JPS6324412A - 位置情報入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、操作板上において、２次元的に描く手書き図
形などをコンピューターにオンラインで入力する場合や
グラフィック処理などに決用して有効な位置情報入力装
置に関するものである。

従来の技術 従来、手動操作にともなって平面上全移動する物体に付
属された球体の動きを信号に変換して、その物体の位置
情報を得、その位置情報をコードなどを通してコンピュ
ーターなどに入力する装置として第９，１０図およびＭ
１１図に例示するものが考えられている。第９図は位置
情報入力装置の要部切断平面図、第１０図は位置情報入
力装置の一部切断側面図、第１１図はその要部切断断面
図である。それらの図面において、１は把持可能なハウ
ジングであシ、前記ハウジング１の内部には球体２が転
動可能に納められており、かつ前記球体２の下部は前記
ハウジング１の底部に設けられた開口３より下部へ突出
して、載置平面４と接するようになっている。

また、前記ハウジング１は前記球体２と前記ハウジング
１の底面部に転動自在に設けられた複数個のポール６に
よって、前記載置平面４上で移動自在に支承される。

前記球体２の伝動方向・転勤量を前記ハウジング１のＸ
軸方向と前記Ｘ軸方向に対して前記載置平面４上で乗用
方向のＹ軸方向とに分解する２つの金属製の検出回転軸
６Ｌ、６ｂ全設け、前記球体２と前記検出回転軸ｅａ　
、ｓｂとを接触させるように、前記球体２の水平方向の
位置を規制する弾性付勢体７が設けられている。また、
前記球体２はケース８に納められていることにより上下
方向の位置規制が行われている。

前記検出回転軸６ａ　、６ｂの一端に位置情報検出部９
ａ、９ｂを設けている。

前記位置情報検出部９１＆　、９ｂは前記検出回転軸ｅ
ｘ、ｅｂの回転量を検出する。また、入出力関係は入出
力端子１０で行なわれ、この入出力端子１０はプリント
基板１１に半田付けされ、この検出した信号は前記プリ
ント基板１１上の前記検出した信号に応じた信号を発生
する回路を通り、変換された検出信号が前記プリント基
板１１に取り付けられているコード１２によりコンピュ
ーターに伝送される。

また、前記弾性付勢体７は前記ケース８に設けられ、前
記球体２の中心方向に向って接触するように配置された
弾性付勢ローラ１３とこれ？支持する＠１４を介して前
記球体２に付勢力を与える帯状はね１５で構成される。

次にこの従来例の動作について説明する。

まず、入力操作者が手でハウジング１を把持して、載置
平面４上で動かすと、その前記ハウジング１の移動にと
もなって球体２も載置平面４上を転動する。すると、付
勢弾性体７により前記球体２と検出回転軸ｅａ　、ｅｂ
とは接し前記検出回転軸６Ｎ　、ｅｂも回転する。この
場合前記球体２は前記ハウジング１の移動方向と同方向
へ向かって転動するとともに、前記ハウジング１の移動
量に応じた量だけ回転する。さらに前記球体２の回転方
向ならび回転量を検出する前記検出回転軸６？Ｌ。

６ｂに設けられた位置情報検出部ｓａ　、ｇｂにより前
記検出回転軸らｓ、ｅｂの回転角全検出し、プリント基
板１１上に設けられた回路により検出値に応じた信号を
発生させ、前記ハウジング１の移動方向ならびに移動量
に応じた位置情報全検出することができるものであった
。

発明が解決しようとする問題点 このような従来の構成では火の点に問題があった。すで
に説明した中で、球体２と検出回転軸６ａ　、６ｂとを
接触せしめる弾性付勢体７は前記球体２に付勢力を与え
る帯状ばね１５と弾性付勢ローラ１３により構成される
。

このことにより、位置情報入力装置の操作による前記球
体２の転動において、前記弾性付勢ロー２１３の回転運
動は１自由度であるため、前記球体２の中心に対する前
記弾性付勢ローラ１３の方向以外での前記球体２の転動
では、常に前記球体２と前記弾性付勢ローラ１３はスリ
ップする。このため、前記球体２と前記弾性付勢ローラ
１３は摩耗し、さらに、前記位置情報入力装置の操作方
向つまシ、前記球体２の転動方向により前記スリップ量
は変動するため、前記位置情報入力装置の操作力も変動
し操作性に悪影響を与える。

本発明はこのような従来の問題点を解決するもので、弾
性付勢手段に前記球体２の転動とともにスベリなく回転
するものを用いることにより、位置情報入力装置の操作
性全よくするとともに、安価な位置情報入力装置を提供
しようとするものである。

問題点を解決するための手段 この問題点全解決するために本発明は、平面上を移動し
うるハウジングと、前記ハウジングの前記平面上での移
動に伴なって回転するように前記ハウジングに転動可能
に設けられた球体と、前記球体の回転によって前記ハウ
ジングの移動全検出する位置情報検出部金膜けた少なく
とも２個の検出回転軸と、前記球体と前記検出回転軸と
を接触させる弾性付勢体と、前記位置情報検出部の検出
値全その検出値に応じた信号に変換する位置清報変換手
段全具備し、前記弾性付勢体を球体とばね部材で構成し
たものである。

作用 本発明は前記の構成のように、ハウジングの移動ととも
に転動する球体全弾性付勢体の弾性付努球体で付勢する
ことにより、前記球体のいかなる転動においても、前記
弾性付勢球体は前記球体とスベリもなく従転動するため
、前記ノ・ウジングの操作力が安定し、位置情報入力装
置の操作性を高めることができるものである。

実施例 以下本発明の実施例について第１図〜第８図を参照にし
て説明する。まず第１図〜第４図で、第１図は本発明の
一実施例を示す要部切断平面図、第２図は同一部切断側
面図、第３図は同要部切断側面図、第４図は同斜視図で
ある。

それらの図面に於いて、１７は位置情報入力装置、１８
は前記位置情報入力装置１７を移動自在に載置可能にし
た平板状の操作板である。なお、これは必らずしも板状
である必要はない。ここで前記位置情報入力装置１７は
把持可能なハウジング１９とそのハウジング１９の一構
成要素ともなる底板１９１！Ｌを設けており、前記底板
１９１Ｌｉ含むハウジング１９と前記操作板１８上で所
定間隔あけて移動可能に支承するために前記底板１９＆
の下面部に転動自在に配設されたスチール、プラスチッ
クなどで作られたボール２０＆、２０ｂ。

２００．２０１ｉと、下部が前記底板１９＆に設けられ
た円穴２１から下方へ突出して前記操作板１８の面上に
接する様に前記ハウジング１９内に固定されケース２２
内に転動可能に配設された球体２３と、前記球体２３に
接するように設けられたハウジング１９の外形形状と平
行及び垂直に設けられた２個の検出回転軸２４＆、　２
４ｂと、前記球体２３と前記検出回転軸２４！Ｌ　、２
４ｂ’ｉ常に接した状態に保持するための前記検出球体
２３と前記検出回転軸２４！Ｌ　、２４ｂとの接点から
等角度の位置に、はぼ前記球体２３の水平方向から前記
球体２３と接する弾性付勢球体２６と前記弾性付勢球体
２６を支承するケース２６と前記ケース２６の後方から
前記弾性付勢球体２５を介して前記球体に付勢力を与え
るばね部材２７により構成される弾性付勢体２８が設け
られている。ここで前記弾性付勢体２６を介して前記球
体２３に付勢力を与えるばね部材は前記球体２３、前記
弾性付勢球体２６の直径寸法差などの寸法差による前記
球体２３と前記弾性付勢球体２５の接触点の変動による
付勢力のバラツキを小さくするため、バネ定数を低く設
定出来る圧縮コイルバネ等のバネを使用することが好ま
しい。また、前記球体２３は金属ポールや金属ポールに
シリコンゴム、ウレタンゴム等をオーバーコートしたも
のが考えられる。

さらに前記検出回転軸２４１Ｌ　、２４ｂの他端には、
前記球体２３０回転量を検出する位置情報検出部２９Ｌ
　、２９ｂが設けられている。この位置情報検出部２９
１Ｌ　、　２ｓｂからは、あとで詳しく説明する発光器
と受光器の入出力端子３ｏが複数個、上部へ出ており前
記入出力端子３０はフレキシブルに構成された配線板３
１１Ｌ　、３１ｂと半田により結合されている。さらに
前記配線板３１ａ。

３１ｂは前記位置情報検出部２９＆　、　２ｓｂの検出
値に応じて信号を変換する回路を構成したプリント基板
３２上に′配置されたコネクタ３Ｃ１，３３ｂに着脱可
能に接続されている。前記プリント基板３２には入出力
用コード３４が接続されている。

ここで第６図〜第８図を参照に前記位置情報検出部につ
いて詳しく説明すると、第５図は前記位置情報検出部２
９Ｌ　（２９ｂ　）の構成例を示した図である。同図に
おいて、前記検出回転軸２４＆（２４ｂ）に取付けられ
て、前記検出回転軸２ｊｌ（２４ｂ）と一体内に回転す
る回転板３５は光を透過させない材質で形成されており
その回転板３５には円周上に等間隔に多数のスリット３
６が設けられている。−万前記回転板３５のスリット位
置に対応して、回転板３５をはさむようにして、発光器
３７と受光器３８が設けられている。発光器３７は第６
図の回路図に示すよう罠、常時一定の光量で発光するよ
うに電源３９から一定の電圧が加えられている。

また前記受光器３８は受ける光量によって端子３０に得
られる出力電圧が変化するようになって居る。したがっ
て、受光器３８と発光器３７０間の回転板３５のスリッ
ト位置が変化すると、それを透過する光量が変化するた
め、受光器３８の出充電圧もそれに従って変化する。以
上のことにより、回転板３５が検出回転軸２４２Ｌ　（
２４ｂ　）とともに回転すると、端子３０に現われる出
力電圧は第７図Ｃりに示すように変化する。

また位置情報検出部２Ｂａ　（２ｓｂ　）には、回転板
３５をはさんで、もう−組の発光器４ｏと受光器４１が
第５図に示すように設けられている。

この発光器４０と受光器４１の配置位置は、前記受光器
３８の出力電圧が第７図（２Ｌ）のようになるのに対し
て、受光器４１の出力電圧は第７図（ｂ）のように前記
受光器３８の出力電圧に対して位相が９０度遅れた形で
変化する。逆に前記回転板３６が第５図に示す矢印Ｂ方
向に回転すると、受光器４１の出力電圧は、受光器３日
の出力電圧に対して位相が９０度進んだ形で変化する。

前記受光器３８．４１の出力電圧は前記フレキシブルな
配線板３１ａ（３１ｂ）によってそれぞれ第８図に示す
ように増幅器４２．４３により増幅された後、波形整形
器４４．４５’（ｉ７通して矩形波に波形整形される。

その後位相比較器４６によって、２つの信号の位相を比
較することにより口伝板３５の回転方向を検出するとと
もに、どちらが−万の信号の波の数を演算器４７によっ
て加算することにより、回転板３６の回転角全検出する
ことができる。なお演算器４７によって検出された信号
はコンピューター本体によυ供給されて処理される。

以上の構成により検出回転軸２４Ｉ！Ｌ、２４ｂの回転
方向および回転角を検出することが出来る。

次に本実施例の操作ならびに動作について、詳しく説明
する。まず位置情報入力装置１７？操作板１８上に載置
して操作移動するとハウジング１９の移動にともなって
球体２３も操作板１８上を転動する。すると前記球体２
３は弾性付勢球体２６とケース２６とバネ線材で構成さ
れたバネ部材２７で構成される弾性付勢体２８により検
出回転軸２４１Ｌ　、２４ｂに圧接されるため、前記検
出回転軸も回転する。この場合球体２３はハウジング１
９の移動方向と同方向に向って転動するとともに、前記
検出回転軸２４＆　、２４ｂもハウジング１９の移動量
に応じた量だけ回転する。さらに前記検出回転軸２４＆
　、２４ｂに設けられた位置情報検出部２９ａ　、　２
９ｂにより前記検出回転軸２４２Ｌ　、２４ｂの回転角
を検出し、この検出信号全フレキシブル配線板３１ａ、
３１ｂｉ介してプリント基板３２に送られ、前記プリン
ト基板３２上に設けられた回路によυ検出値に応じて信
号を変換させ、ハウジング１９の移動方向ならびに移動
量に応じた位置清報をコード３７によりコンピューター
などへ伝送する。

ここで、本実施例では前記弾性付勢体２已に前記球体２
３に接する前記弾性付勢球体２５を用いることにより、
前記球体２３のいかなる転動においても、前記弾性付勢
球体２５はスリップなしに前記球体２３と従動するため
操作力の変動をなくすことができ、かつ付勢力を与える
手段に前記ばね部材２７に線材ばねを用いていることに
より、前記球体２３．前記弾性付勢球体２６の直径寸法
差などによる前記球体２３と前記弾性付勢球体２５の接
触点の変動による付勢力の変動を小できることにより位
置情報入力装置の操作性をよくすることができる。

発明の効果 本発明によれば、ハウジングの移動とともなって転動す
る球体全付勢する弾性付勢体に前記球体と接する弾性付
勢球体とこれに付勢力を与えるばね部材を用いることに
より、前記球体のいかなる転動においても前記弾性付勢
球体はスベリなく従動できるため位置情報入力装置の操
作力？均一化でき、かつ前記球体へ付勢力を与えるばね
部材に線材ばねに２用することにより前記弾性付勢球体
の付勢方向への移動が生じても付勢力の変動金車さくで
き、また標準的部品を用いているため操作性が優れ安価
な位置情報入力装置全提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の要部切断平面図、第２図は
同一部切断側面図、第３図は同要部切断側面図、第４図
は同斜視図、第６図は同位置情報検出部の構成例を示す
斜視図、第６図はその回路構成図、第７図（ｌＮ）　、
　（ｂ）は同出力波形図、第８図は本発明に使用し得る
信号処理回路の一例のブロック図、第９図は従来例を示
す要部切断平面図、第１０図は同一部切断側面図、第１
１図は同要部切断側面図である。 １９・・・・・・ハウジング、２３・川・・球体、２４
・・・・・・検出回転軸、２５・・・・・・弾性付勢球
体、２７・・・・・・線材ばね、２８・・・・・・弾性
付勢体。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名菓　
３　図 第　４　図　　・ ４θ 第　６　図 ＋／ 第７図 第　８　図 篤　９　図 第１０図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 平面上を移動しうるハウジングと、前記ハウジングの前
   記平面上での移動に伴なって回転するように前記ハウジ
   ングに転動可能に設けられた球体と、前記球体の回転に
   よって前記ハウジングの移動を検出する位置情報検出部
   を設けた少なくとも２個の検出回転軸と、前記球体と前
   記検出回転軸とを接触させる弾性付勢体と、前記位置情
   報検出部の検出値をその検出値に応じた信号に変換する
   位置情報変換手段を具備し、前記弾性付勢体を球体とば
   ね部材で構成したことを特徴とする位置情報入力装置。