SE532170C2 - Slingorgan till pekdonför datorer, bestående av trådar länkade till varandra samt pekdon innefattande sådant slingorgan - Google Patents

Description

20 25 30 35 2 deformeras mekaniskt när slingans ände har nått ett ändstopp och användaren trycker slingan åt samma håll. Zoner mellan listerna finns där bärarmaterialet är fritt att böjas.

En apparat enligt de två ovanstående dokumenten har således en slinga som är roterbar över två roterbara stavar, och förskjutbar parallellt med stavarnas längdaxlar. Stavarna följer med i slingans mantelrörelse. Slingans ovansida vilar på ett fast plant stöd och uppvisar därmed en plan övre yta. Ovanför denna plana yta finns en öppning i en apparatlåda som definierar en pekyta, där användaren kan förflytta slingan för cursorrörelse i tvà dimensioner, vertikalt, horisontellt eller kombinationer därav på bildskärmen.

Tyvärr har en sådan slinga inte kunnat utföras med en total höjd som understiger ca 10 mm, bl.a. beroende på för stor minneseffekt beroende på relaxation hos det utvalda mycket flexibla bärarmaterial som används. Relaxation ökar med minskande böjradie hos bärarmaterialet, pga ökande interna spänningar. Relaxation stör funktionen påföljande sätt: antag att slinganordningen har stått oanvänd en tid. Relaxationen orsakar då att slingans bärarmaterial har fått en permanent böjning omkring stavama, Om användaren sedan förflyttar slingan en liten sträcka i pekytan så att stavarna roterar en liten vinkel och sen släpper slingan, kommer stavarna och därmed slingans pekyta att förflyttas tillbaks till ursprungsläget, dvs läget med lägst interna spänningar. Detta är inte acceptabelt, dä cursorn på bildskärmen efter att ha förflyttats en liten bit gårtillbaks till ursprung släget.

Ytterligare en faktor finns som begränsar möjligheten att minska slinganordningens höjd. När slingan roterar över stavarna, upplevs en för användaren störande ”ojämn gäng" pga att de uppstyvande listerna ger en ojämn på/avrullning, just när de inträder på eller lämnar en stav.

Denna effekt ökar med ökande avstånd (delning) mellan listerna. Det har inte varit möjligt att i praktiken minska delningen till väsentligt mindre än 2,5 mm, pga att slingans flexande områden mellan listerna då blir för korta med för stor minneseffekt som följd. Givet att delningen är 2,5 mm, kan stavarnas diameter inte minskas till ett värde väsentligt under ca 5 mm pga att ojämn gäng då skulle uppstå i för hög grad. Ännu en faktor som begränsar möjligheten att konstruera en låg slinganordning är slingans inneboende tjocklek, vilken i praktiken knappast kan utföras mindre än ca 0,80 mm, givet tjockleken hos de förstyvande listerna, tyget och friktionsmaterialet. Tjockleken hos slingans övre och undre del adderas när den totala höjden hos anordningen ska kalkyleras; alltså har vi redan här 2 x 0,8 = 1,6 mm tjocklek som adderas till stavarnas diameter. Slingans undre del hänger ned några mm från de ställen där de lämnar stavarna och härtillkommer 2-3 mm tjocklek. 10 15 20 25 30 35 Enligt ovanstående är det uppenbart att en total höjd så liten som 2.5 mm aldrig kan uppnås. 2,5 mm motsvarar ungefärligt tjockleken hos en vanlig pekplatta.

Ett syfte med föreliggande uppfinning är att påvisa en betydligt tunnare axiellt styv slinga utan minneseffekt, samtidigt som motsvarigheten till den ovan beskrivna delnlngen är av storleksordning 1 mm, vilket möjliggör att slingan utan störande ojämn gång kan rotera över de roterbara stavarna trots att dessa har så liten diameter som omkring 2 mm.

En slinga utförd enligt föreliggande uppfinning saknar i enkla utföringsformer friktionsmaterial på utsidan. Det kan uppfattas negativt om användarens finger glider mot slingan istället för att förflytta den och detta kan ske om den totala friktionen (motstånd mot slingans rörelse under användarens finger) är för hög. Också om den totala massa som ska förflyttas är för stor kan användarens finger glida mot slingan, då massan försvårar snabba förflyttningar.

Därför är ett syfte att minimera både friktion och vikt, både hos slingan själv men även hos den mekanik (kringmekanik) som används för att stödja och spänna upp slingan och som följer med i slingans rörelse.

Ytterligare ett syfte är att påvisa en slinga som är enkel i uppbyggnaden. Ännu ett syfte är att påvisa kringmekanik som också är enkel och därmed lätt att tillverka.

Ovanstående syften uppnås hos föreliggande uppfinning genom att slingorganet består av ett antal längs slingorganets axel anordnade trådar, åtminstone på några ställen tvinnade minst ett halvt varv i, men ej fästa till en intilliggande.

Olika utföringsformer av uppfinningen beskrivs i de till huvudkravet anslutna underkraven. l en utföringsform av uppfinningen är trådarna tvinnade (ha kade) i varandra på samma sätt som trådarna i flätverksstängsel. l en annan utföringsform av uppfinningen är åtminstone några av tràdama i eller nära sina ändar parvis ihopfästa. l en annan utföringsform av uppfinningen är åtminstone någ ra av trådarna i trådparen vid minst ytterligare en punkt ihopfästa. 10 15 25 30 35 tag r-»fi »I m: u .I I en annan utföringsform är ihopfästningen gjord genom ihoptvinning. l en annan utföringsform har åtminstone nàgot av tràdparen partier hoptvinnade med stigning åt olika håll. l en annan utföringsform har slingorganet på sin mantelyta friktionsmaterial anordnat på dee ställen där trådarna är ihopfästa.

I en annan utföringsform innefattar ett pekdon ett slingorgan enligt uppfinningen där nämnda stödorgan är parallellt anordnade, roterbart och translaterbart lagrade, och belägna vid kanterna av en mellan stödorganen anordnad platta.

I ytterligare en annan utföringsform består vart och ett av nämnda stödorgan av en styv tråd på vilken ett antal runda skivor är anordnade. l ytterligare en annan utföringsforrn innefattar stödorganen magnetiskt material och attraheras bort från sin respektive kant på plattan, av en magnetanordning vardera med var sin kraft, pá så sätt att det ena stödorganet ligger an mot en kant hos plattan med den från magnetanordningama resulterande kraften. l ytterligare en annan utföringsform är nämnda stödorgan fast anordnade relativt slingorganet.

Uppfinningen kommer att beskrivas nedan mera i detalj med referens till de medföljande figurerna, vilka illustrerar slingorgan för styrning av pekare i enlighet med utföringsformer av uppfinningen utan att begränsa uppfinningen enbart till det som illustreras av ritningsfigurerna.

Fig. 1 visar en principskiss av ett slingorgan enligt föreliggande uppfinning; F ig. 1A visar ett lagringsställe.

Fig. 2 visartrådar ihopfästa i ändarna; Fig. 3 visar trådar ihopfästa på fler ställen; 10 15 20 25 30 35 0.? i 3.3 tag J: "°~.'l |“",“;r Fig. 4 visar trådar ihopfästa medelst tvinning; Fig. 5 visartvinning åt olika håll; Fig. 6 åskådliggör rakhet hos hoptvinnade trådar; Fig. 7 visar lämplig kringmekanik för ett slingorgan enligt föreliggande uppfinning; Fig. 8 visar en utföringsform av uppfinningen med lagringsställen med en extra tråd; Fig. 9 visar i en förstoring ett ihopfästningsomràde med tvinning.

Fig. 1 visar en slinga 1, som är tangentiellt flexibel men axiellt funktionellt styv. Den är upphängd på en inuti en apparatlåda 4 fäst platta 5, som ärförsedd med två avrundade sidor, 6 och 7, vilka spänner ut slingans 1 tvärsnitt till avlång form. Apparatlådan 4 har ett öppet område 8, i vilket slingan 1 kan nås av en användare och förskjutas axiellt (i pilens 9 riktning) mellan de till apparatlàdan 4 fästa ändstoppen 2 och 3, men också roteras i pilens 10 riktning över sidorna 6 och 7. Den axiella rörelsen detekteras och ger upphov till elektriska signaler som matas till t.ex. en dator, som omvandlar signalerna till rörelse av en cursor, bild el. dyl. i en första riktning, lämpligen sidleds, på en bildskärm, Även rotation av slingan över sidorna 6 och 7 pà plattan 5, detekteras och ger upphov till rörelse i en andra riktning på bildskärrnen, lämpligen vertikal. Detekteringen ifråga kan ske med en optisk mussensor som Avago ADNS 5020 el. dyl. Denna typ av detektering kan numer anses helt konventionell.

Slingan 1 består av ett antal axiellt löpande tunna trådar 110, utförda av ett styvt material såsom stål. Varje tråd 110 är bockad i ett sicksackmönster så att varje "sick" hakari den närmast liggande tråden 11 (m) på ena sidan, och varje "sack" hakar iden närmast liggande träden 11 (m, på den andra sidan. Samma teknik att fläta eller tvinna trådar relativt varandra förekommer i s.k. flätverksstängsel. Formulerat på annat sätt ärtrådarna vid varje ställe de möts och därmed i kontakt med varandra, tvinnade 1/2 varv ivarandra. Varje sådant ställe kallas hädanefter lagringsställe, visat i fig. 1A.

Antag att vi har 100 st trådar, 111 - 11,00. Tråd 110 är i ett antal lagringsställen tvinnad 1/2 varv i sina "grannar", trådarna 11100 och 112. Tråd 112 är i ett antal lagringsställen tvinnad 1/2 varv i sina grannar 111 och 110, osv. Det ska noteras att de individuella trådarna inte ärfast förbundna med varandra i sina lagringsställen även om de kontaktar varandra där; de kan 10 15 20 25 30 35 532 'Uti 6 därför rotera en liten vinkel relativt varandra. Alla trådar tillsammans bildar därmed en slinga 1 som är tangentiellt böjbar.

Följande fördelar finns, jämfört med en slinga utförd enligt PCT-ansökan PCT/SEO3/01160: 1. Eftersom trådarna inte är fästa till varandra, förekommer inget minne hos slingan. 2. Slingans inneboende tjocklek är mycket liten, ca 0,25 mm om de individuella trådama i slingan har diameter 0,10 mm 3. Delningen mellan de individuella trådarna kan med fördel utföras så liten som 1 mm, vilket möjliggör tillräckligt jämn pä- och avlindning över stöden 6 och 7 trots att radien hos de stöd som spänner ut slingan är så liten som 1 mm.

Slingans rörelse åt sidan är begränsad, varför ändarna ibland kommer att kontakta ändstoppen 2 och 3. En nackdel med denna utföringsform är att de individuella trådarna 11 då kan "repas upp" i ändarna. Därför visas ifig. 2 en utföringsform där detta problem är eliminerat. Här ärtrådarna parvis ihopfästa i ändama. Trådpar 141, som består av trådarna 12 och 13, är i ett antal lagringsställen tvlnnat 1/2 varv till trådpar 142, som är tvinnat till trådpar 143 osv. Trådpar 14, kan via sina lagringsställen svänga en vinkel relativt trådpar 142, som i sin tur via sina lagringsställen kan svänga en vinkel relativt trådpar 143 osv. Eftersom varje trädände är fäst till en annan trådä nde kan trådändarna aldrig repas upp.

En variant på denna utföringsform visas i fig 3, därtrådparen är ihopfästa inte bara i ändarna utan i fler punkter.

En nackdel med utföringsformerna visade i samband med fig. 2 och 3 är att det kan vara svårt att fästa ihop trådarna i varje trådpar tillräckligt starkt. Trådarna är tunna, storleksordning 0,10 mm; svetsning kan därför vara osäkert dà tråden kan förlora i styrka.

Lödning är tänkbar, men det kan vara svårt att hitta lämpligt lod för trådarna, som lämpligen är utförda av rostfritt hårt stål. Lödtemperaturen får inte vara så hög att trådarna tappar sin hårdhet.

Därför visas i samband med fig. 4 ett föredraget utföringsexempel där ovanstående svårigheter är lösta. Här visas ett trådpar 17, där trådarna 15 och 16 är ihoptvinnade 2,5 varv. Detta eliminerar lödning eller svetsning samtidigt som trådarna blir mycket säkert ihopfästa. Antalet varv som trådarna är hoptvinnade kan mycket väl väljas väsentligt större 10 15 20 25 30 35 IJ: min Y' i 'w ...å “MJ 1:3 7 än 2,5. Trådparet 17 är på fyra lagringsställen tvinnat 1/2 varv till trådparet 18, som på fyra lagringsställen är tvinnat 1/2 varv till trådparet 19 osv.

Diametern hos trådarna var 0,10 mm i en fungerande prototyp, maskstorleken M var 1 mm och antal trådar var 30.

Varje hoptvinnat trådpar sitter fastare ihop om hoptvinningen går i högervarv på vissa ställen och vänstervarv på andra, vilket visas i fig. 5 där endast ett tràdpar visas. Trádarna är hoptvinnade i högervarv vid ställena markerade med R och i vänstervarv vid markering L.

Ovan nämndes att slinganordningen ska ha så låg vikt som möjligt, så att den lätt följer rörelsen hos användarens finger. Denna utföringsform möjliggör en lättare slinga än om trädparen hopfogas via lödning. Om lödning sker, adderas lodets vikt i lödpunktema till slinganordningen. Detta problem är här eliminerat då lod saknas. Ytterligare en viktsänkande faktor finns, vilket åskädliggörs i samband med fig. 6. Om vikten hos den lösa tråden 16 tagen från utföringsformen ifig. 4, jämförs med vikten hos den lösa tråden 12 tagen från utföringsexemplet enligt fig. 2, framgår att vikten hos tråden 16 är lägre än hos tråden 12, även om slingans totala längd L, tråddiameter och trådmaterial är lika. Detta beror på att tråden 16 där den är tvinnad har partier 20 och 21 som går mer rakt fram axiellt sett jämfört med tråden 12. Tråden 16 blir därmed kortare med lägre vikt som följd. Även den axiella styvheten ökar, vilket är en fördel. l fig. 7 visas föredragen uppbärande mekanik för en slinga 22. Slingan 22 spänns ut av de två stavarna 23 och 24. Den ena staven 23 är uppbyggd av en rak metalltråd 25, utförd av ett magnetiskt material såsom stål. Tråden 25 är försedd med små plastskivor, i detta fall fyra stycken; 26, 27, 28 och 29. Den andra staven 24 är med fördel, men behöver inte vara det, identisk med staven 23. Mellan stavarna 23 och 24 finns en platta 30, som är fäst till en apparatkäpa (ej visad) och på vilken slingans 22 övre del 31 vilar. Staven 23 kontaktar kanten 32 hos plattan 30. Tråden 25 i den första staven 23 attraheras av en första magnet 33 med kraften F, medan träden 34 i den andra staven 24 attraheras av en andra magnet 35, med något större kraft F2. Staven 23 trycks därmed mot kanten 32 med en kraft som är lika med F2-F1 och som ska väljas liten. Detta minimerar stavens 23 friktion mot kanten 32, samtidigt som slingan 22 spänns ut med en större kraft, nämligen F2. Den totala friktionen blir därmed så liten att slingan 22 är flyttbar med så liten kraft att friktionen mellan användarens finger och slingans övre del 31 alltid räcker för att förflytta slingan. 10 15 20 25 30 35 8 Stavarna 23 och 24 bör hållas fixerade i sidled relativt slingan 22, vilket ombesörjs av sidstoppen 36 och 37. Sidstoppet 36 består av en tunn stålfolie som går över kanten hos slingans ovansida 31. Vid sidorna av den uppbä rande plattan 30 har sidstödet 36 två nedvikta tungor 39 och 40, vilka axiellt sett går utanför änden hos slingan 22 men innanför de yttersta skivorna 26 och 42 hos stavarna 23 och. 24.

Sidstoppet 36 låser stavarna 23 och 24 mot rörelse relativt slingan 22 i riktning indikerat av pilen 38. Det andra sidstoppet 37 fungerar likadant och låser stavarna 23 och 24 åt motsatt håll.

När användaren förflyttar ovansidan 31 av slingan 22 i riktning av den dubbelriktade pilen 44, roterar slingan 22 omkring stavarna 23 och 24, vilka också roterar. När användaren förflyttar slingans ovansida 31 i riktning av den dubbelriktade pilen 46, förflyttas slingan 22 tillsammans med stavarna 23 och 24 samt sidstoppen 36 och 37 som en enhet åt samma håll. Användaren upplever därigenom att övre ytan 31 på slingan 22 kan förflyttas tvådimensionellt.

Nedan ges exempel på några modifikationer inom patentkraven: Stavarna kan vara roterbart lagrade på en släde, som i sin tur ärtranslaterbar relativt ett apparatfunda ment. Detta minimerar dock inte den vikt som måste förflyttas i sidled och ökar komplexiteten.

Då slingan kan förflyttas så lätt, och den rörliga massan är så liten, behövs knappast friktionsmaterial på utsidan av en slinga enligt föreliggande uppfinning. Friktionsmaterial kan dock om så önskas tillsättes, lämpligen på de ställen som år markerade med L och R i fig. 5. för ännu bättre grepp.

Två närliggande trådar kan ha en tråd löpande mellan sig isina lagringsställen enligt fig. 8; den mellanliggande tråden ändrar inte det faktum att de övriga trådarna är tvinnade i varandra. Fördelen är att trådarna i sina lagringsställen kan svänga en något större vinkel relativt varandra.

Trådarna eller trådparen kan vara tvinnade tillsammans fler än 0.5 varv där de möts i lagringsstället. I fig. 9 visas ett lagringsställe där trådarna är löst tvinnade 1,5 varv.

Nackdelen kan vara att trådarna inte kan svänga tillräcklig vinkel relativt varandra.

Claims (11)

10 15 20 25 30 35 'Wii Patentkrav

1. Slingorgan för styrning av en pekare, bild eller motsvarande på en bildskärm, display eller motsvarande, iform av en tangentiellt böjbar cylinder vilken är anordnad att av en användare kunna roteras omkring parallellt med slingorganets längdaxel anordnade stödorgan som spänner ut slingorganets tvärsnitt till avlång form, och att translateras i sin axiella riktning mellan ändlägen, varvid slingans rörelse kan detekteras med medel som får pekaren att röra sig på bildskärrnen, k ä n n e t e c k n a t a v att det består av ett antal längs slingorganets (10) axel anordnade trådar (11, 12, 13, 15, 16), varvid åtminstone några är åtminstone på några ställen tvinnade minst ett halvt varv i, men ej fästa till en intilliggande.

2. Slingorgan enligt krav 1, ivilket trådarna (11, 12, 13) ärtvinnade/hakade i varandra på samma sätt som trådarna i flätverksstängsel.

3. Slingorgan enligt krav 1 eller 2, ivilket åtminstone några av trådarna (12, 13, 15, 16) i eller nära sina ändar är parvis ihopfästa.

4. Slingorgan enligt krav 3, i vilket åtminstone några av trådarna i trådparen vid minst ytterligare en punkt är ihopfästa.

5. Slingorgan enligt något av kraven 3-4, ivilket ihopfästningen är gjord genom ihoptvinning.

6. Slingorgan enligt krav 5, i vilket åtminstone något av tràdparen har partier hoptvinnade med stigning åt olika håll.

7. Slingorgan enligt något av krav 4-6, i vilket slingorganet på sin mantelyta har merparten av friktionsmaterialet anordnat på de ställen där trådarna är ihopfästa.

8. Pekdon innefattande ett slingorgan enligt något av kraven 1-7, ivilket nämnda stödorgan (2324) är parallellt anordnade, rote rbart och translaterbart lagrade, och belägna vid kanterna av en mellan stödorganen anordnad platta (30).

9. Pekdon enligt krav 8, i vilket vart och ett av nämnda stödorgan (2324) består av en styv tråd (25, 34) på vilken ett antal runda skivor (26-29, 42) är anordnade.

10. Pekdon enligt något av kraven 8-9, där stödorganen (23:24) innefattar magnetiskt material och attraheras bort från sin respektive kant på plattan, av en magnetanordning (33, 10 35) vardera med var sin kraft, på så sätt att det ena stödorganet (23) ligger an mot en kant (32) hos plattan (30) med den från magnetanordningarna (33, 35) resulterande kraften.

11. Pekdon, innefattande ett slingorgan enligt något av kraven 1-7, ivilket nämnda stödorgan (6, 7) är fast anordnade relativt slingorganet.