネ止め突起（１ｔ）により一端を固
定されたコイルバネ（９）の圧縮応力により９球体（２
）を回転ローラ（３）　（２３）を押付けるが２球体（
２）に当接している押圧ローラ（４ａ）は金属製軸（４
ｂ）の回りを回転自在に動くため球体（２）の同転に制
動を与えない。

次に光センサ（８）　（２８）と光センサ収容部（７）
　（２７）について第８図により説明する。

光センサ（８）　（２８）は１発光素子と受光素子と各
々の素子の前方に設けられた２個の集光レンズか一体に
形成されたフォト・リフレクタを２個１組として構成さ
れており、２個のフォト・リフレクタ（８ｂ）（８ｃ）
は前述の回転ローラ（３）　（２３）の反射部（３ｃ）
に掘られた溝（３１）の間隔ｌの１／４だけの高さ方向
の段差（Ｇ）を付けて図では見えないがフォト・リフレ
クタ（８ｂ）（８ｃ）の後端に突出した発光素−ｒ・受
光素千古々に２本ａるリードをフレキンプル基板（２０
）に半田付けすることによりフレキシブル基板（２０）
と一体化している。一方、支持台（１）トで回転ローラ
（３）　（２３）の反射部（３ｃ）と対向する位置に設
けられた光センサ収容部（７）　（２７）Ｉ；！、　図
ではμえないがフォト・リフレクタ（８ｂ）（８ｃ）の
下面の当接部位はフォト・リフレクタ（８ｂ）（８ｅ）
が互いに有する高さ方向の段差！／４に相当する段差（
Ｇ）を有してフォトリフレクタ（８ｂ）（８ｃ）の下面
と光センサ収容部（７）　（２７）の光センサ収容面は
密着可能となっており、２個のフォトリフレクタ（８ｂ
）（８ｃ）で構成される光センサ（８）（２８）を四方
より囲む形で位置決め突起（７ｃ）を４カ所に立設して
おり。

２個のフォトリフレクタ（８ｂ）（８ｃ）の前端下部に
対向して２個のフック状突出部（７１）が立設されてい
る。

光センサ（８）　（２８）は、光センサ収容部（７）　
（２７）に押込まれることにより取付は固定されるので
あるが、この取付は状態において、光センサ（８）　（
２８）は下面を光センサ収容部（７）　（２７）の段差
（Ｇ）の付いた収容面に密着させ０周囲を４個の位置決
め突起（７Ｃ）で保持され、フォトリフレクタ（８ｂ）
（８ｃ）の前端の集光レンズ周辺を形成している凹部が
フック状突出部（７１）のフック部下面に当接して押し
ドげられている。これより判るように光センサ（８）（
２８）の後端か−Ｌ方向に離脱することに対する保持力
としては不十分であるが、支持台（１）　−、ににケー
ス（１１）を取付は固定することにより、ケース（１１
）に設けられた光セン号押さえ突起（１１，ａ）か、こ
れも段差（Ｇ）を６する当接面を光センサ（８）　（２
８）の上面に当てて−Ｆ方向より光センサ（８）　（２
８）を押付けるため、光センサ（８）　（２８）は支持
台（１）」−の光センサ収容部（７）　（２７）に完全
に固定されることになる。

以上の様な構成を行なっているので９本発明に係るＸＹ
座標入力装置の組立て手順は、まず、支持台（１）の抑
圧ローラユニット設置台（ＩＣ）に押圧ローラユニット
（４）をコイルバネ（９）と共に取付け１次いで、ケー
ブル（１２）と光センサ（８）　（２８）を接続した回
路基板（１０）のケーブル（Ｉ２）を支持台（１）に配
設した後に回路基板（１０）をネジ（３０ａ）で支持台
（１）に固定し、さらに光センサ（８）　（２８）を光
センサ収容部（７）　（２７）に押込み固定し１次いで
９回転ローラ（３）　（２３）を回転ローラ軸受は台（
ｌｂ）（２１ｂ）に両端部（３ｂＸ２３ｂ）を落とし込
むことにより挿入し１次いで、ケース（１１）と支持台
（１）をネジ（３０ｂ）（３０ｃ）で一体内に結合し９
次いで１球体（２）をケース（１１）の取出し孔（ＩＩ
Ａ）より挿入した後、ネジ込み蓋（１３）を取出し孔（
ＩＩＡ）に取付けることによりなされ１本装置は完成さ
れる。

本装置は操作平面を走行させることにより１球体（２）
が回転し、且つ１球体（２）に当接したＹ軸・Ｘ軸方向
の回転ローラ（３）　（２３）が１回転することにより
１等間隔の溝（３１）を掘られた反射部（３ｃ）も回転
する。そして、この回転による１ｌｌＥ　（３ｉ）の移
動数を光の照射位置が上下に溝（３１）の間隔の１／４
だけ異なる２個のフォト・リフレクタ（８ｂ）（８ｃ）
で構成された光センサ（８）　（２８）が検知すること
で。

本装置の走行量および走行方向か検出され、この検出信
号によって１例えばデイスプレィ装置に表示されたカー
ソルか移動制御される。

上記のような構成によれば、光学系の位置決めか容易で
且つ正確に行なえ、且つ部品点数が少なくなり、安価で
信頼性の高いＸＹ座標入力装置か得られる。

また１例えば球体の直径を１０１ｗ１とすれば、高さ１
５ａｍｎ以下１幅３０ｎｎ以下、長さ５０ＩＩｗｌ以下
のＸＹ座標入力装置を提供することができ１例えばｔｓ
　帯用パーソナルコンピュータの本体に収納可能なもの
を提供することができる。

このような場合、従来のＸＹ座標入力装置か。

第１指と第４指及び第５指で装置を挟み、第２指と第３
指をスイッチに置いた形で掌内に包み込んで使用するた
め、装置の走行操作に手首と肘と肩の関節を使用する必
要があったのに比して、上述した様な寸法のＸＹ入力装
置では第１指と第４指で装置を摘み、第２指と第３指を
スイッチに置いて使用することになるため、第１指と第
４指の関節を走行操作に使うことができるので、指と手
首の関節だけで装置の走行操作が可能となり、使いい易
く、使用時の疲労の少いＸＹ座標入力装置が提供できる
ことになる。

なお、上記実施例では１回転ローラ（３）　（２３）の
反射部（３Ｃ）に掘られた！（３ｉ）は１回転ローラ（
３）（２３）の中心軸に対して平行に設けたものを示し
たが、溝（３１）は回転ローラ（３）　（２３）の中心
軸に対して傾斜して設けても良く、第９図に示した如く
光センサ（８）　（２８）を構成するフォト・リフレク
タ（８ｂ）（８ｃ）の照射光が通過する２つの光学中心
間における溝（３１）の傾斜を溝（３１）の間隔の１７
４に設定した時に、光センサ（８）　（２８）を構成す
るフォト・リフレクタ（８ｂ）（８ｃ）間に段差を設け
る必要が無くなり、光センサ収容部（７）　（２７）と
光センサ押さえ突起（ｌｌａ）の形状は段差のない単純
なものとなり。

光センサ（８）　（２８）の取付は固定時に光センサ（
８）（２８）の傾き等が生じ難くなり、光センサ（８）
　（２８）の取付は精度が向上する。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、光センサの収容部を
支持台中の回転ローラか配置される位置に対応する位置
に一体化して設けるように構成したので、光学系の位置
決めが容易で且つ正確に行なえ、且つ部品点数が少くな
り、安価で信頼性の高いＸＹ座標入力装置が得られると
共に、ＸＹ座標入力装置内の非利用空間を極力減らすこ
とが可能となり７小型のＸＹ座標入力装置を得られると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　（ｂ）　（ｃ）はこの発明の一実施例に
よるＸＹ座標入力装置の外観を示す上面図と側面図およ
び下面図、第２図は第１図の内部構成を説明するための
分解斜視図、第３図（ａ）　（ｂ）　（ｃ）はこの発明
の一実施例による支持台の上面図と側断面図および下面
図、第４図（ａ）　（ｂ）　（ｃ）はこの発明の一実施
例によるケースの側面図と側断面図および下面図、第５
図（ａ）　（ｂ）はこの発明の一実施例による回転ロー
ラの側面図と正面図、第６図（ａ）（ｂ）はこの発明の
一実施例による回転ローラ取付けを説明する斜視図と断
面図、第７図はこの発明の一実施例による押圧ローラユ
ニット取付１ｊを説明する斜視図５第８図はこの発明の
一実施例による光センサ取付けを説明する斜視図、第９
図（ａ）（ｂ）はこの発明の他の実施例による回転し−
ラの側面図と正面図、第１０図（ａ）　（ｂ）　（ｃ）
は従来のＸＹ座標入力装置の外観を示す上面図と側面図
および丁面図、第１１図は第１０図の内部構成を説明す
るための分解斜視図、第１２図（ａ）　（ｂ）　（ｅ）
は、従来装置の支持台の上面図と側面図および下面図、
第１３図（ａ）　（ｂ）は従来装置の回転ローラユニッ
トの側面図と正面図、第１４図は従来装置の回転ローラ
ユニットの取付けを説明する斜視図。第１５図は従来装置の押圧ローラの取付けを説明する部
分破断斜視図、第１６図（ａ）　（ｂ）　（ｃ）　（ｄ
）（ｅ）は従来装置のホルダの上面図と側面図と下面図
と断面図および圧力バネと光センサ取付は状態を示す斜
視図である。図において（１）は支持台、　（３）　（２３）は回転
ローラ、（４）は押圧ローラ、　（７）　（２７）は光
センサ収容部、　　（８）　（２８）は光センサ、　（
１０）は回路基板、　（１１，）はケース、　（ＩＩＡ
）は取出し孔、　（１，１，ａ）は尤センサ押さえ突ｇ
、　（ｌｌｂ）は軸受は押さえ突起、　（２０）はフレ
キシブル基板である。なお、各図中同一符号は同一。または相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）回転自在な球体と、この球体に接触して球体の回
転力により回転し、かつ一端に歯車状の凹凸部を有し、
直交配置された１組の回転ローラと、この回転ローラの
回転量をそれぞれ検出する光センサと、この光センサが
接続される回路が設けられた回路基板と、上記球体、上
記回転ローラ、上記光センサ、上記回路基板が実装され
る支持台と、この支持台上部を覆うケースとを有し、上
記支持台の上記回転ローラが配置される位置に対応する
位置に、上記光センサの収容部を一体に形成してなるこ
とを特徴とするＸＹ座標入力装置。
（２）該回転ローラに設けられた歯車状凹凸部は中心軸
に対し傾斜した溝により構成されていることを特徴とす
る請求項（１）記載のＸＹ座標入力装置。