KR890002616Y1 - X-y방향 입력장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

X-Y방향 입력장치

도면은 본 고안의 실시예에 관한 X-Y방향 입력장치를 설명하기 위한 것으로,

제1도는 X-Y방향 입력장치를 포함한 그래픽 디스플레이 장치의 사시도.

제2도는 X-Y방향 입력장치의 측면도.

제3도는 하부케이스의 상면도.

제4도는 하부케이스의 정면의 단면도.

제5도는 하부케이스의 저면도.

제6도는 고리모양 지지체의 상면도.

제7도는 고리모양 지지체의 정면 단면도.

제8도는 고리모양 지지체의 측면도.

제9도는 상부케이스의 상면도.

제10도는 상부케이스의 정면 단면도.

제11도는 제9도의 A-A선의 단면도.

제12도는 상부케이스의 저면도.

제13도는 스위치 레버의 상면도.

제14도는 스위치 레버의 정면 단면도.

제15도는 스위치 레버의 저면도.

제16도는 X-Y방향 입력장치 전체의 조립 단면도.

제17도는 스위치 레버의 부착상태를 나타내는 입력장치의 부분 단면도.

제18도는 입력장치의 회전량 검출원리를 나타내는 설명도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

8 : 케이싱 9 : 하부케이스

10 : 상부케이스 28 : 고리모양 지지체

33 : 보호 커버 53 : 피회전구체

59 : 제1의 종동롤러 61 : 마찰력 부여롤러

64 : 제1의 회전량 검출수단 65 : 제2의 회전량 검출수단

본 고안은 X-Y방향 입력장치에 관한 것이며, 예를 들어 그래픽 디스플레이 장치의 도형 입력장치 등에 알맞은 X-Y방향 입력장치에 관한 것이다.

그래픽, 디스플레이(graphic display)장치는 기본적으로는 디스플레이, 스크린, 디스플레이, 콘트롤러, 데이터채널 및 각종 입력장치 등으로 구성되어 있다.

이 장치의 하나로 짐벌(gimbal)기구로 지지된 레버를 조작자가 임의의 방향으로 눕히면 그 방향과 눕혀진 각도를 검출하여, X축 방향과 Y축 방향의 각 성분의 전압 혹은 디지틀 신호를 발생하는 죠이스틱(JOYSTICK)이 있다.

그런데 X-Y방향 입력장치는 레버의 회동 범위가 제한됨과 동시에 X-Y방향 입력신호의 안정성 등에도 문제가 있다.

이 결점을 해소하기 위하여 근년에 당 고안이 대상으로 하는 소위 「마우스」(mouse)라 불리는 X-Y방향 입력장치가 개발되었다. 이 X-Y방향 입력장치는 회전 자유로히 배치된, 예를 들어 강구(鋼球) 등으로 이루어진 피회전구체(이하 구체라고 약칭한다)와, 그 구체와 접하여, 구체의 회전력에 의해 회전하는 제1의 종동롤러와 구체와 접하여 구체의 회전력에 의해 회전되고 동시에 축방향이 상기 제1의 종동롤러의 축방향과 거의 직교하는 제2의 종동롤러와, 상기 제1 및 제2의 종동롤러의 회전량을 각각 개별적으로 검출하는 가변 저항기나 엔코더 등으로 이루어진 제1 및 제2의 회전량 검출수단과 이들 구체와, 제1, 제2의 종동롤러 및 제1의 제2의 회전량 검출수단등을 수용하는 케이싱으로서 기본적으로 구성된다.

그리고 상기 케이싱의 하면에 개구가 설치되고, 이 개구를 통하여 구체의 일부가 하방향으로 돌출되고, 케이싱을 가지고 구체를 소정의 베이스상에서 임의의 방향으로 전동시킴으로써 제1 및 제2의 종동롤러가 각각 소정의 방향으로 회전한다.

이들 종동롤러의 회전 방향과 회전량을 제1, 제2의 회전량 검출수단에 의해 각각 X축 방향과 Y축 방향의 각 성분의 전압 혹은 디지틀 신호로서 들어내어 그들 신호를 디스플레이장치에 입력하는 시스템으로 되어 있다.

본 고안은 이 종류의 X-Y방향 입력장치를 대상으로 하는 것이다.

그러나 상기 종래예에 있어서는 베이스상을 전동하는 피회전구체와 여기에 접하여 회동하는 한쌍의 종동롤러와 이들 종동롤러를 피회전구체에 회동접속시키기 위한 마찰력 부여롤러가 하부케이스에 입설되어 있는 지지부에 개별적으로 지지되고, 또한 피회전체가 상부케이스의 내벽에서 하방으로 연장되는 돌기등에 의하여 지지되고, 이들의 상기 각 부재가 케이스내에서 일부노출된 상태로 조립되어 있기 때문에 케이싱을 떨어뜨리거나, 외부로부터 강한 충격력이 인가되는 경우에는 피회전구체에 위치의 엇갈림이 생겨서 이로 인하여 종동롤러의 접촉불량을 유발하며, 또한 피회전구체나 케이싱의 쌍방에 손상을 주는 등의 여러가지 문제점이 있었다.

본 고안은 상기 종래예의 문제를 제거하기 위한 개량구조에 관한 것이며, 상기 종동롤러와 마찰력 부여롤러를 피복하고, 동시에 수납하는 고리모양 지지체를 일체 형성하고 이것을 케이싱에 부착하여 이 고리모양 지지체의 중앙에 피회전구체를 수납하는 동형상의 보호커버를 설치하는 것을 특징으로 하는 것이며, 이하에 본 고안의 실시예를 도면을 사용하여 상세하게 설명한다.

제1도는 실시예에 관한 X-Y방향 입력장치를 포함한 그래픽 디스플레이 장치의 전체 사시도이다.

테이블(1)상에는 스크린(screen), 콘트롤러(controller) 및 데이타 채널(data channel) 등을 구비한 디스플레이장치(2)와, 작동키를 가지는 입력장치(3)와, 본 고안의 실시예에 관한 X-Y방향 입력장치(4)가 놓여져 있다.

또한 X-Y방향 입력장치(4)는 테이블(1)상에 깔아놓은 전용 시이트(5)위에서 조작되고 이 조작에 의해, 예를 들어 디스플레이장치(2)의 스크린(6)에 표시되어 있는 커서(7)를 임의의 위치로 이동시킬 수 있도록 되어 있다.

제2도는 X-Y방향 입력장치(4)의 측면도이다.

케이싱(2)은 예를 들어 ABS수지 등으로 성형된 하부케이스(9)와 상부케이스(10)로 이루어지며, 하부케이스(9)와 상부케이스(10)의 접합부에서 케이싱(8)안쪽으로 먼지나 물등의 침입을 방지하기 위하여 하부케이스(9)와 상부케이스(10)의 접합부 전둘레를 단접합하도록 되어 있다.

상부케이스(10)는 조작자가 한쪽 손으로 조작할 수 있는 크기로 설계되고, 그 상벽부(11)의 앞쪽의 소정 위치에는 상부케이스(10)의 길이 방향에 따라서 삽입구멍(12)이 형성되어 있다. 이 삽입구멍(12)에는 장방형의 스위치레버(13)의 조작단(14)이 상부케이스(10)의 내측으로부터 삽입되어 상벽부(11)에서 약간 돌출되어 있다.

후술하는 바와 같이 스위치레버(13)의 아래쪽에는 그에 대응하여 누름 스위치가 배치되며, 이들은 X-Y방향 입력장치(4) 자체의 스위치 외에, 예를 들어 디스플레이장치(2)에서 커서(7)의 바로위 혹은 바로 아래에 있는 표시패턴의 일부를 삭제하거나 혹은 다른 표시위치로 이동시키거나, 기타의 변환, 제어등의 각종 신호처리에 사용된다. 디스플레이어(2)와 X-Y방향 입력장치(4)는 코드(15) 및 삽입플러그(16)에 의해 접속된다.

제3도 내지 제5도는 각각 하부케이스(9)에 있어서의 밑바닥부(17)의 외주부의 전둘레에 걸쳐 주벽(18)이 연속으로 입설되고, 앞쪽의 각진부분 2개소와 뒤쪽의 중앙부에는 작은구멍(19), (20), (21)이 각각 형성되어 있다. 이3개의 작은구멍(19), (20), (21)은 그들의 중심점을 연결하면 이등변삼각형을 형성하도록 서로 위치설정되어 있다.

또 밑바닥부(17)의 중앙에는 큰 지름의 개구부(22)가 설치되고 개구부(22)의 하연에 고리모양의 단부(22a)를 형성함과 동시에 하연의 일부에는 각형(角形)의 홈부(33b)를 형성하고, 개구부(22)와 주변 4개소에 나사구멍(23)이 형성된다.

또한 밑바닥부(17)의 앞쪽 중앙부와 뒤쪽 각진부분 2개소에는 나사 삽입구멍(24), (25), (26)이 설치되고, 이 나사 삽입구멍(24)과 상기개구부(22)과 주벽(18)사이에는 필요한 개소에 보강용 리브(27)가 일체로 형성되어있다.

제6도 내지 제8도는 후술하는 피회전구체를 지지하는 고리모양 지지체(28)를 나타내는 것으로 제6도는 평면도, 제7도는 정면 단면도, 제8도는 측면도이다.

이 고리 모양 지지체는 합성수지의 일체 성형품이며 중앙에는 피회전 구체보다 지름이 큰 관통부(29)를 가지며 관통부(29)의 주위에 3개의 공동부(30), (31), (32)를 구비한다. 공동(30), (31), (32)은 각각 후술하는 제1, 제2의 종동롤러와 마찰 부여롤러를 지지하기 위한 위치를 설정하는 것이고, 상기 관통부(29)측으로 개구부를 성형한다.

또 고리모양 지지체(28)는 상기 관통부(29)의 상부에 돔 모양의 보호커버(33)를 일체로 가진다. 이상의 진동을 방지하기 위한 것이다. 보호커버(33)의 상면 2개소에 설치된 T자형의 돌기는 스위치레버(13)의 하면을 지지하는 받침대(34)이며, 제8도에서 알수 있는 바와 같이 고리모양 지지체(28)의 장점이 된다.

또한 제6도에 있어서 공동부(30)의 양측 및 공동부(31), (32)의 끝부에 나사구멍(35)이 각각 형성되어 있고 이 4개의 나사구멍(35)과 상기 하부케이스(9)의 나사구멍(23)을 나사로 연결함으로써 고리모양 지지체(28)를 하부케이스(9)에 고정한다.

제9도는 상부케이스의 상면도, 제10도는 상부케이스의 정면단면도, 제11도는 상부케이스의 제9도에 있어서의 A-A선 단면도, 제12도는 상부케이스의 저면도이다.

상부케이스(10)는 사용자의 수중에 수납되도록 만곡된 상벽부(11)를 가지며(제2도 참조), 이 상벽부(11)의 앞쪽에는 2개의 스위치 레버(13)의 조작단(14)이 노출되도록 창(36)이 뚫려 있다. 이 상벽부(11)의 내면에는 상기 하부케이스(9)의 나사삽입구멍(24), (25), (26)과 대응하는 위치에 나사구멍(37), (38), (39)이 형성되고 하부케이스(9)의 구멍 (19), (20), (21)과 대응하는 위치에는 중앙에 구멍이 뚫린 보스(40), (41), (42)가 돌설되어 있다.

또, 하부케이스(9)의 개구부(22)와 대응하는 상벽부(11)의 내면에는 상기 고리모양 돌출벽(43)이 형성되고 얇은 보호커버(33)를 위쪽으로부터 눌러 보강한다. 이 고리모양 돌출벽(43)의 주의 2개소에는 상기 고리모양 지지체(28)의 받침대(34)와 대응하는 위치에 받침대(34)와 동일 형태의 T자형 누름부(44)가 일체로 형성되어 있고, 누름부(44)의 근방에 3개의 용착핀(45)에 의해 고정된 스위치레버(13)의 끝부를 누름부(44)와 받침대(34)로 협지하고 있다.

또한 상부케이스(10)의 주벽(46)과 보스(40), (41), (42) 및 나사구멍 (37), (38), (39) 등의 사이에는 보강리브(47)가 각각 일체로 형성되어 있다.

제13도는 스위치 레버(13)의 상면도, 제14도는 정면단면도, 제15도는 저면도이다.

스위치레버(13)는 합성수지의 일체 성형품이며, 단면은 대략 〈 자형으로 절곡된 형태이다. 그리고 한쪽끝에는 단면 ㄷ자형의 조작단(14)을 가지며, 이 조작단(14)의 하부벽에는 경사진 방향으로 연장하는 조작부(14a)를 형성하고 다른 끝은 좀 폭이 좁은 듯한 협지부(48)와 이 협지부(48)의 내측에 뚫린 3개의 작은구멍(49)을 구비하고 작은구멍(49)의 바로 안쪽에는 스위치레버(13)의 조작성을 높이기 위해 얇은부분(50)이 형성되어 있다. 또한 조작단(14)의 선단에는 플랜지부(14)를 형성하여, 상부케이스(10)의 창(36)에 맞붙이고, 스위치레버(13)의 복귀 동작의 정지구로하고, 또한 스위치레버(13)의 구부러진 부분에는 보강리브(51)가 형성되어 있다.

제16도는 입력장치(4)의 조립단면도이다.

즉, 하부케이스(9)와 상부케이스(10)는 상기 나사삽입구멍(24), (25), (26)과 나사구멍 (37), (38), (39)을 나사(52)로 연결함으로써 일체화 된다.

상부케이스(10)와 하부케이스(9)로 이루어진 케이싱(8)의 중앙부에는 강구(鋼球)로 이루어진 피회전구체(53)가 배설되고, 이 피회전구체(53)는 하부케이스(9)의 개구부(22)의 단부(段部)(22a)에 결합시켜 나사(도시되지 않음)에 의해 고정된 덮개(54)와 고리모양 지지체(28)에 의해 케이싱(8)내에 보전되고 하단 그 덮개체(54)의 개구(54a)에서 아래쪽으로 노출하여 베이스(5)위를 전동함으로써 고리모양 지지체(28)의 곤통부(29)내에서 X-Y방향으로 회전될 수 있도록 되어 있다.

또 하부케이스(9)의 3개의 구멍(19), (20), (21)내에는 작은구(小球)(55)가 수납되어 있고 작은구(55)는 상부케이스(10)의 보스(40), (41), (42)에 의해 상부방향이동이 규제되고, 하부면이 하부케이스(9)저면보다 약간 돌출된 형태로 보전된다.

상부케이스(10)의 상벽에는 상술한 바와 같이 2개의 스위치레버(13)의 한쪽 끝이 용착핀(45)에 의해 고정된다. 이 고정은 3개의 용착핀(45)을 스위치레버(13)의 작은구멍(49)에 곤통삽입한후 핀(45)의 선단을 녹여서 코오킹 고정시킨 것이며 이로서 스위치레버(13)는 그 조작단(14)이 코오킹 고정부를 지점으로 하여 스스로의 탄성에 의해 회동가능하게 된다. 그리고 제17도에 나타낸 바와 같이 코오킹 고정부의 근방인 스위치레버(13)의 선단의 협지부(38)는 고리모양 지지체(28)의 상부면에 설치된 받침대(34)와 상부케이스(10)의 하부벽에 설치된 누름부(44)와의 사이에 협지되며, 비록 코오킹 고정부의 고정강도가 열화되어도 스위치 레버(19)의 동작은 이 코오킹 고정부를 지점으로 하여 행할 수 있게 된다.

상기 스위치레버(13)에 의해 조작되는 X-Y방향 입력장치의 스위치장치는 누름스위치(56)이며, 기판(57)위에 장착되고, 제16도에 나타낸 바와같이 하부케이스(9)의 보스(58)상에 고정된다. 이 누름스위치(56)의 위쪽에는 상기 스위치레버(13)의 조작부(14a)가 대향되고 조작단(14)을 밀어 넣으면 조작부(14a)가 누름스위치(56)에 당접하여 스위치 동작을 행하도록 되어 있다.

또 고리모양 지지체(28)에 형성된 돔 형상의 보호커버(33)는 통상 사용상태에서는 피회전구체(53)의 상면에서 약간 격리된 위치에 있고 피 회전구체(53)의 전동(轉動)에는 하등의 지장을 가져오지 않지만 X-Y방향 입력장치(4)를 전동시키든가 베이스(5)에서 낙하시켰을 경우에 피회전구체(53)의 위쪽으로의 이동을 규제하고, 피회전구체(53)의 표면 및 상부케이스(10)등을 보호한다. 피회전구체(53)는 그회전량을 정확히 검출하지 않으면 안되므로 통상 강구와 같이 중량이 큰 정밀도 높은 표면을 갖는 것이 요구되나 이것이 함부로 케이스 내벽등에 접촉하면 표면이 손상되어, 회전량 검출이 불안정하게 된다.

그래서 피회전구체(53)의 위쪽을 피회전구체(53)의 곡률(曲率)에 가가운 곡률을 가진 돔 형상의 보호커버(33)로 피복한다.

다음에 본 실시예의 X-Y방향 입력장치에 있어서의 회전량 검출원리를 제18도를 참조하면서 설명한다.

제1의 종동롤러(59)및 제2의 종동롤러(60)에는 마찰력부여롤러(61)에 의해 피회전구체(53)가 압접된다. 제1의 종동롤러(59)와 제2의 종동롤러(60)의 축방향은 직교하고 피회전구체(53)의 표면에 대하여서는 서로 직각인 방향에서 접촉한다.

마찰력 부여롤러(61)는 상기 제1, 제2의 종동롤러(59), (60)의 축선이 교차되는 점 Q와, 피회전구체(53)의 중심(0)을 연결하는 직선위에 배설되고, 피회전구체(53)을 제1, 제2의 종동롤러(59), (60)에 대하여 균등한 힘으로 누른다.

또한 마찰력 부여롤러(61)는 곽체(62)에 의해 회동가능하게 지지되며, 이 곽체(62)를 스프링(63)으로 가세함으로써 누르는 힘을 얻는다.

상기 제1, 제2의 종동롤러(59), (60)의 축에는 제1, 제2의 회전량 검출수단(64), (65)이 설치된다. 제1, 제2의 회전량 검출수단(64), (65)은 종동롤러의 회전량을 엔코더, 회전형 가변 저항기등에 의해 검출하는 것이며, 피회전구체(53)의 회전량을 X방향, Y방향의 각각의 성분으로 나누어서 검출함으로써 피회전구체(53)의 회전상태를 알게 된다.

즉 피회전구체(53)가 임의 방향으로 회전하면 회전량의 X방향 성분은 피회전구체(53)에 의하여 회전되는 제1의 종동롤러(59)의 회전량으로 변환되고, 그 회전량이 제1의 검출수단(14)에 의하여 검출되며, 한쪽의 회전량의 Y방향성분은 제2의 종동롤러(60)의 회전량으로 변환되고 그 회전량이 제2의 검출수단(65)에 의하여 검출된다.

이상으로 피회전구체(53)의 회전상태를 알게된다.

본 고안은 이상과 같은 것이며, 회전자유로히 배치된 피회전구체와, 이 피회전구체와 접하여 피회전구체의 회전력에 의하여 회전하는 제1의 종동롤러와, 피 회전구체의 회전력에 의하여 회전함과 동시에 축방향이 상기 제1의 종동롤러의 축방향과 대략 직교하는 제2의 종동롤러와, 상기 제1의 종동롤러의 회전량을 검출하는 제1의 회전량 검출수단과, 상기 제2의 종동롤러의 회전량을 검출하는 제2의 회전량 검출수단과, 상기 피회전구체를 제1의 종동롤러 및 제2의 종동롤러축으로 탄성 가세하여 피회전구체와 종동롤러와 사이에 마찰력을 부여하는 마찰력 부여롤러와, 이들 피회전구체와 제1, 제2의 종동롤러의 회전량 검출수단을 수용하는 케이싱을 구비하고, 케이싱의 하부에 개구를 형성하여, 상기 피회전구체의 일부를 그 개구로부터 아래쪽으로 돌출시켜 피회전구체를 베이스 위에서 전동시키는 X-Y방향 입력장치에 있어서, 상기 케이싱 내에 상기 제1, 제2의 종동롤러와, 제1, 제2의 회전량검출수단과 마찰력 부여롤러를 지지하는 고리모양 지지체를 배설함과 동시에 이 고리모양 지지체에 상기 피회전구체의 상부면에 연하는 돔 형상의 보호커버를 형성한 것을 특징으로 하는 것이다.

따라서, 베이스 위에서 X-Y방향 입력장치를 이동시키면 용이하게 그 이동상태를 검출할 수 있고, X-Y방향 입력장치를 낙하 혹은 전도시켰다 하더라도 고리모양지지체에 돔 형상의 보호커버를 배설하였으므로 피회전구체의 요동에 의하여 상부케이스가 피회전구체 자체에 상처를 주는 것을 방지할 수가 있음과 동시에, 상기의 종동롤러나 마찰력 부여롤러등의 전동부재도 이 고리모양지지체의 공동부내에 안정적으로 수납됨으로써 외부로부터의 충격에 대하여 보호되므로 종동롤러와 피회전구체와의 접촉이 항상 안정적으로 보전될 뿐만 아니라, 이것을 가지고 케이싱 자체의 보강도 된다. 그리고 이 고리모양 지지체는 합성수지 등에 의하여 동일그형에 의하여 연속적으로 일체적으로 성형할 수가 있고, 또한 나사등에 의해 하부케이스에 조립하게되므로 조립도 간편하고 부품 점수도 적어지고 따라서 가격이 저렴한 X-Y방향 입력장치를 제공할 수 있는 효과를 가진다.

Claims (1)

1. 회전자유로히 배치된 피회전구체(53)와 이 피회전구체와 접하여 피회전구체(53)의 회동력에 의해 회전하는 제1의 종동롤러(59)와 피회전구체와 접하여 피회전구체(53)의 회동력에 의하여 회전함과 동시에 축방향이 제1의 종동롤러(59)의 축방향과 대략 직교하는 제2의 종동롤러(60)와 상기 제1의 종동롤러(59)의 회전량을 검출하는 제1의 회전량 검출수단(64)과, 상기 제2의 종동롤러(60)의 회전량을 검출하는 제2의 회전량 검출수단(65)과 상기 피회전구체(53)와 상기 제1의 종동롤러(59) 및 제2의 종동롤러(60)측으로 탄성적으로 힘을 가해 피회전구체(53)와 종동롤러(59)(60)사이에 마찰력을 부여하는 마찰력 부여롤러(61)와 이들피회전구체(53), 제1, 제2의 종동롤러 (59), (60), 제1, 제2의 회전량 검출수단(64), (65)등을 수납하는 케이싱(8)을 구비하고, 상기 피회전구체(53)와 베이스(5)상에서 전동시키는 구성의 X-Y방향 입력장치에 있어서, 상기 케이싱(8)내에 제1, 제2의 종동롤러 (59), (60)와 이들 롤러의 회전량을 검출하는 제1, 제2의 회전량검출수단(64), (65)와 상기 제1, 제2의 종동롤러와 피회전구체(53)사이에 마찰력을 부여하는 마찰력 부여롤러(61)를 지지보전하는 3개의 공동부 (30), (31), (32)를 갖는 고리모양 지지체(28)를 배설하고 이것을 하부케이스(9)에 고정하고, 이 고리모양 지지체(28)에는 피회전구체(53)의 상면에 연하는 돔 형상의 보호커버(33)를 설치한 것을 특징으로 하는 X-Y방향 입력장치.