JPH11143632A - エンコーダおよびポインティングデバイス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パソコンを始めとする各種情報機器に対し座
標情報を入力するポインティングデバイスに関し、入力
時の回転軸の移動を抑制することによってＳ／Ｎ比の向
上を図ったエンコーダの提供を目的とする。 【解決手段】 上記課題は回転軸６が一方の端面中央に
設けられた軸受孔65を具えた第１の軸61と、軸受孔65の
内部に収容されたコイルばね63と、遮光板43が固着され
一端が軸受孔65に摺動自在に嵌挿された第２の軸62とを
有し、第１の軸61と第２の軸62は、相対的に軸方向に移
動自在で、かつ回転力を伝達可能に係着されると共に、
コイルばね63の作用によってそれぞれの外側端部が、常
に軸受け44に押し付けられている本発明のエンコーダに
よって達成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はパソコンを始めとす
る各種情報機器に対し座標情報を入力するポインティン
グデバイスに係り、特に入力時の回転軸の移動を抑制す
ることによってＳ／Ｎ比の向上を図ったエンコーダの構
造に関する。

【０００２】マウスに代表されるポインティングデバイ
スはケースの移動に伴って操作面上を転動するボールと
エンコーダを有し、ボールの転動に伴ってエンコーダの
回転軸が回転しボールの回転角に対応するパルス信号が
エンコーダから出力される。

【０００３】回転軸の回転をパルス信号に変換する手段
として複数のスリットが円周方向に配列され回転軸に固
着された遮光板と、スリットを挟んで対向するように発
光素子および受光素子が設置されたホトインタラプタと
が一般的に用いられている。

【０００４】しかし、回転軸とそれを支承する軸受部と
の間に隙間があるとボールの転動に伴って回転軸が右方
または左方に移動し、遮光板上のスリットと受光素子と
の相対位置が変動してホトインタラプタのＳ／Ｎ比が低
下するという問題が生じる。

【０００５】そこで入力時の回転軸の移動を抑制するこ
とによってＳ／Ｎ比の向上を図ったエンコーダの開発が
要望されている。

【０００６】

【従来の技術】図３はポインティングデバイスの主要部
を示す平面図、図４は従来のエンコーダの構造を示す平
面図である。

【０００７】マウス型のポインティングデバイスは図３
に示す如くケース１とケース１により回動自在に支承さ
れたボール２を有し、図示省略されているがボール２の
一部は操作面に当接可能なようにケース１の底面に形成
された孔から突出している。

【０００８】ケース１の内部にＸ軸方向とＹ軸方向とに
それぞれ対応しボール２に当接する２個のエンコーダ３
が装着されており、ボール２が回動するとボール２のＸ
軸方向とＹ軸方向の回転角に対応しそれぞれのエンコー
ダ３の回転軸41が回転する。

【０００９】例えば、操作面上に載置されたケース１を
任意の方向に移動させることによりボール２がケース１
の移動方向に転がり、ボール２の回動に伴ってＸ軸方向
とＹ軸方向の回転角に対応したパルス信号がそれぞれの
エンコーダから出力される。

【００１０】従来のポインティングデバイスに用いられ
ているエンコーダは図４に示す如く回転体４とホトイン
タラプタ５とを有し、回転体４は回転軸41と中心が回転
軸41に固着され円周方向に複数のスリット42が配列され
た遮光板43とを具えている。

【００１１】両端が軸受け44によって支承された回転軸
41は中間に形成されたローラ部45がスリップしないよう
ボール２に圧接され、ホトインタラプタ５は内蔵された
発光素子51および受光素子52がスリット42を挟んで対向
する位置に設置されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】図５は回転軸の移動を
説明する模式図、図６は回転軸の移動とＳ／Ｎ比の関係
を示す図である。

【００１３】ローラ部45をボール２に圧接する際に図５
(a) に示す如く回転軸41の軸芯をボール２の芯を通る線
に合致させているが、部品の製造誤差等により完全に合
致させることが難しく図５(b) 、図５(c) に示す如く位
置ずれを生じることがある。

【００１４】また、回転軸41を支承する軸受け44は回転
軸41が軸方向に移動しないよう回転軸41の端面に密着さ
せることが望ましいが、部品の製造誤差や回転軸41の伸
縮等を考慮すると回転軸41の端面と軸受け44の間の隙間
を無くすことは困難である。

【００１５】例えば、図５(b) に示す如く回転軸41の軸
芯がボール２の芯を通る線の上方にありボール２が反時
計方向に回動すると、ボール２の回動に伴って回転軸41
は図の左方向に押され回転軸41に固着された遮光板43と
受光素子52との間隔が開く。

【００１６】また、図５(c) に示す如く回転軸41の軸芯
がボール２の芯を通る線の上方にありボール２が時計方
向に回動したときは、ボール２の回動に伴い回転軸41は
図の右方向に押され回転軸41に固着された遮光板43と受
光素子52との間隔が狭まる。

【００１７】このように遮光板43と受光素子52との間隔
が狭まる方向に回転軸41が移動した場合は遮光板43が受
光素子52に当接し、ボール２の回動に伴ってパルス信号
が出力されなかったり甚だしい場合にはエンコーダが破
壊される等の問題を生じる。

【００１８】図６(a) または図６(b) に示す如くスリッ
ト42を挟んで発光素子51と受光素子52とを対向させたホ
トインタラプタ５は、遮光板43に形成されたスリット42
と受光素子52との距離に対応し図６(c) に示す如く出力
電圧が変動する傾向にある。

【００１９】例えば、図６(a) に示す如く受光素子52に
近接させてスリット42を配置した場合は、図６(c) に実
線で示す如くスリット全開時における出力電圧が大きく
なり、スリット全閉時における出力電圧が小さくなって
その間に大きい差が生じる。

【００２０】一方、図６(b) に示す如く受光素子52から
離してスリット42を配置した場合は、図６(c) に破線で
示す如くスリット全開時における出力電圧が低下すると
共に、スリット全閉時における出力電圧が大きくなって
出力電圧の差が縮小される。

【００２１】スリットの全開時と全閉時を判別する臨界
値は図６(c) に一点鎖線で示す如く比較的出力電圧の低
い位置に設定され、図６(c) に破線で示す如くスリット
全閉時における出力電圧が大きくなり臨界値に近づくと
Ｓ／Ｎ比が急激に低下する。

【００２２】エンコーダを正常に作動させると共に所定
のＳ／Ｎ比を得るには受光素子とスリットの間隔を一定
に保つ必要があるが、従来のエンコーダの構造では回転
軸の端面と軸受けの間の隙間を無くすことは極めて困難
であるという問題があった。

【００２３】本発明の目的は入力時の回転軸の移動を抑
制することによってＳ／Ｎ比の向上を図ったエンコーダ
を提供することにある。

【００２４】

【課題を解決するための手段】図１は本発明になるエン
コーダを示す斜視図である。なお全図を通し同じ対象物
は同一記号で表している。

【００２５】上記課題は、回転体７とホトインタラプタ
５とを有し、回転体７は、両端が軸受け44により支承さ
れた回転軸６と、中心が回転軸６に固着され円周方向に
複数のスリット42が配列された遮光板43とを有し、ホト
インタラプタ５は、発光素子51と受光素子52とがスリッ
ト42を挟み対向する位置に設置されているエンコーダで
あって、回転軸６は、一方の端面中央に設けられた軸受
孔65を具えた第１の軸61と、軸受孔65の内部に収容され
たコイルばね63と、遮光板43が固着され一端が軸受孔65
に摺動自在に嵌挿された第２の軸62とを有し、第１の軸
61と第２の軸62は、相対的に軸方向に移動自在で、かつ
回転力を伝達可能に係着されると共に、コイルばね63の
作用によってそれぞれの外側端部が、常に軸受け44に押
し付けられている本発明のエンコーダによって達成され
る。

【００２６】このように回転軸が、一方の端面中央に設
けられた軸受孔を具えた第１の軸と、軸受孔の内部に収
容されたコイルばねと、一端が軸受孔に摺動自在に嵌挿
された第２の軸とを有し、第１の軸と第２の軸が、相対
的に軸方向に移動自在で、かつ回転力を伝達可能に係着
されると共に、コイルばねの作用によってそれぞれの外
側端部が常に軸受けに押し付けられている本発明のエン
コーダは、ボールと共にケースに組み込みポインティン
グデバイスを形成したとき、例えばボールの回動に伴っ
て第１の軸が移動しても第１の軸の移動はコイルばねに
吸収され、第２の軸は常に軸受けに押し付けられている
ため遮光板の位置が変わらず受光素子との距離が一定し
ており、遮光板と受光素子との距離を高いＳ／Ｎ比が得
られる値に設定しておくことで常に高いＳ／Ｎ比を得る
ことができる。

【００２７】即ち、入力時の回転軸の移動を抑制するこ
とによってＳ／Ｎ比の向上を図ったエンコーダを実現す
ることができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下添付図により本発明の実施例
について説明する。なお図２は第１の軸と第２の軸との
係着方法を示す模式図である。

【００２９】本発明になるエンコーダは図１に示す如く
回転軸６が第１の軸61および第２の軸62とコイルばね63
とで構成されており、円周方向に複数のスリット42が配
列された遮光板43の中心を第２の軸62に固着することに
より回転体７が形成される。

【００３０】即ち、第１の軸61は中間にローラ部64が設
けられると共に一方の端面中央に第２の軸62と連結する
ための軸受孔65を有し、第２の軸62は中間に遮光板43の
中心が固着されて一端がコイルばね63と共に軸受孔65に
摺動自在に嵌挿されている。

【００３１】両端が軸受け44によって支承された回転軸
６は第１の軸61の中間に形成されたローラ部64がボール
２に圧接されており、ホトインタラプタ５は内蔵された
発光素子51および受光素子52がスリット42を挟んで対向
する位置に設置されている。

【００３２】回転軸６は回転力を伝達する手段として例
えば、図２(a) に示す如く第２の軸62に圧入されたピン
66と第１の軸61に形成された切欠き67を有し、第１の軸
61と第２の軸62は摺動自在に連結されピン66と切欠き67
を介し回転力が伝達される。

【００３３】また、別の手段として図２(b) に示す如く
第２の軸62に埋め込まれたキー68と第１の軸61に形成さ
れたキー溝69を有し、第１の軸61と第２の軸62とは摺動
自在に連結されると共にキー68とキー溝69を介して回転
力を伝達することができる。

【００３４】更に回転力の伝達手段として図２(c) に示
す如くコイルばね63に代えて伸縮が容易で比較的撓み難
いばね70を用いて、第１の軸61および第２の軸62をばね
70の両端に固着することで上記回転軸６と同等の機能を
具えた回転軸を形成できる。

【００３５】このように回転軸が、一方の端面中央に設
けられた軸受孔を具えた第１の軸と、軸受孔の内部に収
容されたコイルばねと、一端が軸受孔に摺動自在に嵌挿
された第２の軸とを有し、第１の軸と第２の軸が、相対
的に軸方向に移動自在で、かつ回転力を伝達可能に係着
されると共に、コイルばねの作用によってそれぞれの外
側端部が常に軸受けに押し付けられている本発明のエン
コーダは、ボールと共にケースに組み込みポインティン
グデバイスを形成したとき、例えばボールの回動に伴っ
て第１の軸が移動しても第１の軸の移動はコイルばねに
吸収され、第２の軸は常に軸受けに押し付けられている
ため遮光板の位置が変わらず受光素子との距離が一定し
ており、遮光板と受光素子との距離を高いＳ／Ｎ比が得
られる値に設定しておくことで常に高いＳ／Ｎ比を得る
ことができる。

【００３６】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば入力時の回転
軸の移動を抑制することによってＳ／Ｎ比の向上を図っ
たエンコーダを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明になるエンコーダを示す斜視図であ
る。

【図２】 第１の軸と第２の軸との係着方法を示す模式
図である。

【図３】 ポインティングデバイスの主要部を示す平面
図である。

【図４】 従来のエンコーダの構造を示す平面図であ
る。

【図５】 回転軸の移動を説明する模式図である。

【図６】 回転軸の移動とＳ／Ｎ比の関係を示す図であ
る。

【符号の説明】

２ ボール ５ ホトインタラプタ ６ 回転軸 ７ 回転体 42 スリット 43 遮光板 44 軸受け 51 発光素子 52 受光素子 61 第１の軸 62 第２の軸 63 コイルばね 64 ローラ部 65 軸受孔 66 ピン 67 切欠き 68 キー 69 キー溝 70 ばね

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転体と、ホトインタラプタとを有し、
   該回転体は、両端が軸受けにより支承された回転軸と、
   中心が該回転軸に固着され円周方向に複数のスリットが
   配列された遮光板とを有し、該ホトインタラプタは、発
   光素子と受光素子とが該スリットを挟み対向する位置に
   設置されているエンコーダであって、 該回転軸は、一方の端面中央に設けられた軸受孔を具え
   た第１の軸と、該軸受孔の内部に収容されたコイルばね
   と、該遮光板が固着され一端が該軸受孔に摺動自在に嵌
   挿された第２の軸とを有し、 該第１の軸と該第２の軸は、相対的に軸方向に移動自在
   で、かつ回転力を伝達可能に係着されると共に、該コイ
   ルばねの作用によってそれぞれの外側端部が、常に該軸
   受けに押し付けられていることを特徴とするエンコー
   ダ。
2. 【請求項２】 ケースと、該ケースによって回動自在に
   支承されているボールと、該ケースの内部に装着された
   前記エンコーダとを有し、 前記第１の軸の側面が、該ボールに圧接されていること
   を特徴とするポインティングデバイス。