DE3851184T2

DE3851184T2 - Eingabegerät mit mehreren Funktionen.

Info

Publication number: DE3851184T2
Application number: DE3851184T
Authority: DE
Inventors: Keiji Yamaguchi
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1987-06-22
Filing date: 1988-06-22
Publication date: 1995-04-20
Anticipated expiration: 2008-06-23
Also published as: JPS63318625A; DE3851184D1; EP0296837A3; EP0296837B1; EP0296837A2; US5115227A

Description

Die Erfindung betrifft ein Eingabegerät, genau er gesagt ein Eingabegerät zum Eingeben von Informationen in Personalcomputer oder andere elektronische Anwendungen.
Ein als "Maus" bekanntes Eingabegerät wird als Koordinateneingabegerät für Personalcomputer verwendet. Die Maus weist ein in einem Gehäuse untergebrachtes, sphärisches Drehelement auf, das durch die Bewegung des Gehäuses auf einer Unterlage gedreht wird und an der Unterseite hervorsteht, wobei der Betrag, um den sich das Drehelement dreht, d. h. der "Drehbetrag", durch einen Codierer gelesen wird. Der auf diese Weise gelesene "Drehbetrag" wird in zwei zueinander senkrechte Richtungskomponenten zerlegt. Die zerlegten Komponenten dienen beispielsweise als vertikale und horizontale Eingabekoordinaten für eine Kathodenstrahlröhre (Cathode Ray Tube - CRT) eines Personalcomputers.
Ebenso wird eine als Bildscanner bekannte Bildlesevorrichtung als Eingabegerät für Personalcomputer verwendet. Ein Bildscanner weist grundsätzlich eine beispielsweise durch eine Walze realisierte Einrichtung zum Bestimmen der Position in einer Richtung, sowie eine Lesevorrichtung auf. Die Lesevorrichtung wird durch den Abtastgrad des zu lesenden Bildes definiert, entsprechend der durch die Positionserkennungseinrichtung bestimmten Positionsveränderung. Das durch die Bildlesevorrichtung gelesene Bild wird zu einem Personalcomputer geführt.
Obwohl es im allgemeinen oft notwendig ist, sowohl eine Maus als auch einen Bildscanner zur gleichen Zeit zu verwenden, gibt es keine Eingabegeräte, bei denen beide in einem Gerät untergebracht sind.
EP-A-0 166 432 beschreibt eine Positions- und Bilderzeugungseinheit. Im Normalbetrieb ist eine Positionserkennungs-Betriebsart eingestellt. Wenn die Einheit nach unten gedrückt wird, wird eine Bildabtastungs-Betriebsart aktiviert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Eingabegerät zum Eingeben von Informationen auf mehrere Arten anzugeben.
Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein Eingabegerät anzugeben, das sowohl Positionsinformationen als auch Bildinformationen eingeben kann.
Eine weitere Aufgabe ist es, ein Eingabegerät anzugeben, das sowohl die Funktionen einer Maus als auch eines Bildscanners aufweist.
Andere Vorteile und der Anwendungsbereich der Erfindung werden im folgenden detailliert erläutert. Es ist offensichtlich, daß die hier angegebene Beschreibung bestimmter Beispiele und bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung nur der Verdeutlichung dienen, während für den Fachmann verschiedene Variationen und Modifikationen als im Schutzbereich der Erfindung liegend erkannt werden.
Erfindungsgemäß ist ein Eingabegerät vorgesehen, mit:
einer Koordinatenstellungseinrichtung zum Ausgeben eines eine x- oder y- Bewegung des Geräts über eine Oberfläche angebenden Signals und einer Bildleseeinrichtung, welche beide in einem Gehäuse befestigt sind;
einem in dem Gehäuse untergebrachten Schalter zum selektiven Betreiben des Geräts in einer ersten und einer zweiten Betriebsart;
und einer im Gehäuse befestigten zylindrischen Führungswalze, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse so gestaltet ist, daß es zwischen einer ersten und einer zweiten Betriebsstellung schwenkbar ist, so daß die Bildleseeinrichtung in der zweiten Betriebsstellung auf der Oberfläche betriebsbereit positioniert ist und die zylindrische Führungswalze in festem Kontakt mit der Oberfläche steht, und daß das Gehäuse in der ersten Betriebsstellung in eine willkürliche x-y-Richtung relativ zu der Oberfläche bewegbar ist, ohne daß die zylindrische Führungswalze die Oberfläche berührt.
Bei dem Eingabegerät gemäß einer Ausführungsform der Erfindung können mindestens zwei Funktionen beliebig ausgewählt werden, so daß das Eingabegerät sehr vorteilhaft verwendet werden kann.
Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren, die nur der Illustration dienen, aber nicht der Beschränkung der Erfindung, näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt mit dem Aufbau eines Eingabegeräts 1;
Fig. 2 eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie II-II in Fig. 1;
Fig. 3 eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie III-III in Fig. 2;
Fig. 4 eine Perspektivansicht des Eingabegeräts 1;
Fig, 5 ein Blockdiagramm mit einem vereinfachten elektrischen Aufbau des Eingabegeräts 1;
Fig. 6 eine Schnittdarstellung mit dem Aufbau eines Eingabegeräts 1a einer Ausführungsform der Erfindung; und
Fig. 7 eine Schnittdarstellung zum Erläutern der Verwendung des Eingabegeräts 1a.
Der Aufbau eines Eingabegeräts 1 bildet nicht einen Teil der beanspruchten Erfindung und wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 erläutert.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt mit dem Aufbau des Eingabegeräts 1, Fig. 2 ist ein Schnitt entlang der Schnittlinie II-II in Fig. 1, Fig. 3 zeigt einen Schnitt entlang der Schnittlinie III-III in Fig. 2 und Fig. 4 ist eine Perspektivansicht des Eingabegeräts 1.
Das Eingabegerät 1 weist als drehbares Element eine Kugel 2 auf, aus einem Material mit einem relativ hohen Reibungskoeffizienten, wie z. B. Polyurethan, die in einem Kugelaufnahmebereich 4 in einem Gehäuse 3 aus beispielsweise synthetischem Kunstharz untergebracht ist. Im Gehäuse 3 sind darüber hinaus Codiereraufnahmebereiche 9, 10 zum Aufnehmen von Codiervorrichtungen 7, 8 gleichförmig mit dem Kugelaufnahmebereich 4 ausgebildet.
Der Codiereraufnahmebereich 9 ist in Längsrichtung des Gehäuses 3 gesehen (in Querrichtung in Fig. 2), dem Kugelaufnahmebereich 4 nachfolgend ausgebildet. Das bedeutet, daß eine Drehachse A1 der Codiervorrichtung 7 senkrecht zu der Längsrichtung des Gehäuses 3 steht. Die Drehachse A2 der Codiervorrichtung 8 steht senkrecht zu der Drehachse A1 der Codiervorrichtung 7. Durch die derart angeordneten Codiervorrichtungen 7, 8 können die Komponenten des "Drehbetrags" in Längsrichtung der Drehbewegung einer beliebigen Bewegung der Kugel 2 und die Koordinaten des "Drehbetrags" in der Richtung senkrecht zu der Längsrichtung individuell bestimmt werden.
In dem Gehäuse 3 ist darüber hinaus eine Walze 12 zum Andrücken der Kugel 2 durch die Federkraft einer Druckfeder 11 in einer Klammer 13 stetig mit dem Kugelaufnahmebereich 4 gehalten.
In Fig. 4 ist oberhalb des Kugelaufnahmebereichs 4 eine bogenförmige Vertiefung 15 ausgebildet und eine Mehrzahl von Kugeln 16 in bestimmten Abständen in Umfangsrichtung der Kugel 2 in beliebige Richtungen drehbar eingesetzt. Diese Kugeln 16 dienen dazu, einen Schlupf zwischen der Unterlage 55 und der Kugel 2 zu vermeiden, wenn die Kugel aufgrund der sich durch den Kontakt der sich mit der Unterlage drehenden Kugel 2 einstellenden Druckkräfte von der Unterlage in dem Gehäuse 3 nach oben bewegt wird. Auf diese Weise wird die Kugel 2 durch die beiden Codiervorrichtungen 7, 8, die Druckwalze 12 und die Mehrzahl von Kugeln 16 drehbar in dem Gehäuse gehalten.
In Fig. 1 rechts vom Kugelaufnahmebereich 4 im Gehäuse 3 ist ein Aufnahmebereich 17 zum Aufnehmen einer später beschriebenen Lesevorrichtung 20, eine Walze 21, und ein Walzenaufnahmebereich 18 zum Aufnehmen von zwei Tragstäben 22, 23 zum Tragen der Walze 21 untergebracht. Der Walzenaufnahmebereich 18 ist ungefähr U-förmig und umgreift den Leser-Aufnahmebereich 17 in dem in Fig. 3 gezeigten Ausschnitt.
Der Leser-Aufnahmebereich 17 weist ein Lesefenster 25 zum Lesen eines auf der Unterlage 55 nahe bei dem Eingabegerät 1 in Fig. 1 angeordneten Originals auf. An einem oberen Ende 17a in Fig. 1 ist an einer Stelle entsprechend dem Lesefenster 25 ein Photodetektorfeld 26 angeordnet. Zwischen dem Photodetektorfeld 26 und dem Lesefenster 25 ist ein optisches Leiterfeld 27 angeordnet, und eine Lichtquelle 28 zum Beleuchten des Originals 24 durch das Lesefenster 25 ist nahe bei dem optischen Leiterfeld 27 angeordnet. Die Lichtquelle 28, das Photodetektorfeld 26 und das optische Leiterfeld 27 bilden eine Lesevorrichtung 20. Das Lesefenster 25, das Photodetektorfeld 26, das optische Leiterfeld 27 und die Lichtquelle 28 sind so angeordnet, daß ihre Längsrichtungen sich jeweils senkrecht mit der Längsrichtung des Eingabegeräts 1 schneiden.
Die Enden der beiden Tragstäbe 22, 23 zum Tragen der Walze 21 sind an in dem Gehäuse 3 befestigten Achsenteilen 31, 32 frei winkeldrehbar angebracht. Die Walze 21 ist an den anderen Enden der beiden Tragstäbe 22, 23 durch die beiden an der Walze 21 ausgebildeten Achsenteile 33, 34 winkelmäßig frei verlagerbar befestigt. Eine in Fig. 1 nach unten gerichtete Öffnung 35 ist in dem Walzenaufnahmebereich 18 entsprechend der Walze 21 ausgebildet, so daß die Walze 21 nach außen aus dem Gehäuse 3 durch die Öffnung 35 in der unten beschriebenen Weise hervorstehen kann.
An der oberen Seite in Fig. 3 sind nahe dem in Längsrichtung der Tragstäbe 22, 23 gesehen, mittleren Bereich zwei elektromagnetische Kolben 36, 37 mit ihren oberen Enden an dem Gehäuse 3 befestigt. An der in Fig. 3 unteren Seite der beiden Tragstäbe 22, 23 sind zwei Schraubenfedern 38, 39 mit einem Ende an dem Gehäuse 3 befestigt, an den den elektromagnetischen Kolben 36, 37 entsprechenden Stellen. Die beiden Schraubenfedern 38, 39 drücken in Fig. 3 nach oben. Wenn folglich die beiden elektromagnetischen Kolben 36, 37 nicht erregt sind, wird die Walze 21 durch die Federkraft der beiden Schraubenfedern 38, 39 in einem Zustand gehalten, in dem sie die Oberseite 18a des Walzenaufnahmebereichs 18 berührt (dieser Zustand wird im folgenden als Stopp-Zustand bezeichnet).
Im an der in Fig. 1 rechten Seite des Gehäuses 3 ausgebildeten Vorderseitenbereich 3a ist ein Codiereraufnahmebereich 41 zum Aufnehmen einer Codiervorrichtung 40 ausgebildet. Dieser Codiereraufnahmebereich 41 ist gleichförmig mit dem Walzenaufnahmebereich 18 in Längsrichtung des Gehäuses 3 ausgebildet. Das bedeutet, daß die Rotationsachse der Codiervorrichtung senkrecht zu der Längsrichtung des Gehäuses 3 angeordnet ist. Wenn die Walze 21 im Stopp- Zustand steht, wird ein bestimmter Abstand zwischen der Walze 21 und der Codiervorrichtung 40 aufrechterhalten. An dem unteren Ende des Vorderseitenbereichs 3a ist ein im folgenden beschriebener Gleitfortsatz 42 ausgebildet, der entlang der Unterlage gleitet (nicht dargestellt).
Das Eingabegerät 1 kann demzufolge als eine Maus unter Verwendung der Kugel 2 und als ein Bildscanner mit der Lesevorrichtung 20 verwendet werden. Zwischen den beiden Funktionen wird mittels eines an der Seitenwand des Gehäuses 3 angeordneten Wechselschalters 43 umgeschaltet. An der Oberfläche des Gehäuses 3 sind zwei Bedienschalter 44, 45 für das Eingabegerät 1 vorgesehen, wenn dieses als Maus eingesetzt wird, so daß der mit dem Eingabegerät 1 verbundene Personalcomputer gesteuert werden kann.
Fig. 5 zeigt ein Blockdiagramm mit einem vereinfachten elektrischen Aufbau des Eingabegeräts 1. Ein Maus-Block 48 mit dem als Maus dienenden elektrischen Aufbau und ein Bildscanner-Block 49 mit dem elektrischen Aufbau für den Bildscanner sind mit einer Spannungsversorgung 51 über Schalter SW1, SW2 in dem Wechselschalter 43 verbunden. Ebenfalls ist eine Treiberschaltung zum Treiben der beiden elektromagnetischen Kolben 36, 37 mit der Spannungsversorgung 51 über einen Schalter SW3 in dem Wechselschalter 43 verbunden. In dem Wechselschalter 43 sind die beiden Schalter SW2, SW3 zum Zusammenwirken miteinander gekoppelt. Wenn beispielsweise der Schalter SW1 leitend geschaltet ist, stehen die beiden Schalter SW2, SW3 im Unterbrechungszustand, und wenn der Schalter SW1 unterbrochen ist, sind die beiden Schalter SW2, SW3 leitend.
Wenn mit anderen Worten der Wechselschalter 43 in die Maus-Stellung umgeschaltet wird, befindet sich der Schalter SW1 in leitender Stellung und die Spannung von der Spannungsversorgung 51 beaufschlagt den Maus-Block 48, so daß das Eingabegerät 1 als Maus arbeitet. Wenn andererseits der Wechselschalter 43 zu der Bildscanner-Seite umgeschaltet wird, gelangen die beiden Schalter SW2 und SW3 in leitende Stellung und der Bildscanner-Block 49 und die Kolben-Treiberschaltung 50 werden von der Spannungsversorgung 51 beaufschlagt, so daß das Eingabegerät 1 als Bildscanner arbeitet.
Wenn sich der Wechselschalter 43 in Maus-Stellung befindet, sind die beiden elektromagnetischen Kolben 36, 37 nicht erregt und die Walze 21 wird in dem Stopp-Zustand gehalten, so daß das Eingabegerät durch den Gleitfortsatz 42 und die Kugel 2 auf der Unterlage getragen wird. Wenn das Eingabegerät 1 in diesen Zustand bewegt wird, funktioniert es als Maus. Wenn das Eingabegerät 1 in eine beliebige Richtung auf der Unterlage verschoben wird, dreht sich die Kugel 2 und dieser Drehbetrag wird durch die beiden Codiervorrichtungen 7, 8 erfaßt. Wenn somit das Eingabegerät 1 als Maus verwendet wird, wird die Verschiebung des Eingabegeräts 1 bestimmt und an den Personalcomputer weitergegeben.
Wenn der Wechselschalter 43 zu der Bildscanner-Seite umgeschaltet wird, werden die beiden elektromagnetischen Kolben 36, 37 erregt und die beiden Stellglieder 52, 53 in Fig. 3 nach unten verlagert. Folglich werden die beiden Tragstäbe 22, 23 gegen die Wirkung der Schraubenfedern 38, 39 in Richtung des Pfeils A um die Achseneile 31, 32 winkelmäßig verlagert und die Walze 21 wird durch die Öffnung nach außen des Gehäuses 3 gehalten (im folgenden wird dieser Zustand als Betriebszustand bezeichnet).
Wenn sich die Walze 21 im Betriebszustand befindet, berührt die Walze 21 die Codiervorrichtung 40 und die Codiervorrichtung 40 kann den "Drehbetrag" der Walze 21 bestimmen. Darüber hinaus steht die Walze 21 leicht aus dem Gehäuse 3 über den Gleitfortsatz 42 hervor. In diesem Zustand wird das Eingabegerät 1 demzufolge durch den Ball 2 und die Walze 21 auf der Unterlage getragen.
Wenn das Eingabegerät 1 auf diese Weise zu der Bildscanner-Seite umgeschaltet worden ist, wird die Walze 21 abgesenkt und die Verlagerung des Eingabegeräts 1 In Längsrichtung kann durch die Codiervorrichtung bestimmt werden. Wenn sich demzufolge das Eingabegerät 1 im Bildscanner-Zustand befindet und in Richtung des Pfeils B bewegt wird, kann die Lesevorrichtung 20 auf dem Original 24 in Abhängigkeit von der durch die Walze 21 bestimmten Verlagerung in Richtung des Pfeils B arbeiten, so daß die Funktion des Bildscanners realisiert ist.
Fig. 6 zeigt eine Schnittdarstellung mit dem Aufbau eines Eingabegeräts 1a einer Ausführungsform der Erfindung. Diese Ausführungsform ist ähnlich der Variante der Fig. 1 bis 4, und entsprechende Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Das Gehäuse 3 weist an der der Unterlage 55 zugewandten Seite eine abgeschrägte Fläche 56 auf. Die Walze 21 wird drehbar in dem Gehäuse 3 gehalten und die Codiervorrichtung 40 berührt die Walze 21. An dem Gehäuse ist an dem von der abgeschrägten Fläche 56 entfernten Ende ein Gleitfortsatz 58 ausgebildet.
Der Schwerpunkt des Eingabegeräts befindet sich zwischen dem Gleitfortsatz 58 und der Kugel 2. Wenn dementsprechend keine äußeren Kräfte aufgebracht werden, wird das Eingabegerät 1 durch den Gleitfortsatz 58 und die Kugel 2 auf der Unterlage 55, wie in Fig. 6 gezeigt, gehalten und dient als Maus, wenn der Wechselschalter sich in Maus-Stellung befindet.
Wenn das Eingabegerät 1 winkelmäßig in Richtung des Pfeils C um die Kugel 2 verlagert wird, um den in Fig. 7 gezeigten Zustand einzunehmen, wird das Eingabegerät 1a durch die Kugel 2 und die Walze 21 auf der Unterlage 55 gehalten. Wenn in diesem Zustand der Wechselschalter 43 in die Bildscanner-Stellung umgeschaltet wird, und das Eingabegerät 1a in Längsrichtung (Pfeilrichtung B) verschoben wird, wird die Verlagerung durch die Codiervorrichtung 40 erfaßt und die Lesevorrichtung 20 kann ein auf der Unterlage 55 aufliegendes Original an einer der Verlagerung entsprechenden Stelle lesen, so daß die Funktion eines Bildscanners realisiert ist.
Somit ist es ohne Verwendung eines Hebemechanismus für die Walze 21 in einem simplen Aufbau möglich, zwischen den Funktionen umzuschalten, um die Veränderung des "Drehbetrags" der Walze 21 in der Bildscanner-Betriebsart, d. h. die Verlagerung des Eingabegeräts 1a in Längsrichtung, zu erkennen.
Somit kann in der Ausführungsform sowohl die Funktion als Maus als auch die Funktion als Bildscanner in einem Eingabegerät vorgesehen werden. Die beiden Funktionen werden durch den Wechselschalter gewechselt. Damit wird die Verwendbarkeit eines Eingabegeräts erheblich verbessert.
Da mit der beschriebenen Ausführungsform zwischen mehreren Funktionen durch die Umschalteinrichtung gewechselt werden kann, kann ein Eingabegerät mehrere Funktionen aufweisen, wodurch seine Verwendbarkeit erheblich gesteigert wird.
Obwohl nur eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben worden ist, sind für den Fachmann vielfältige Veränderungen und Modifikationen offensichtlich, ohne von dem Schutzumfang der beanspruchten Erfindung abzuweichen.

Claims

1. Eingabegerät (1a) mit:

einer Koordinatenstellungseinrichtung (2, 7, 16) zum Ausgeben eines eine x- oder y-Bewegung des Geräts über eine Oberfläche angebenden Signals und einer Bildleseeinrichtung (20), welche beide in einem Gehäuse (3) befestigt sind;

einem in dem Gehäuse (3) untergebrachten Schalter (45) zum selektiven Betreiben des Geräts in einer ersten und einer zweiten Betriebsart;

und einer im Gehäuse (3) befestigten zylindrischen Führungswalze (21), dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3) so gestaltet ist, daß es zwischen einer ersten und einer zweiten Betriebsstellung schwenkbar ist, so daß die Bildleseeinrichtung (20) in der zweiten Betriebsstellung auf der Oberfläche betriebsbereit positioniert ist und die zylindrische Führungswalze (21) in festem Kontakt mit der Oberfläche steht, und daß das Gehäuse (3) in der ersten Betriebsstellung in eine willkürliche x-y-Richtung relativ zu der Oberfläche bewegbar ist, ohne daß die zylindrische Führungswalze (21) die Oberfläche berührt.

2. Eingabegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn das Gehäuse (3) in der zweiten Schwenkstellung steht, die Bewegungsrichtung des Gehäuses (3) auf eine Richtung senkrecht zu der Drehachse der Walze (21) beschränkt ist.