JP2002502544A - 操作装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 簡略化された操作を可能にする、電気機器の操作装置（１）を提案する。この操作装置（１）は、球形の操作部材（５）を有している。この球形の操作装置（５）は、表面（１０）に複数の凹所（１５）を有している。保持装置（２０）には、前記凹所（１５）に突入して係合することのできる係止部材（２５，３０，３５，４０）が設けられている。球形の操作部材（５）は、係止部材（２５，３０，３５，４０）によって保持装置（２０）に回動可能に支承されている。

Description

【発明の詳細な説明】 操作装置 背景技術 本発明は、請求項１の上位概念に記載の形式の操作装置から出発する。 コンピュータに関しては、球形の操作部材をいわゆるコンピュータマウス内に 有する操作装置が既に公知である。このようなコンピュータマウスの球形の操作 部材は、ほぼ平滑な表面を有している。 発明の利点 これに対して請求項１の特徴部に記載の形式の本発明による操作装置は、複数 の凹所と、これらの凹所への係止部材の突入係止とを球形の操作部材の手動操作 時に感じることにより、使用者が操作時に良好な触覚的フィードバックを得ると いう利点を有している。即ち、使用者は操作により生ぜしめられる球形の操作部 材の運動の方向及び量に関する尺度を、操作部材に対するビジュアルコンタクト を必要とすること無しに得る。更に、球形の操作部材の良好な人間工学に基づき 、操作装置によって操作しようとする操作機能の変更度に関する感覚は仲介しな い、とりわけプッシュボタンとして形成された操作装置において生ぜしめられる ような誤操作が防止される。即ち、当該操作装置は特 に自動車ラジオにおいて使用するために適している。それというのも、操作のた めに使用者のビジュアルコンタクトは必要とされないので、使用者は無制約で道 路交通に専念することができるからである。一般にこのような操作装置はとりわ け、特別な形式で触覚に頼らざるを得ない視覚障害者のためにも適している。 凹所に突入して係合可能な係止部材により、球形の操作部材の一係止位置から 別の係止位置への運動若しくは回動に際してセルフクリーニング効果が得られる ので、操作部材の汚染は防止される。 請求項２以下に記載の手段に基づき、請求項１に記載の操作装置の有利な改良 が可能である。 この場合、係止部材の少なくとも１つがプッシュコンタクトとして形成されて いると有利である。このようにして、操作装置の機能性が高められる。それとい うのも、この操作装置は、例えば操作機能を調節するためにも、この調節を確認 するため又は別の操作機能を作動させるためにも使用することができるからであ る。 図面 以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。 第１図は、本発明による操作装置の平面図であり、第２図は、本発明による操 作装置の正面図である。 実施例の説明 第１図には、例えば自動車ラジオの種々様々なスピーカの音量を調節するため に使用することのできるような操作装置が、符号１によって示されている。この 操作装置１は、球形の操作部材５を有している。この球形の操作部材５の表面１ ０には、第２図からも判るように、それぞれほぼ同じ球面扇形の形の複数の凹所 １５が完全に設けられている。互いに向かい合う２つの側面から、第１の係止ボ ール１６０と第２の係止ボール１６５とが、それぞれ球形の操作部材５の凹所１ ５に突入して係合している。この場合、第１の係止ボール１６０は第１の係止ピ ン４５の第１の半球形のホルダ１７５に回転可能に支承されている。これに対応 して、第２の係止ボール１６５は、第２の係止ピン５０の第２の半球形のホルダ １８０に回転可能に支承されている。この場合、第１の係止ピン４５と第１の係 止ボール１６０とは、第１の係止部材２５に所属しており、第２の係止ピン５０ と第２の係止ボール１６５とは、第２の係止部材３０に所属している。第１のば ね６５によって、第１の係止ピン４５は球形の操作部材５の対応する凹所１５に 向かって押圧される。第２のばね７０によって、第２の係止ピン５０は球形の操 作部材５の対応する凹所１５に向かって押圧される。この場合、第１のばね６５ の、第１の係止ピン４５とは反対の側の端部は、操作装置１の保持装置２０の第 １の壁８５に当接している。第２のばね７０の、第２ の係止ピン５０とは反対の側の端部は、保持装置２０の第２の壁９０に当接して いる。第１の係止ピン４５と第１の係止ばね６５とは、第１の管状のガイド１０ ０内でガイドされている。第２の係止ピン５０と第２のばね７０とは、第２の管 状のガイド１０５内でガイドされている。球形の操作部材５は、操作装置１の互 いに向かい合う前記の両壁８５，９０間に位置している。操作部材１の両壁８５ ，９０は、これらの両壁８５，９０に対して垂直に位置する、保持装置２０の第 ３の壁９５によって互いに結合される。２つの係止ピン４５，５０に対して垂直 に、第３の係止ボール１７０が球形の操作部材５の凹所１５に突入して係合して いる。この場合、前記第３の係止ボール１７０は第３の係止ピン５５の第３の半 球形のホルダ１８５に回転可能に支承されている。この場合、前記の第３の係止 ピン５５は、第３のばね７５によって、球形の操作部材５の対応する凹所１５に 向かって押圧され、この場合、第３のばね７５は第３の係止ピン５５とは反対の 側で第３の壁９５に当接している。第３の係止ピン５５は、第３のばね７５に面 した側に、第３の壁９５に突入している延長部１２０を有している。この延長部 １２０を介して、第３の壁９５内に位置するプッシュコンタクト１２５が操作可 能である。第３の係止ピン５５と、延長部１２０と、第３のばね７５とは、第３ の管状のガイド１１０内でガイドされている。第１の 管状のガイド１００は第１の壁８５に固定されており、第２の管状のガイド１０ ５は第２の壁９０に固定されており、第３の管状のガイド１１０は第３の壁９５ に固定されている。第３の壁９５に向き合う側では、第１の壁８５と第２の壁９ ０とが、操作フロント１３０を介して互いに結合される。この操作フロント１３ ０は、球形の操作部材５の領域に開口１３５を有しており、この開口１３５を介 して球形の操作部材５の一部が操作装置１から、若しくは該操作装置１の操作フ ロント１３０から突出している。操作フロント１３０から突出している球形の操 作部材５のこの部分には、使用者がアクセス可能である。 第１の係止部材２５は、第１の係止ボール１６０と、第１の係止ピン４５と、 第１のばね６５と、第１の管状のガイド１００とを有している。第２の係止部材 ３０は、第２の係止ボール１６５と、第２の係止ピン５０と、第２のばね７０と 、第２の管状のガイド１０５とを有している。第３の係止部材３５は、第３の係 止ボール１７０と、第３の係止ピン５５と、第３のばね７５と、延長部１２０と 、プッシュコンタクト１２５とを有している。これらの３つの係止部材２５，３ ０，３５は、操作フロント１３０と第３の壁９５との間、並びに第１の壁８５と 第２の壁９０との間に位置している。 第２図には、球形の操作部材５、第１の係止部材２ ５及び第２の係止部材３０の正面図が示されている。この場合、同一部材には、 それぞれ同一符号を付した。第２図には、球形の操作部材５の円形の横断面に対 して同心的に、しかし比較的小さな直径を以て第１の破線円１４０が書き込まれ ている。この第１の破線円１４０の内側は、操作フロント１３０によってカバー はされておらず、つまり、開口１３５を形成しているので、球形の操作部材５の 、前記破線円１４０の内側に位置する部分は、使用者のために見えるように且つ アクセス可能になっている。第１の係止部材２５と第２の係止部材３０とは、そ れぞれ互いに向かい合って同じ高さで一方の側、例えば使用者の視点から見た赤 道１４５の上位に、つまり、第２図に示した視点に基づき配置されている。図面 を見やすくするという理由から、第１の係止部材２５と第２の係止部材３０とは 、第２図には矢印の形で描かれている。この場合、第１の係止部材２５と第２の 係止部材３０とは、１２０°の角度を形成している。赤道１４５に対して垂直に 且つ第１の係止部材２５と第２の係止部材３０とに対して１２０°の角度で、第 ４の係止部材４０が、赤道１４５の他方の側から、この実施例では下側から、球 形の操作部材５の一凹所１５に突入して係合している。この場合、前記の第４の 係止部材４０の構成は、第１の係止部材２５若しくは第２の係止部材３０と同じ である。 この場合、第４の係止部材４０は、第１の係止部材２５と第２の係止部材３０ との間で赤道１４５に対して垂直に延びる、第２図に示した一点鎖線１５５上に ほぼ位置している。第４の係止部材４０は、第４の壁１５０に固定されている。 第２図には、第２の破線円１９０が書き込まれており、この第２の破線円１９０ の直径は、第１の破線円１４０の直径よりも大きく且つ球形の操作部材５の直径 よりも小さい。この場合、第２の破線円１９０は、第１の係止部材２５、第２の 係止部材３０及び第４の係止部材４０の係止ボールがそれぞれ球形の操作部材５ の対応する凹所１５に突入して係合することのできる場所を示している。この場 合、第１の係止部材２５と、第２の係止部材３０と、第４の係止部材４０とは全 て、操作フロント１３０に対して平行な同一平面内に位置している。即ち、第２ の破線円１９０は、球形の操作部材５に関して前記平面の断面を示している。 球形の操作部材５の操作は、以下のように行われる。即ち： 使用者は、１本又は複数本の指で、操作フロント１３０を越えて球形の操作部 材５の、使用者のためにアクセス可能な箇所に触れる。このことは、凹所１５に 基づき特に簡単に且つスリップすること無く可能である。使用者はこのようにし て球形の操作部材５を任意の方向で回動させることができ、この場合、係止部材 ２５，３０，３５の係止ボールは、操作過程の終了後に球形の操作部材５の新た な凹所１５に再び突入して係合するために、それぞれまず対応する凹所１５から 、係止部材２５，３０，３５，４０のばねのばね力に抗して外れる。これらの係 合解除及び突入係合過程は、係止ボールの半径が凹所１５の半径よりも大きく選 択される場合にのみ可能である。 球形の操作部材５の回動可能な支承のためには、少なくとも３つの係止部材が 必要とされる。第４の係止部材を使用することにより、保持装置２０における係 止部材を用いた球形の操作部材５の回動可能な支承が、更に付加的に助成される 。第１の係止部材２５と、第２の係止部材３０と、第４の係止部材４０とを配置 することにより、球形の操作部材５は落下しないように位置固定されている。そ れというのも、前記の係止部材２５，３０，４０の支承点を通って得られる第２ の破線円１９０が、球形の操作部材５よりも小さな直径を有しており、球形の操 作部材５の中心点が、第３の係止部材３５と、第１の係止部材２５、第２の係止 部材３０及び第４の係止部材４０を有する平面との間に位置しているからである 。 回動運動に加えて付加的に、使用者は球形の操作部材５を操作フロント１３０ に対して垂直に、保持装置２０に向かって押すこともできる。これにより、プッ シュコンタクト１２５の操作が、第３の係止ピン５５ の延長部１２０によって、第３のばね７５のばね力に抗して可能になる。球形の 操作部材５を簡単に回すと既にプッシュコンタクト１２５の操作が行われ、これ に関連した、第３の係止ピン５５のプッシュコンタクト１２５の方向での対応す る押出しを防止するためには、延長部１２０とプッシュコンタクト１２５との間 の間隔を十分に大きく選択しなければならず、且つ／又は第３のばね７５のばね 定数のために最小値を選択する必要がある。 プッシュコンタクト１２５を操作するためには、球形の操作部材５の純粋な回 動運動に比べて、第３のばね７５に抗する増大された押圧力が必要である。 凹所１５は、球形の操作部材５の表面１０の全面に配分されているので、球形 の操作部材５を任意の方向で回すことにより、操作機能の三次元的な調節が実現 され得る。使用者に対する触覚的なフィードバックは、球形の操作部材５を回す 際に、４つの係止部材２５，３０，３５，４０全てが表面構造に対して同期的に 突入して係合することによって得られる。この場合、各係止は電気機械式又は電 子光学式に記録され且つ電気的な増分信号として取り出すことができる。プッシ ュコンタクト１２５を操作することにより、やはり電気的な切換え信号が当業者 に公知の形式で発生され得る。従って、図面を見やすくするために第１図にはプ ッシュコンタクト１２５しか示さない。係止の電気機 械式又は電子光学式の記録も、当業者に公知の形式で行われる。即ち、電気機械 的手段としては、コンピュータマウスの場合と同様のローラの使用が規定されて いてよく、この場合は、操作機能の調節手段の所望の次元数に応じて、前記のよ うなローラの適当な数と配置形式とを規定する必要がある。三次元的な調節を検 出するためには、対応する３つのローラが、球形の操作部材５の３つの可能な調 節平面若しくは回動方向のために必要とされる。２次元の調節手段の場合は、例 えば球形の操作部材５の水平方向及び鉛直方向の回動運動に基づき（但し、操作 フロント１３０に対して垂直に位置する軸線を中心とした球形の操作部材５の回 転運動はしない。）対応して配置された２つのローラでも十分であり、これらの ローラが、球形の操作部材５の対応する運動を検出する。ローラを１つしか用い ない一次元的な手段も考えられる。 この場合、ローラはそれぞれ球形の操作部材５に接触しているので、球形の操 作部材５の運動時に対応して回転される。 球形の操作部材５の回動を電子光学式に検出する場合は、対応する操作機能の 調節の所望の次元数に応じて、操作装置１における光源の適当な数と配置形式と を規定することが考えられる。前記光源の光は、球形の操作部材５に向かって放 射され、衝突箇所に応じて表面１０又は凹所１５において種々様々に反射され、 やはり操作装置１に配置された複数の受光装置により、種々異なる輝度で受光さ れるので、受光装置によって受光された輝度を比較することにより、回動運動の 回動方向及び量を推量することができる。 回動運動の量は、単に回動運動に際して行われる個々の係止部材２５，３０， ３５，４０の係止過程の数を検出することにより、これらの係止部材２５，３０ ，３５，４０自体を介して検出することもできる。 球形の操作部材５による操作機能の二次元的な調節を実現するための例として 、以下に、自動車ラジオにおける音量調節を説明する。例えば、球形の操作部材 ５を左側に回すことにより、第１のスピーカの音量を低下させ、球形の操作部材 ５を右側に回すことにより、第１のスピーカの音量を上げることができる。球形 の操作部材５を下方に向かって回すことにより、第２のスピーカの音量を低下さ せ、球形の操作部材５を上方に向かって回すことにより、第２のスピーカの音量 を上げることができる。 本発明による操作装置１は、例えばテレビ受像器並びに洗濯機又は自動食器洗 い器等の家庭用機器等の、任意の電気機器における任意の操作機能の調節全般に 適している。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１１年４月７日（１９９９．４．７） 【補正内容】 請求の範囲 １．電気機器の操作装置（１）であって、操作部材（５）の運動に際して触覚 的なフィードバックが行われるように成形された球形の操作部材（５）が設けら れている形式のものにおいて、 球形の操作部材（５）が、表面（１０）に複数の凹所（１５）を有しており、 保持装置（２０）に、前記凹所に突入して係合することのできる係止部材（２５ ，３０，３５，４０）が設けられており、球形の操作部材（５）が、係止部材（ ２５，３０，３５，４０）によって保持装置（２０）に回動可能に支承されてい ることを特徴とする操作装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．電気機器の操作装置（１）であって、球形の操作部材（５）を備えている 形式のものにおいて、 球形の操作部材（５）が、表面（１０）に複数の凹所（１５）を有しており、 保持装置（２０）に、前記凹所（１５）に突入して係合することのできる係止部 材（２５，３０，３５，４０）が設けられており、前記球形の操作部材（５）が 、前記係止部材（２５，３０，３５，４０）によって保持装置（２０）に回動可 能に支承されていることを特徴とする操作装置。 ２．係止部材（２５，３０，３５，４０）の少なくとも１つがプッシュコンタ クト（１２５）を有している、請求項１記載の操作装置。 ３．係止部材（２５，３０，３５，４０）が、係止ピン（４５，５０，５５） において回転可能に支承され且つ凹所（１５）に突入して係合することのできる 各１つの係止ボール（１６０，１６５，１７０）を有しており、該係止ボール（ １６０，１６５，１７０）の半径が前記凹所（１５）の半径よりも大きい、請求 項１又は２記載の操作装置。 ４．各係止ピン（４５，５０，５５）が、保持装置（２０）の壁（８５，９０ ，９５，１５０）にばね弾性的に結合されている、請求項１から３までのいずれ か１項記載の操作装置。 ５．プッシュコンタクト（１２５）が、少なくとも１つの係止部材（３５）の 係止ピン（５５）の延長部（１２０）を介して操作可能である、請求項２記載の 操作装置。