JP4615390B2 - pointing device - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、コンピュータ、PDA、携帯電話機、ゲーム機器、計測器、製造装置等の機器において、ポインティング操作に用いられるポインティングデバイスに関する。 The present invention relates to a pointing device used for a pointing operation in devices such as a computer, a PDA, a mobile phone, a game machine, a measuring instrument, and a manufacturing apparatus.
例えば、画面上のカーソルを所望の位置に移動させる等のポインティング操作(指示操作)に用いられるポインティングデバイスとしては、マウス、トラックボール等、種々の形式のものが存在するが、傾動自在に支持された操作棹の傾き及び傾動方向に応じて、コンピュータ等の画面上でカーソルを移動させるジョイスティックタイプのものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
ところで、上記のようなジョイスティックタイプのポインティングデバイスにおいては、操作棹を傾動自在に支持すると共に操作力の解放により操作棹を初期位置(原点位置)に復帰させるための機構が必要であるため、小型化が難しい。
また、いわゆるクリック動作をさせるためのスイッチ機構を上記のようなポインティングデバイスに設けようとした場合にも、小型化、構造の簡素化が困難となる。
さらに、回転方向にも操作可能な構造にしようとすると、小型化、構造の簡素化が一層困難となる。
By the way, the joystick type pointing device as described above requires a mechanism for supporting the operating rod so as to be tiltable and returning the operating rod to the initial position (origin position) by releasing the operating force. Difficult to make.
Further, even when a switch mechanism for performing a so-called click operation is provided in the pointing device as described above, it is difficult to reduce the size and the structure.
Furthermore, if the structure is operable in the rotational direction, it is more difficult to reduce the size and the structure.
本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、操作方向及び操作力に応じて動くと共に操作力の解放により初期位置(原点位置)に復帰可能な操作体を備えたポインティングデバイスにおいて、操作軸数を増やすことができると共に小型化及び構造が簡素化されたポインティングデバイスを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to operate in accordance with an operation direction and an operation force and return to an initial position (origin position) by releasing the operation force. An object of the present invention is to provide a pointing device that can increase the number of operating axes and that is reduced in size and simplified in structure.
本発明に係るポインティングデバイスは、ポインティング操作のための操作体と、操作方向及び操作力に応じた前記操作体の動きを許容しつつ操作力の解放により前記操作体を初期位置に復帰させるように付勢すると共に、前記操作体に対する操作により生じる歪を電気的に検出して前記操作体に対する操作に応じた信号を形成する歪検出手段と一体とされた弾性部材と、を有し、前記弾性部材は、設置面に両端支持梁状に設けられた複数の板ばね又は棒状ばねからなり、前記複数の板ばね又は棒状ばねのうち対向する少なくとも一対の板ばね又は棒状ばねは前記設置面に対して傾斜しかつ傾斜方向が逆向きになるように配置され、前記複数の板ばね又は棒状ばねが協働して前記操作体を保持し、前記操作体の傾動及び前記操作体の回動に応じて弾性変形して前記歪が生じることを特徴としている。
この構成によれば、操作体を初期位置に復帰させるように付勢する弾性部材に発生する歪を電気的に検出して操作体に対する操作に応じた信号を形成するので、操作体の初期位置(原点位置)からの変位、傾き等の計測が不要になるので、デバイスの小型化、簡素化が可能となる。この構成によれば、複数の板ばね又は棒状ばねは、操作体を初期位置に復帰させるように機能すると共に操作体を保持する機能を兼ね備えるので、デバイスの小型化、簡素化が可能となる。この構成によれば、操作体の傾動及び回動により操作に応じた信号が形成可能となり、基本構造は変更せずに操作軸数を増やすことができる。
The pointing device according to the present invention is configured to return the operating body to the initial position by releasing the operating force while allowing the operating body for the pointing operation and the movement of the operating body according to the operating direction and the operating force. with biasing, I have a, an elastic member which is a distortion detecting means and integrally forming a signal corresponding to an operation to electrically detect and the operating body distortion caused by operation on the operating body, the elastic The member is composed of a plurality of leaf springs or rod springs provided on the installation surface in the form of support beams at both ends, and at least a pair of the leaf springs or rod springs facing each other among the plurality of leaf springs or rod springs with respect to the installation surface. And the plurality of leaf springs or bar springs cooperate to hold the operating body and respond to tilting of the operating body and rotation of the operating body. It is characterized in that the distortion occurs elastically deformed Te.
According to this configuration, since the distortion generated in the elastic member that biases the operating body to return to the initial position is electrically detected and a signal corresponding to the operation on the operating body is formed, the initial position of the operating body is Since it is not necessary to measure displacement, inclination, etc. from the (origin position), the device can be reduced in size and simplified. According to this configuration, the plurality of leaf springs or rod-shaped springs function to return the operating body to the initial position and have the function of holding the operating body, so that the device can be reduced in size and simplified. According to this configuration, a signal corresponding to an operation can be formed by tilting and rotating the operating body, and the number of operation axes can be increased without changing the basic structure.
上記構成において、複数の棒状ばねは、操作体を設置面に沿ってスライド可能に保持していると共に、スライドする操作体と係合して弾性変形可能になっている、構成を採用できる。
この構成によれば、操作体の傾動とスライドとにより操作に応じた信号が形成可能となり、基本構造は変更せずに操作軸数を増やすことができる。
In the above configuration, the plurality of rod-shaped springs can employ a configuration in which the operating body is slidably held along the installation surface and is elastically deformable by engaging with the sliding operating body.
According to this configuration, a signal corresponding to an operation can be formed by tilting and sliding the operating body, and the number of operation axes can be increased without changing the basic structure.
上記構成において、弾性部材は、設置面に向けて移動する操作体と係合して同時に弾性変形する、構成を採用できる。
この構成によれば、弾性部材としての複数の板ばね又は棒状ばねを同時に弾性変形させることができるので、オン/オフ信号の形成が可能となり、スイッチ機能を簡易に実現できる。
The said structure WHEREIN: The structure which engages with the operation body which moves toward an installation surface, and elastically deforms simultaneously can be employ | adopted for an elastic member.
According to this configuration, a plurality of leaf springs or rod-like springs as elastic members can be elastically deformed at the same time, so that an on / off signal can be formed and a switch function can be easily realized.
上記構成において、板ばね又は棒状ばねは、円弧状に形成されていると共に操作体の周囲に同心状に配置されている、構成を採用できる。
この構成によれば、操作体を回動させたときに操作体と板ばね又は棒状ばねとの接触面積が変化せず、操作体の回動により生じる歪を精度良く検出できる。
The said structure WHEREIN: The structure which is arrange | positioned concentrically around the operating body can be employ | adopted for the leaf | plate spring or the rod-shaped spring.
According to this configuration, when the operating body is rotated, the contact area between the operating body and the leaf spring or the rod-like spring does not change, and distortion generated by the rotation of the operating body can be detected with high accuracy.
上記構成において、隣り合っている異なる板ばね又は棒状ばね同士の端部の重なりにより傾斜が形成されている、構成を採用できる。
この構成によれば、板ばね又は棒状ばねを傾斜させるための部材が必要ないと共に、重なりを持たせることによりデバイスをより小型化できる。
The said structure WHEREIN: The structure by which the inclination is formed by the overlap of the edge part of adjacent leaf springs or rod-shaped springs is employable.
According to this configuration, a member for inclining the leaf spring or the bar spring is not necessary, and the device can be further miniaturized by providing an overlap.
上記構成において、弾性部材は、操作体が係合することにより操作体の初期位置を規定する係合部が形成されている、構成を採用できる。
この構成によれば、係合部に操作体が係合することにより、操作体を正確に初期位置に位置決めできると共に、操作者による初期位置の認識が容易となる。
In the above configuration, the elastic member may employ a configuration in which an engaging portion that defines an initial position of the operating body is formed by engaging the operating body.
According to this configuration, when the operating body is engaged with the engaging portion, the operating body can be accurately positioned at the initial position, and the operator can easily recognize the initial position.
上記構成において、板ばね又は棒状ばねは、その両端部を設置面へ向けて押えるストッパ部材により設置面に設置されている、構成を採用できる。
この構成によれば、簡易な構造で板ばね又は棒状ばねを設置できる。
The said structure WHEREIN: The structure currently installed in the installation surface by the stopper member which presses the both ends toward an installation surface can be employ | adopted for a leaf | plate spring or a rod-shaped spring.
According to this structure, a leaf | plate spring or a rod-shaped spring can be installed with a simple structure.
上記構成において、歪検出手段は、歪ゲージからなる、構成を採用できる。
この構成によれば、デバイスの小型化、構造の簡素化を図りつつ弾性部材の歪を電気的に検出できる。
In the above configuration, the strain detection means may be configured by a strain gauge.
According to this configuration, it is possible to electrically detect the strain of the elastic member while reducing the size of the device and simplifying the structure.
上記構成において、歪ゲージは、弾性部材の表面に貼付されている、構成を採用できる。
この構成によれば、弾性部材に対して歪ゲージを簡易に設けることができる。
The said structure WHEREIN: The structure currently affixed on the surface of an elastic member is employable as a strain gauge.
According to this configuration, the strain gauge can be easily provided on the elastic member.
上記構成において、歪ゲージは、弾性部材に埋設されている、構成を採用できる。
この構成によれば、歪ゲージを、例えば、樹脂等で形成された弾性部材に埋設することにより、歪ゲージを保護することができる。
In the above configuration, a configuration in which the strain gauge is embedded in the elastic member can be adopted.
According to this configuration, the strain gauge can be protected by embedding it in an elastic member made of, for example, resin.
上記構成において、弾性部材の変形量を制限するための変形規制部材を有し、好ましくは、緩衝機能を有する、構成を採用できる。
この構成によれば、弾性部材が過剰に変形して破損したり、弾性部材に設けられた歪ゲージが破壊されるのを防止できる。
In the above configuration, it is possible to employ a configuration having a deformation regulating member for limiting the deformation amount of the elastic member, and preferably having a buffer function.
According to this structure, it can prevent that an elastic member deform | transforms excessively and is damaged, or the strain gauge provided in the elastic member is destroyed.
上記構成において、弾性部材自体が歪ゲージを構成している、構成を採用できる。
この構成によれば、デバイスの構造をさらに簡素化できる。
In the above configuration, a configuration in which the elastic member itself forms a strain gauge can be adopted.
According to this configuration, the device structure can be further simplified.
上記構成において、操作体は、弾性部材と係合する係合部が弾性部材よりも柔軟な材料で形成されている、構成を採用できる。
この構成によれば、操作体の係合部と弾性部材との接触による摩耗等を抑制して、耐久性を高めることができる。
In the above configuration, the operation body may employ a configuration in which the engaging portion that engages with the elastic member is formed of a material that is more flexible than the elastic member.
According to this configuration, it is possible to suppress the wear and the like due to the contact between the engaging portion of the operating body and the elastic member, thereby improving durability.
本発明によれば、操作方向及び操作力に応じて動くと共に操作力の解放により初期位置に復帰可能な操作体を備えたポインティングデバイスの小型化及び構造の簡素化が可能になる。 According to the present invention, it is possible to reduce the size and simplify the structure of a pointing device that includes an operating body that moves according to the operating direction and operating force and can return to the initial position by releasing the operating force.
以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図1ないし図6は、本発明に係るポインティングデバイスの一実施形態を示す図であって、図1はポインティングデバイスの外観及びコンピュータとの関係を示す図、図2はポインティングデバイスの分解斜視図、図3は歪ゲージが表面に貼付された板ばねを示す図、図4は歪ゲージが埋設された板ばねを示す図、図5は板ばねと操作体とを示す斜視図、及び、図6は板ばねに対する操作体の作用を説明するための図である。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings.
1 to 6 are views showing an embodiment of a pointing device according to the present invention, in which FIG. 1 is a view showing an appearance of the pointing device and a relationship with a computer, FIG. 2 is an exploded perspective view of the pointing device, 3 is a view showing a leaf spring having a strain gauge attached to the surface thereof, FIG. 4 is a view showing the leaf spring in which the strain gauge is embedded, FIG. 5 is a perspective view showing the leaf spring and the operating body, and FIG. These are the figures for demonstrating the effect | action of the operation body with respect to a leaf | plate spring.
ポインティングデバイス10は、図1及び図2に示すように、操作体20、カバー60、弾性部材としての複数の板ばね70、歪ゲージ90、検出回路600等から構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the pointing device 10 includes an
操作体20は、例えば、樹脂材料等で形成されており、その上面の中心部から突出して操作者等によりポインティング操作される操作部40、外側に向けて突出すると共に周方向において等間隔に形成された4つの係合部50等を備える。
The
複数の板ばね70は、スチール等の金属や樹脂などで矩形平板状に形成されており、略平行に配置されて対向する一対の板ばね70,70とこの一対の板ばね70,70に垂直な方向に配置された一対の板ばね70,70からなる。
板ばね70は、コンピュータ600の図示しない筐体等に形成された設置面に、図2に示す支持部材80を介して設置される。したがって、各板ばね70は、その両端部が支持部材80により支持されて設置面に両端支持梁状に固定されている。
また、各板ばね70は、図5に示すように、操作体20の対応する係合部50をそれぞれ保持しており、これにより、複数の板ばね70は協働して操作体20を保持しており、操作体20は板ばね70上を移動自在となっている。
The plurality of
The
In addition, as shown in FIG. 5, each
歪ゲージ90は、図2及び図3に示すように、各板ばね70の表面に貼付されていると共に、そのゲージリード91が検出回路600にそれぞれ電気的に接続されており、板ばね70に発生する歪を電気抵抗の変化に変えて検出回路600に出力する。すなわち、歪ゲージ90は各板ばね70に生じる歪を電気的に検出する。尚、歪ゲージ90の構造及び歪検出原理については周知であるの詳細説明は省略する。
また、歪ゲージ90は、図4に示すように、樹脂等を用いて射出成形により一体的に成形して板ばね70Aに埋設することも可能である。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
Further, as shown in FIG. 4, the
カバー60は、樹脂等で形成され、図1及び図2に示すように、中央部に操作体20の操作部40が挿入される開口部61を備えており、操作体50、板ばね70、検出回路600等を内部に収容すると共に操作体50が板ばね70に保持された状態を維持するように操作体20を押えつつ上記の設置面に固着される。
The cover 60 is formed of resin or the like, and as shown in FIGS. 1 and 2, the cover 60 includes an
検出回路600は、各歪ゲージ90が検出した板ばね70の歪に応じた電気信号を検出し、この信号を操作体20に対する操作に応じた信号を形成するためにコンピュータ700へ出力する。コンピュータ700は、検出回路600から受けた信号に基づいて、例えば、表示装置の画面におけるカーソルの座標位置を決定するための信号等を形成する。
The
上記のポインティングデバイス10では、操作部40を操作していずれかの向きに傾動させると、その操作方向及び操作力に応じて、操作体20は傾動すると共に板ばね70は係合部50により押圧されて、例えば、図6に示すように、弾性変形する。この弾性変形による板ばね70の歪が歪ゲージ90により検出される。歪ゲージ90により検出される歪量は操作体20の傾動方向及び傾動量に応じて変化する。このため、各板ばね70の歪量を検出することにより、操作体20の傾動方向及び傾動量を検出できる。
そして、操作部40に対する操作力を解放すると、板ばね70の復元力により、操作体20は初期位置(原点位置)に復帰する。
In the pointing device 10 described above, when the
When the operating force on the operating
また、上記のポインティングデバイス10では、操作部40を図示しない設置面に向けて押し下げると、4枚の板ばね70は、操作体20の係合部50と係合して同時に弾性変形する。例えば、この状態をオン状態とし、操作部40を押し下げる力を解放して操作体20が初期位置に復帰した状態をオフ状態とすると、コンピュータ700では歪ゲージ90の検出信号に基づいてオン/オフ信号の形成が可能となり、ポインティングデバイス10にスイッチ機能を持たせることができる。
In the pointing device 10 described above, when the
図7ないし図9は、本発明に係るポインティングデバイスの他の実施形態を示す図であって、図7は板ばねと操作体とを示す斜視図、図8及び図9は板ばねに対する操作体の作用を説明するための図である。尚、図7〜図9において、上記実施形態と同一構成部分については同一の符号を使用している。
図7に示す二対の板ばね70Bは、それぞれ異なる高さの支持部材80A,80Bによりその両端部を支持されており、設置面に対して傾斜していると共に、対向する板ばね70,70同士は傾斜方向が互いに逆向きになるように配置されている。
複数の板ばね70Bを図7のように配置することにより、操作体20を、その係合部50が、図8に示すように、傾斜を上る方向DR1に向けて移動するように回動させると、4つの係合部50は対応する板ばね70Bに対して同時に移動するので、4つの板ばね70Bは同様に弾性変形し、同様の歪量が発生すると共に、操作体20の回動量に応じて歪量が増大する。一方、操作体20を、その係合部50が、図9に示すように、傾斜を下る方向DR2に向けて移動するように回動させると、操作体20の回動量に応じて歪量は徐々に減少する。
7 to 9 are views showing another embodiment of the pointing device according to the present invention, in which FIG. 7 is a perspective view showing a leaf spring and an operation body, and FIGS. 8 and 9 are operation bodies for the leaf spring. It is a figure for demonstrating the effect | action of. 7 to 9, the same reference numerals are used for the same components as in the above embodiment.
The two pairs of
By disposing a plurality of
このように、本実施形態によれば、操作体20の回動方向及び回動量に応じた歪量が4つの板ばね70Bから同時に得られるので、これを利用して操作体20の回動方向及び回動量を検出することができる。尚、本実施形態においても、上記実施形態と同様に、操作体20の傾動方向及び傾動量を検出可能である。
As described above, according to the present embodiment, the amount of strain corresponding to the rotation direction and the rotation amount of the operating
図10及び図11は、本発明に係るポインティングデバイスのさらに他の実施形態を示す図であって、図10は板ばねと操作体の構造を示す図であり、図11は図10に示す板ばねと操作体とを上方から見た図である。尚、図10及び図11において、上記実施形態と同一構成部分については同一の符号を使用している。
図10及び図11に示す4枚の板ばね70Cは、円弧状に形成されていると共に操作体20の周囲に同心状に配置されている。また、4枚の板ばね70Cは、隣り合っている異なる板ばね70Cの端部同士が重なるように配置されることにより、それぞれ設置面に対して傾斜している。
10 and 11 are views showing still another embodiment of the pointing device according to the present invention. FIG. 10 is a view showing the structure of a leaf spring and an operating body, and FIG. 11 is a view of the plate shown in FIG. It is the figure which looked at the spring and the operation body from the upper part. 10 and 11, the same reference numerals are used for the same components as those in the above embodiment.
The four
複数の板ばね70Cを図10及び図11のように配置することにより、操作体20を回動させると、上記実施形態と同様に、4枚の板ばね70Cから回動方向及び回動量に応じた歪量がそれぞれ検出できるので、これを利用して操作体20の回動方向及び回動量を検出することができる。
When the operating
このように、本実施形態によれば、板ばね70Cを円弧状に形成することにより、操作体20の係合部50と板ばね70Cとの接触面積を操作体20の回動に関わらず一定にすることができ、板ばね70Cに生じる歪量の検出精度を高めることができると共に、小型化が可能となる。
尚、本実施形態に係るポインティングデバイスは、操作体20の傾動方向及び傾動量を検出可能であると共に4枚の板ばね70Cを同時に弾性変形させることによりスイッチ機能を持たせることができる。
Thus, according to this embodiment, the contact area between the engaging
Note that the pointing device according to the present embodiment can detect the tilt direction and the tilt amount of the operating
図12は本発明に係るポインティングデバイスのさらに他の実施形態を示す図であって、操作体と板ばねの構造を示す斜視図である。尚、図12において、上記実施形態と同一構成部分については同一の符号を使用している。
図12において、4枚の板ばね70は、隣り合っている異なる板ばね70の端部同士が重なるように配置されることにより、それぞれ設置面に対して傾斜している。
このように配置することにより、板ばね70の面積を変えることなく全体の寸法を小さくできる。また、重なりあう板ばね70の端部において、下側に位置する端部が上側に位置する端部により押さえ付けられるので、板ばね70を相互に固定する部品が必要なく、構造を簡素化できる。
FIG. 12 is a view showing still another embodiment of the pointing device according to the present invention, and is a perspective view showing a structure of an operating body and a leaf spring. In FIG. 12, the same reference numerals are used for the same components as in the above embodiment.
In FIG. 12, the four
By arranging in this way, the overall dimensions can be reduced without changing the area of the
尚、本実施形態に係るポインティングデバイスは、操作体20の傾動方向及び傾動量と、回動方向及び回動量とを検出できると共に、4枚の板ばね70を同時に弾性変形させることによりスイッチ機能を持たせることができる。
Note that the pointing device according to the present embodiment can detect the tilt direction and tilt amount of the operating
図13ないし図15は本発明に係るポインティングデバイスのさらに他の実施形態を示す図であって、図13は操作体と棒状ばねの構造を示す斜視図、図14は歪ゲージが埋設された棒状ばねを示す図、及び図15は図13に示す操作体のスライドによる板ばねに対する作用を説明するための図である。尚、図13ないし図15において、上記実施形態と同一構成部分については同一の符号を使用している。
本実施形態に係るポインティングデバイスと上記実施形態に係るポインティングデバイスとの間で相違する構成は、本実施形態では、板ばね70に代えて棒状ばね170を用いた点である。
棒状ばね170は、例えば、樹脂等で形成されており、図14に示すように、歪ゲージ90が埋設されている。この棒状ばね170は、断面形状が略円形に形成されて任意の方向に可撓性を有する。すなわち、板ばね70は、その板厚においてのみ可撓性を有しているが、棒状ばね170は、任意の方向に可撓性を有しており、変形の自由度が高い。
FIGS. 13 to 15 are views showing still another embodiment of the pointing device according to the present invention. FIG. 13 is a perspective view showing the structure of an operating body and a rod-like spring, and FIG. 14 is a rod-like shape in which a strain gauge is embedded. FIG. 15 and FIG. 15 are views for explaining the action of the operating body shown in FIG. In FIG. 13 to FIG. 15, the same reference numerals are used for the same components as in the above embodiment.
The difference between the pointing device according to the present embodiment and the pointing device according to the above-described embodiment is that a rod-shaped
The rod-
このポインティングデバイスにおいて、4本の棒状ばね170は、係合部50をそれぞれ移動自在に保持することにより、操作体20を設置面に沿ってスライド可能に保持している。そして、操作体20をいずれかの方向にスライドさせると、操作体20は、図15に示すように、いずれかの棒状ばね170に係合して棒状ばね170が弾性変形して歪が生じる。このときの歪量は、操作体20をスライドさせる操作力に応じて変化する。
In this pointing device, the four bar-
このように、本実施形態では、操作体20のスライド方向(操作方向)及び操作力に応じた歪量が検出できるので、操作体20のスライド方向、スライド方向の移動量、スライド方向の操作力を検出できる。
尚、本実施形態に係るポインティングデバイスは、操作体20の傾動方向及び傾動量を検出できると共に、4本の棒状ばね170を同時に弾性変形させることによりスイッチ機能を持たせることができる。また、4本の棒状ばね170を上記実施形態と同様に設置面に対して傾斜させることにより、操作体20の回動方向及び回動量を検出できる。
Thus, in this embodiment, since the amount of distortion according to the slide direction (operation direction) of the
Note that the pointing device according to the present embodiment can detect the tilt direction and the tilt amount of the operating
図16は上記実施形態に係るポインティングデバイスに適用できる板ばねの他の構造例を示す斜視図、図17は板ばねの作用を説明するための図である。
図16に示す板ばね70Dは、その長手方向の中央部に操作体20の初期位置を規定するための係合部としての係合凹部71が形成されている。
この係合凹部71は、図17に示すように、操作体20の係合部50が係合することにより、操作体20は初期位置に正確に位置決めされる。また、操作体20を回動させたときに、操作者は、係合部50が係合凹部71に係合する状態を感覚として認識できる。
FIG. 16 is a perspective view showing another structural example of a leaf spring that can be applied to the pointing device according to the embodiment, and FIG. 17 is a diagram for explaining the action of the leaf spring.
The
As shown in FIG. 17, the engaging
図18は上記実施形態に係るポインティングデバイスに適用できる板ばねの構造を示す斜視図、図19は板ばねの作用を説明するための図である。
図18に示す板ばね70Eは、その長手方向の中央部に係合部としての屈曲部72が形成されるようにV字状に形成されている。
図19に示すように、屈曲部72に、操作体20の係合部50が係合することにより、図16及び図17で説明したものと同様の作用、効果が奏される。
FIG. 18 is a perspective view showing a structure of a leaf spring applicable to the pointing device according to the above embodiment, and FIG. 19 is a view for explaining the action of the leaf spring.
The
As shown in FIG. 19, when the engaging
図20は板ばねの設置構造を示す斜視図である。
図20において、各板ばね70の両端部に対してストッパ部材85がそれぞれ設けられており、このストッパ部材85は、図示しない設置面に固定されると共に各板ばね70を設置面へ向けて押える。
これにより、各板ばね70は設置面から外れることがなく、又、最小限の設置具により板ばね70を設置面に設置できるため、ポインティングデバイスの構造を簡略化できる。
FIG. 20 is a perspective view showing an installation structure of a leaf spring.
In FIG. 20,
As a result, the
図21は、上記した板ばねの変形量を制限するための変形規制部材と板ばね70との関係を示す斜視図である。
図21に示す変形規制部材100は、板ばね70と図示しない設置面との間に設置されて、板ばね70に過大な力が作用して板ばね70が設置面に接触するのを防止する。すなわち、変形規制部材100は、板ばね70の変形量を制限する役割を果たす。
この変形規制部材100は、ゴム等の緩衝機能を有する材料で形成されている。これにより、板ばね70の変形量を規制するだけでなく、衝撃も緩和することができる。
FIG. 21 is a perspective view showing the relationship between the deformation regulating member for restricting the deformation amount of the plate spring and the
The
The
図22及び図23は本発明に係るポインティングデバイスのさらに他の実施形態を示す図であって、図22は操作体と板ばねの構造を示す斜視図、図23は操作体のスライドによる板ばねに対する作用を説明するための図である。
図23において、矩形平板状に形成された4枚の板ばね270は、操作体140の周囲を囲むように、図示しない設置面に対して垂直な方向に設置されていると共に、その両端部が設置面に対して図示しない拘束機構により拘束されている。尚、板ばね270には、図示しない歪ゲージ90が設けられている。
操作体120は、直方体状の外形を有すると共にその上面の中心部に操作部140が突出して形成されており、操作体120の4つの角部により対応する板ばね270と係合する係合部150が構成されている。
22 and 23 are views showing still another embodiment of the pointing device according to the present invention. FIG. 22 is a perspective view showing the structure of the operating body and the leaf spring. FIG. 23 is a leaf spring by sliding the operating body. It is a figure for demonstrating the effect | action with respect to.
In FIG. 23, four
The
操作体120を設置面に沿ったいずれかの向きにスライドさせると、その操作方向(スライド方向)及び操作力に応じて、板ばね270は、係合部150により押圧されて、図23に示すように弾性変形する。この弾性変形による板ばね270の歪が歪ゲージ90により検出される。歪ゲージ90により検出される歪量は操作体120のスライド方向及び作用する操作力に応じて変化する。このため、各板ばね270の歪量を検出することにより、操作体20のスライド方向の変位を検出できる。
そして、操作体140に対する操作力を解放すると、板ばね270の復元力により、操作体120は初期位置(原点位置)に復帰する。
When the operating
When the operating force on the
尚、本実施形態では、弾性部材として板ばね270を使用した場合について説明したが、板ばね270に代えて棒状ばねを用いることも可能である。
また、本実施形態では、操作体120の角部(係合部150)を板ばね270に接触させるため、応力が集中しやすいので、操作体120の角部又は操作体120全体を、ゴム材等の板ばね270よりも柔軟な材料で形成してもよい。
In the present embodiment, the case where the
Further, in this embodiment, since the corner (engagement portion 150) of the
図24は操作体の他の構造例を示す斜視図である。
図23においては、直方体状の操作体140の角部からなる係合部150を板ばね270に係合させる構成としたが、図24に示すように、操作体120Aから外側に向けて4方向に伸びる係合部150の先端面150fを板ばね270に係合させる構成とすることもできる。
FIG. 24 is a perspective view showing another structural example of the operating body.
In FIG. 23, the engaging
図25ないし図28は本発明に係るポインティングデバイスのさらに他の実施形態を示す図であって、図25は円弧状に湾曲形成された板ばねを示す図、図26は板ばねと操作体の構造を示す図、図27及び図28は操作体の回動による板ばねに対する作用を説明するための図である。
図23においては、矩形平板状に形成された板ばね270を用いた場合について説明したが、本実施形態では、図25に示すように、4枚の板ばね270Aは、後述する操作体120Cの係合部150C(の先端部)が回動により描く円周Cirと略同じ曲率をもつ円弧状に形成されていると共に、設置面に対して垂直な方向に設置されている。また、4枚の板ばね270Aは、図25に示すように、円周Cirと交差するようにそれぞれ同じ向きに傾斜して配置されている。尚、4枚の板ばね270Aの両端部は図示しない拘束機構により設置面にそれぞれ拘束されている。
FIGS. 25 to 28 are views showing still another embodiment of the pointing device according to the present invention. FIG. 25 is a view showing a leaf spring curved in an arc shape. FIG. 26 is a view showing the leaf spring and the operating body. FIGS. 27 and 28 are diagrams for explaining the operation of the leaf spring by the rotation of the operating body.
In FIG. 23, the case where the
操作体120Cは、図26に示すように、外側に向けて4方向に伸びる先細り状に形成された係合部150Cを備えており、各係合部150Cの先端が対応する板ばね270Aに係合(接触)している。尚、図26に示す操作体120Cの位置が初期位置である。この初期位置においては、各係合部150Cの先端が対応する板ばね270Aを押圧して板ばね270Aを弾性変形させて歪を生じさせている。
As shown in FIG. 26, the operating body 120C includes engaging
操作体120Cを、図27に示すように、一方向DR1に回動させると、その回動量に応じて各係合部150Cの先端の板ばね270Aへの食い込み量が増加し、各板ばね270Aに生じる歪量が増加する。
一方、操作体120Cを、図28に示すように、他方向DR2に回動させると、その回動量に応じて各係合部150Cの先端の板ばね270Aへの食い込み量は減少し、各板ばね270Aに生じる歪量が減少する。
When the operating body 120C is rotated in one direction DR1, as shown in FIG. 27, the amount of biting into the
On the other hand, as shown in FIG. 28, when the operating body 120C is rotated in the other direction DR2, the amount of biting into the
このように、本実施形態では、操作体120Cの回動方向及び回動量に応じた歪が各板ばね270Aから検出できるので、これを利用して操作体120Cの回動方向及び回動量を検出することができる。
尚、本実施形態では、弾性部材として板ばね270Aを使用した場合について説明したが、板ばね270Aに代えて円弧状に湾曲形成した棒状ばねを用いることも可能である。
Thus, in this embodiment, since the distortion according to the rotation direction and the rotation amount of the operation body 120C can be detected from each
In the present embodiment, the case where the
図29は、板ばね270の設置構造例を示す斜視図である。
図29に示すように、板ばね270は、図示しない設置面に設けられかつ板ばね270の両端部を両側から挟んで設置面に沿った移動を規制するストッパ部材180により設置面に拘束されている。
このような設置構造とすることにより、板ばね270をストッパ部材180に差し込むだけでよいので、デバイスの構造を簡略化できる。
FIG. 29 is a perspective view showing an installation structure example of the
As shown in FIG. 29, the
With such an installation structure, it is only necessary to insert the
図30は上記した板ばね270の変形量を制限するための変形規制部材と板ばねとの関係を示す斜視図である。
図30に示すように、変形規制部材190は、板ばね270の背後(操作体120Cとは反対側)に板ばね270との間に所定の隙間をおいて設置されている。
変形規制部材190は、ゴムなどの緩衝機能を有する材料で形成されている。変形規制部材190はを設けることにより、板ばね270の変形量が過大となるのを防止できると共に、衝撃も緩和することができる。
FIG. 30 is a perspective view showing the relationship between the deformation regulating member for restricting the deformation amount of the
As shown in FIG. 30, the
The
図31は本発明のさらに他の実施形態に係るポインティングデバイスの構造を示す図である。
図31において、操作体120の外周の4箇所に弾性部材としてのコイルばね370の一端が接続されている。コイルばね370の他端は図示しない設置面に固定された支持部材500に接続されている。
複数のコイルばね370は、操作体120に対する操作方向及び操作力に応じた動きを許容しつつ操作力の解放により操作体120を初期位置に復帰させるように付勢している。
また、コイルばね370は、それ自体が歪ゲージを構成しており、各コイルばね370は検出回路に電気的に接続されている。
FIG. 31 is a view showing the structure of a pointing device according to still another embodiment of the present invention.
In FIG. 31, one end of a
The plurality of
The
操作体120が設置面に沿って一方向にスライドすると、対向するコイルばね370の一方が縮むと共に他方が伸びる。このことより、操作体120の動きに応じた歪量を各コイルばね370から検出できるので、操作体120の操作方向(スライド方向)及び操作量を検出できる。
尚、上記した板ばねや棒状ばね自体で歪ゲージを構成することも可能である。
When the operating
It should be noted that the strain gauge can also be constituted by the above-described leaf spring or bar spring itself.
図32及び図33は本発明に係るポインティングデバイスのさらに他の実施形態を示す図であって、図32は斜視図であり、図33は平面図である。
図32及び図33において、4枚の矩形平板状の板ばね270Bは、図示しない設置面に対して垂直な方向にかつ操作体120Eの周りの4方向に等間隔に配置され、一端部が設置面に拘束されていると共に、他端部が操作体120Eの係合部150Eの先端部に形成されたスリット状の案内部150sに挿入されている。
32 and 33 are views showing still another embodiment of the pointing device according to the present invention. FIG. 32 is a perspective view, and FIG. 33 is a plan view.
32 and 33, four rectangular flat plate springs 270B are arranged at equal intervals in four directions around the
操作体120Eを設置面に沿ってy方向にスライドさせると、y方向に直交するx方向に沿って配置された2枚の板ばね270Bが操作体120Eの移動量に応じて撓む。この撓みに応じた歪が
x方向に沿って配置された2枚の板ばね270Bに設けられた歪ゲージにより検出される。これにより、操作体120Eのスライド方向及び移動量を検出できる。
この状態から操作体120Eへの操作力を解放すると、操作体120Eは、y方向に沿って配置された2枚の板ばね270Bと案内部150sとによりy方向に案内されつつ、x方向に沿って配置された2枚の板ばね270Bの復元力により初期位置に正確に復帰する。すなわち、板ばね250Bと案内部150sとにより、操作体120Eの初期位置を規定している。
尚、操作体120Eを設置面に沿ってx方向にスライドさせた場合の作用も上記と同様である。
When the
When the operating force to the
The operation when the
上記実施形態では、図10及び図11において板ばねを使用したポインティングデバイスについて説明したが、これに限定されるわけではなく、円弧状に形成した棒状ばねを用いることも可能である。 In the above embodiment, the pointing device using a leaf spring has been described with reference to FIGS. 10 and 11. However, the present invention is not limited to this, and a rod-like spring formed in an arc shape can also be used.
上記実施形態では、棒状ばね170の断面形状が略円形の場合について説明したが、これに限定されるわけではなく、楕円や角形であってもよく、複数方向に可撓性を有するものであればよい。
In the above-described embodiment, the case where the cross-sectional shape of the rod-shaped
上記実施形態では、板ばねに初期位置を規定するための係合部を形成した場合について説明したが、これに限定されるわけではなく、棒状ばねに同様の係合部を形成することもできる。 In the above embodiment, the case where the engagement portion for defining the initial position is formed in the leaf spring has been described. However, the present invention is not limited to this, and a similar engagement portion can be formed in the rod-shaped spring. .
上記実施形態では、図22の操作体120の係合部150を柔軟な材料で形成する場合について説明したが、他の操作体においても同様の構成を採用できる。
In the above-described embodiment, the case where the engaging
上記実施形態では、弾性部材として、板ばね、棒状ばね、コイルばねを例に挙げて説明したが、これに限定されるわけではなく、他の弾性部材を用いることも可能である。 In the above-described embodiment, a plate spring, a rod-like spring, and a coil spring have been described as examples of the elastic member. However, the elastic member is not limited thereto, and other elastic members can be used.
上記実施形態では、歪検出手段として、抵抗式の歪ゲージを使用した場合について説明したが、これに限定されるわけではなく、他の形式の歪ゲージを用いることも可能であるし、板ばね等の変形により変化する静電容量を検出して歪検出手段とすることも可能である。 In the above embodiment, the case where a resistance type strain gauge is used as the strain detecting means has been described. However, the present invention is not limited to this, and other types of strain gauges can be used, and leaf springs can be used. It is also possible to detect a capacitance that changes due to deformation such as a strain detection means.
10…ポインティングデバイス
20…操作体
40…操作部
50…係合部
60…カバー
70,70A,70B,70C,70D,70E…板ばね(弾性部材)
71…係合凹部
72…係合屈曲部
80,80A,80B…支持部材
85…ストッパ部材
90…歪ゲージ(歪検出手段)
91…ゲージリード
100,190…変形規制部材
120,120A,120B,120C,120D…操作体
140…操作部
150,150A,150B,150C…係合部
170…棒状ばね(弾性部材)
270,270A,270B…板ばね
370…コイルばね(弾性部材)
600…検出回路
700…コンピュータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Pointing
71 ... engaging
91 ... Gauge leads 100, 190 ...
270, 270A, 270B ...
600 ...
Claims (14)
操作方向及び操作力に応じた前記操作体の動きを許容しつつ操作力の解放により前記操作体を初期位置に復帰させるように付勢すると共に、前記操作体に対する操作により生じる歪を電気的に検出して前記操作体に対する操作に応じた信号を形成する歪検出手段と一体とされた弾性部材と、
を有し、前記弾性部材は、設置面に両端支持梁状に設けられた複数の板ばね又は棒状ばねからなり、前記複数の板ばね又は棒状ばねのうち対向する少なくとも一対の板ばね又は棒状ばねは前記設置面に対して傾斜しかつ傾斜方向が逆向きになるように配置され、前記複数の板ばね又は棒状ばねが協働して前記操作体を保持し、前記操作体の傾動及び前記操作体の回動に応じて弾性変形して前記歪が生じることを特徴とするポインティングデバイス。 An operating body for pointing operation;
The operating body is urged to return to the initial position by releasing the operating force while allowing the operating body to move according to the operating direction and operating force, and the distortion caused by the operation on the operating body is electrically An elastic member integrated with strain detecting means for detecting and forming a signal according to an operation on the operating body ;
Have a, the elastic member comprises a plurality of leaf springs or rod-shaped spring provided at both ends supporting beam shape to the installation surface, at least a pair of leaf springs or rod-shaped spring which faces the plurality of leaf springs or rod-shaped spring Is arranged so as to be inclined with respect to the installation surface and the inclination direction is opposite, and the plurality of leaf springs or bar springs cooperate to hold the operating body, and the operating body can be tilted and operated. A pointing device, wherein the strain is generated by elastic deformation in accordance with the rotation of the body .
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