JP4159575B2 - pointing device - Google Patents
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Description
本発明はコンピュータのディスプレイ装置上においてポインタまたはカーソルを任意の位置に移動させる装置に係り、特に振動による誤動作が少なくポインタまたはカーソルが確実に所定位置に復帰するポインティングデバイスに関する。 The present invention relates to an apparatus for moving a pointer or cursor to an arbitrary position on a display device of a computer, and more particularly to a pointing device that is less likely to malfunction due to vibration and that reliably returns the pointer or cursor to a predetermined position.
近年、コンピュータ等においてデータ入力手段としてキーボードの他に操作性の優れたポインティングデバイスを用い、画面を介した対話的な操作でデータを処理するオペレーションシステムやアプリケーションシステムが増加している。 In recent years, operation systems and application systems that use a pointing device with excellent operability in addition to a keyboard as a data input means in a computer or the like and process data by an interactive operation via a screen are increasing.
ディスクトップタイプのコンピュータには従来からマウスやデジタイザ等のポインティングデバイスが用いられたが、ラップトップタイプやノートブックタイプのコンピュータの出現に伴ってポインティングデバイスも多様化しつつある。 Conventionally, a pointing device such as a mouse or a digitizer has been used for a desktop type computer. However, with the advent of a laptop type or a notebook type computer, the pointing device is also diversifying.
即ち、机上操作型のマウスやデジタイザ等のポインティングデバイスは使用時に操作スペースを確保する必要があり、ラップトップタイプやノートブックタイプ等の携帯型コンピュータの場合は使用に際して操作スペースを確保できない。 That is, a pointing device such as a desktop operation type mouse or digitizer needs to secure an operation space when used, and a portable computer such as a laptop type or a notebook type cannot secure an operation space when used.
そこで携帯型コンピュータ用として小型化が可能で使用に際して操作スペースを必要としないトラックボールタイプや、各種形状を有する操作部を傾斜させ傾斜角度差を検出するタイプ等の各種ポインティングデバイスが開発されている。 Therefore, various pointing devices such as a trackball type that can be miniaturized for a portable computer and does not require an operation space for use, and a type that detects an inclination angle difference by inclining an operation part having various shapes have been developed. .
一方、ゲームマシン等と呼称されるアミューズメント・コンピュータでも各種ポインティングデバイスが用いられ、かかる用途に使用されるポインティングデバイスは携帯型コンピュータ等に用いられる装置とは異なる特性が要求される。 On the other hand, various pointing devices are also used in an amusement computer called a game machine or the like, and the pointing device used for such an application is required to have characteristics different from those of an apparatus used for a portable computer or the like.
例えば、アミューズメント・コンピュータでは手に持って操作可能な端末装置にポインティングデバイスが装着され、幼児から大人まで年齢を問わずソファや床の上等で操作できて端末装置の軽量化と低廉価を実現できることが望ましい。 For example, in an amusement computer, a pointing device is attached to a terminal device that can be operated by hand, and it can be operated on a sofa or floor, regardless of age, from infants to adults, making the terminal device lightweight and inexpensive. It is desirable to be able to do it.
また、表示画面上のポインタまたはカーソルが、端末装置に印加される振動や端末装置を支持する角度の変化等により移動することなく、しかもポインティングデバイスから手を放すと自動的に所定の位置に復帰できることが要求される。 In addition, the pointer or cursor on the display screen does not move due to vibration applied to the terminal device or changes in the angle that supports the terminal device, and automatically returns to a predetermined position when released from the pointing device. It is required to be able to do it.
そこで、ポインタまたはカーソルの復帰精度が高く、振動や支持角度変化等による誤動作が少ないポインティングデバイスの開発が要望されている。 Accordingly, there is a demand for the development of a pointing device that has high return accuracy of the pointer or cursor and that is less likely to malfunction due to vibrations or changes in the support angle.
図8は従来のポインティングデバイスの一例を示す側面図、図9は従来の他のポインティングデバイスを示す側面図、図10はスライダ復旧機構の従来例を示す図である。 FIG. 8 is a side view showing an example of a conventional pointing device, FIG. 9 is a side view showing another conventional pointing device, and FIG. 10 is a diagram showing a conventional example of a slider recovery mechanism.
アミューズメント・コンピュータ等に用いられている従来のポインティングデバイスは図8に示す如く操作桿11を有し、操作桿11の根元と操作桿11を支承する支持フレーム12とは間に装着された密巻コイルばね13を介して連結されている。 A conventional pointing device used in an amusement computer or the like has an operating rod 11 as shown in FIG. 8, and a close winding is mounted between the base of the operating rod 11 and a support frame 12 that supports the operating rod 11. They are connected via a coil spring 13.
操作桿11および支持フレーム12の下部には例えば発光素子15と受光素子16とからなる座標検出部14が配設されており、プリント基板17上に実装された受光素子16は操作桿11の下端に装着された発光素子15と対向するように装着されている。 For example, a coordinate detection unit 14 including a light emitting element 15 and a light receiving element 16 is disposed below the operation rod 11 and the support frame 12, and the light receiving element 16 mounted on the printed circuit board 17 is the lower end of the operation rod 11. It is mounted so as to face the light emitting element 15 mounted on the.
発光素子15と対向させた受光素子16はマトリックス状に配置された数多くの受光部を有する例えばCCD等からなり、操作桿11を任意の方向に押すと密巻コイルばね13が湾曲して操作桿11の軸芯が傾斜し発光素子15の照射方向が変化する。 The light receiving element 16 opposed to the light emitting element 15 is composed of, for example, a CCD having a large number of light receiving portions arranged in a matrix. When the operating rod 11 is pushed in an arbitrary direction, the closely wound coil spring 13 is bent and the operating rod is bent. The axis of 11 is tilted, and the irradiation direction of the light emitting element 15 changes.
その結果、操作桿11の傾斜方向と傾斜の深さに対応して発光素子15からの光が受光素子16上の特定の受光部に入射し、操作桿11の傾斜した方向と傾斜の深さに対応する座標位置に介在する受光素子16上の受光部から電気信号が出力される。 As a result, the light from the light emitting element 15 enters a specific light receiving portion on the light receiving element 16 corresponding to the inclination direction and the inclination depth of the operation rod 11, and the inclination direction and the inclination depth of the operation rod 11 are obtained. An electric signal is output from the light receiving unit on the light receiving element 16 interposed at the coordinate position corresponding to.
しかし、ソファ上等で端末装置で操作する場合は両手で端末装置とポインティングデバイスの操作を行う必要があり、上記ポインティングデバイスを装着した端末装置は外形が大きく重量が大きくなるため幼児には取り扱いが困難である。 However, when operating the terminal device on a sofa or the like, it is necessary to operate the terminal device and the pointing device with both hands, and the terminal device equipped with the pointing device has a large outer shape and a heavy weight, so it is difficult for infants to handle. Have difficulty.
また、上記ポインティングデバイスは操作桿が重く重心が密巻コイルばねによる支持点から先端側に大きく偏るため、端末装置の支持角度変化に伴い操作桿の傾斜が変わり、端末装置に印加された衝撃により操作桿が振動する場合がある。 In addition, since the pointing device has a heavy operating rod and the center of gravity is greatly biased from the support point by the closely wound coil spring toward the tip side, the inclination of the operating rod changes with the change in the support angle of the terminal device, and the impact applied to the terminal device The operation rod may vibrate.
更に、操作桿を任意の方向に傾斜させた後、手を放すことで密巻コイルばねの作用により操作桿は原点に復帰するが、傾斜範囲が微小な場合は操作桿が原点に復帰せずポインタまたはカーソルの復帰精度を低下させるという問題があった。 In addition, after tilting the operation rod in any direction, release the hand to release the operation rod to the origin by the action of the closely wound coil spring, but the operation rod does not return to the origin when the tilt range is very small. There was a problem that the return accuracy of the pointer or cursor was lowered.
そこで、上記問題点を解決する上で最大の障害となるレバー状の操作桿をポインティングデバイスから無くすため、発明者等によってドーム状のスライダを具えたポインティングデバイスが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, in order to eliminate the lever-like operating rod which is the biggest obstacle in solving the above problems from the pointing device, the inventors have proposed a pointing device having a dome-shaped slider (for example, Patent Documents). 1).
発明者等によって提案されたポインティングデバイスは図9に示す如くスライダ21とハウジング22とで構成されており、ドーム状のスライダ21はラバー部材23と中央に大きい孔を有しラバー部材23の下に重ねたドーム状部材24とからなる。 The pointing device proposed by the inventors is composed of a slider 21 and a housing 22 as shown in FIG. 9, and the dome-shaped slider 21 has a rubber member 23 and a large hole in the center, and is below the rubber member 23. The dome-shaped member 24 is overlapped.
一方、スライダ21が摺動自在に支承されるハウジング22はスライダ21下面と対向する上面がドーム状に形成されており、ハウジング22の中央にラバー部材23の中央から下方に突出する磁石保持部25が嵌入可能な大きい孔が設けられている。 On the other hand, the housing 22 on which the slider 21 is slidably supported has an upper surface facing the lower surface of the slider 21 formed in a dome shape, and a magnet holding portion 25 protruding downward from the center of the rubber member 23 at the center of the housing 22. A large hole into which can be inserted is provided.
スライダ21の傾斜方向と傾斜深さの検知機構は磁石保持部25に埋設された永久磁石26と磁電変換素子27とからなり、永久磁石26の周囲に配設される磁電変換素子27を実装してなるプリント基板28は磁石保持部25と対向するよう配置される。 The detection mechanism of the inclination direction and the inclination depth of the slider 21 is composed of a permanent magnet 26 and a magnetoelectric conversion element 27 embedded in the magnet holding part 25, and the magnetoelectric conversion element 27 disposed around the permanent magnet 26 is mounted. The printed circuit board 28 is disposed so as to face the magnet holder 25.
なお、プリント基板28の中央に実装されたスイッチ素子29はポインティングデバイスのクリック操作のために設けられ、スライダ21の中央部を押下するとラバー部材23中央に設けられた磁石保持部25が下降しスイッチ素子29が押下される。 The switch element 29 mounted in the center of the printed circuit board 28 is provided for the click operation of the pointing device. When the center part of the slider 21 is pressed, the magnet holding part 25 provided in the center of the rubber member 23 is lowered to switch Element 29 is pressed.
図9に示すポインティングデバイスは手を放したときスライダ21の中心を所定の位置に戻す復旧機構を具えていないが、図10は特公平7−117876号において発明者等により提案されているスライダを復旧させる機構の構成例である。 The pointing device shown in FIG. 9 does not have a recovery mechanism that returns the center of the slider 21 to a predetermined position when the hand is released, but FIG. 10 shows a slider proposed by the inventors in Japanese Patent Publication No. 7-117787. It is a structural example of the mechanism to be restored.
図10(a)に示すスライダ復旧機構はスライダ21が有する複数のフック31とハウジング22が有する複数のフック32の間に、ガーターベルト状のスプリング33を掛け渡してスプリング33が有する抗張力によりスライダを復旧させる方法である。 10A, the slider recovery mechanism shown in FIG. 10A has a garter belt-like spring 33 spanned between a plurality of hooks 31 provided on the slider 21 and a plurality of hooks 32 provided on the housing 22 so that the slider 33 has a tensile strength. It is a method to recover.
また,図10(b)に示すスライダ復旧機構はそれぞれスライダ21とハウジング22に設けられた複数のフック31、32の間に、ガーターベルト状のスプリング33に代えて直線状のスプリング33を個々に掛け渡しスライダを復旧させる方法である。 In addition, the slider recovery mechanism shown in FIG. 10B is configured such that a linear spring 33 is individually provided between the plurality of hooks 31 and 32 provided on the slider 21 and the housing 22 in place of the garter belt-like spring 33. This is a method of restoring the spanning slider.
即ち、スライダ21が移動すると移動方向のスプリング33の抗張力が減少し反対側のスプリング33の抗張力が増大する。その結果、スライダ21から手を放すとスプリング33の抗張力が互いに均衡する所定位置までスライダ21が引き戻される。 That is, when the slider 21 moves, the tensile strength of the spring 33 in the moving direction decreases and the tensile strength of the spring 33 on the opposite side increases. As a result, when the slider 21 is released, the slider 21 is pulled back to a predetermined position where the tensile strengths of the springs 33 are balanced with each other.
更に、図10(c)に示すスライダ復旧機構はスライダ21中央とベース部材34との間を密巻コイルばね35を介して連結し、移動させたスライダ21から手を放したとき密巻コイルばね35が有する復旧力によってスライダを復旧させる方法である。 Further, the slider recovery mechanism shown in FIG. 10C connects the center of the slider 21 and the base member 34 via the closely wound coil spring 35, and when the released slider 21 is released, the closely wound coil spring is used. This is a method of restoring the slider by the restoring force of 35.
図9に示したポインティングデバイスに対し図10に示すいずれか一つのスライダ復旧機構を組み合わせることにより、図8に示すポインティングデバイスと同等の機能を有し小型化と軽量化が可能なポインティングデバイスを実現できる。
しかし、図10に示すスライダ復旧機構はいずれもスプリングがスライダとハウジングまたはベース部材との間に介在し、スライダが自由な状態にあるときスライダに直接作用するスプリングの復旧力により所定位置に保持する機構である。 However, in any of the slider recovery mechanisms shown in FIG. 10, the spring is interposed between the slider and the housing or the base member, and is held in place by the recovery force of the spring that directly acts on the slider when the slider is in a free state. Mechanism.
このようにスプリングの復旧力がスライダに直接作用する機構ではスプリングの初期圧を強くすると操作性が損なわれ、初期圧を弱くすると端末装置に印加された衝撃等によってスプリングが共振してスライダを移動させる場合が生じる。 In this way, in the mechanism in which the restoring force of the spring acts directly on the slider, the operability is impaired when the initial pressure of the spring is increased, and when the initial pressure is decreased, the spring resonates due to the impact applied to the terminal device and moves the slider. There is a case where
また、移動範囲が大きい場合はスライダから手を放すとスプリングの作用によってスライダは所定位置に復帰するが、移動範囲が微小な場合はスライダが所定位置に戻らずポインタやカーソルの復帰精度を低下させるという問題があった。 In addition, when the movement range is large, the slider returns to a predetermined position by the action of the spring when the slider is released. However, when the movement range is very small, the slider does not return to the predetermined position and the return accuracy of the pointer or cursor is lowered. There was a problem.
本発明の目的はポインタまたはカーソルの復帰精度が高く、振動や支持角度変化等による誤動作が少ないポインティングデバイスを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a pointing device that has high return accuracy of a pointer or cursor and that is less likely to malfunction due to vibrations or changes in support angle.
図1は本発明のポインティングデバイス示す分割斜視図である。なお全図を通し同じ対象物は同一記号で表している。 FIG. 1 is a divided perspective view showing a pointing device of the present invention. Throughout the drawings, the same object is represented by the same symbol.
上記課題はプリント基板80に装着可能なハウジング5と、ハウジング5に組み込まれたホルダ61、スライダ71、およびコイルばね72と、支持軸62がホルダ61により支承されたドーム状操作部63と、任意の方向に傾斜するホルダ61の傾斜方向と傾斜量を検出する変移量検出器とを有し、変移量検出器はホルダ61の中央に埋設された永久磁石81とプリント基板80に実装された磁電変換素子82を具え、ハウジング5は、軸受凹部54と、案内壁部52とを有し、ホルダ61は、軸受凹部54に嵌合可能な半球状突起部64と、押下リブ65とを有し、スライダ71は、前記案内壁部52に沿って摺動可能な筒状体73と、ホルダ61の押下リブ65に当接可能な押下部75とを有し、スライダ71が、ハウジング5とスライダ71との間に挟装されたコイルばね72によって付勢され、ドーム状操作部63を介しホルダ61を傾斜させると、変移量検出器によってホルダ61の傾斜方向が検出され、ドーム状操作部63を放すと、ホルダ61がコイルばね72の作用で復元する本発明のポインティングデバイスによって達成される。 The above problems include the housing 5 that can be mounted on the printed circuit board 80, the holder 61, the slider 71, and the coil spring 72 incorporated in the housing 5, the dome-shaped operation portion 63 in which the support shaft 62 is supported by the holder 61, and an arbitrary And a displacement amount detector for detecting the amount of inclination. The displacement amount detector is a permanent magnet 81 embedded in the center of the holder 61 and a magnetoelectric device mounted on the printed circuit board 80. The housing 5 includes a bearing recess 54 and a guide wall 52, and the holder 61 includes a hemispherical protrusion 64 that can be fitted into the bearing recess 54, and a pressing rib 65. The slider 71 has a cylindrical body 73 slidable along the guide wall 52 and a pressing portion 75 capable of coming into contact with the pressing rib 65 of the holder 61. The slider 71 includes the housing 5 and the slider 71. The dome-shaped operation unit 6 is energized by a coil spring 72 sandwiched between 71 and 71. When the holder 61 is tilted through 3, the displacement detector detects the tilt direction of the holder 61, and when the dome-shaped operation unit 63 is released, the holder 61 is restored by the action of the coil spring 72. Achieved.
ホルダを介してハウジングにより支承されたドーム状操作部は従来の操作桿に比べ小型化および軽量化が可能であり、ポインティングデバイスおよび端末装置が小型化、軽量化され非力の幼児にも端末装置を容易に操作することができる。 The dome-shaped operation unit supported by the housing via the holder can be smaller and lighter than conventional operating rods, and the pointing device and terminal device are smaller and lighter, so that the terminal device can be used even for infants who are weak. Easy to operate.
また、ホルダが軸芯から離れた位置に当接させたスライダを介してコイルばねによってハウジングに押し付けられ、端末装置の支持角度の変化に伴って軸芯の傾斜が変わったり端末装置に印加された衝撃により軸芯が振動することはない。 In addition, the holder is pressed against the housing by a coil spring through a slider that is in contact with a position away from the shaft core, and the tilt of the shaft core changes or is applied to the terminal device as the support angle of the terminal device changes. The shaft core does not vibrate due to the impact.
更に、ホルダをハウジングに押し付けるスライダはコイルばねによって付勢されて案内壁部に沿って直線的に摺動し、ホルダが正立している場合はコイルばねの初期圧が半球状突起部から等しい距離にある周縁部に対し一様に印加される。 Furthermore, the slider that presses the holder against the housing is urged by the coil spring and slides linearly along the guide wall. When the holder is upright, the initial pressure of the coil spring is equal from the hemispherical protrusion. It is applied uniformly to the peripheral edge at a distance.
ホルダが任意の方向に傾斜すると傾斜が僅かであってもスライダを介して周縁部に印加されている力が不平衡になり、ドーム状操作部から手を放すと周縁部に印加されている力が平衡する方向にホルダ軸芯が移動するため確実に復帰する。 When the holder is tilted in any direction, even if the tilt is slight, the force applied to the peripheral portion through the slider becomes unbalanced, and when the hand is released from the dome-shaped operation portion, the force applied to the peripheral portion Since the holder core moves in the direction in which the two are balanced, the holder shaft reliably returns.
即ち、ポインタまたはカーソルの復帰精度が高く、振動や支持角度変化等による誤動作が少ないポインティングデバイスを実現することができる。 That is, it is possible to realize a pointing device that has a high return accuracy of the pointer or cursor and that is less likely to malfunction due to vibrations or changes in the support angle.
上述の如く本発明によれば、ポインタまたはカーソルの復帰精度が高く振動等による誤動作が少ないポインティングデバイスを提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a pointing device that has a high return accuracy of a pointer or cursor and is less likely to malfunction due to vibration or the like.
以下添付図により本発明の実施例について説明する。なお、図2はホルダの正立状態を示す側断面図、図3はホルダの傾斜状態を示す側断面図、図4は本発明の他の実施例を示す分割斜視図、図5は他の実施例における上昇時を示す側断面図、図6は他の実施例における下降時を示す側断面図、図7は本発明の更に別の実施例を示す側断面図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. 2 is a side sectional view showing the holder in an upright state, FIG. 3 is a side sectional view showing the tilted state of the holder, FIG. 4 is a divided perspective view showing another embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 6 is a side sectional view showing a lowered state in another embodiment, and FIG. 7 is a side sectional view showing still another embodiment of the present invention.
本発明のポインティングデバイスは図1に示す如くハウジング5と操作機構6と加圧機構7と座標検出部8とを有し、操作機構6はハウジング5内に装着されたホルダ61と支持軸62がホルダ61により支承されたドーム状操作部63からなる。 As shown in FIG. 1, the pointing device of the present invention includes a housing 5, an operation mechanism 6, a pressure mechanism 7, and a coordinate detection unit 8, and the operation mechanism 6 includes a holder 61 and a support shaft 62 mounted in the housing 5. It consists of a dome-shaped operation part 63 supported by a holder 61.
また、加圧機構7はハウジング5の内部に組み込まれホルダ61を正立させるスライダ71と円錐コイルばね72からなり、座標検出部8はホルダ61の中央に埋設されてなる永久磁石81とハウジング5の下に配設された磁電変換素子82からなる。 The pressurizing mechanism 7 includes a slider 71 and a conical coil spring 72 which are incorporated inside the housing 5 to erect the holder 61, and the coordinate detection unit 8 is a permanent magnet 81 embedded in the center of the holder 61 and the housing 5. The magnetoelectric conversion element 82 is disposed under the magnetic field.
ハウジング5は、ベース51上面に同心円状に突出させた案内壁部52および第1のばね座53と、案内壁部52の中央に配設された半球状の軸受凹部54とを有し、ベース51下面にはプリント基板80に係止される複数の支持爪55が設けられている。 The housing 5 includes a guide wall 52 and a first spring seat 53 that are concentrically projected on the upper surface of the base 51, and a hemispherical bearing recess 54 disposed in the center of the guide wall 52. A plurality of support claws 55 that are locked to the printed circuit board 80 are provided on the lower surface of 51.
任意の方向に傾斜可能なよう円錐形の下面を有する独楽状のホルダ61は下面中央に半球状突起部64が形成されており、案内壁部52により囲まれた空間に装着すると半球状突起部64の先端が軸受凹部54に嵌挿されて操作機構6が支承される。 A top-like holder 61 having a conical lower surface that can be tilted in an arbitrary direction has a hemispherical protrusion 64 formed at the center of the lower surface, and when installed in a space surrounded by the guide wall 52, the hemispherical protrusion The operating mechanism 6 is supported by inserting the tip of 64 into the bearing recess 54.
また、ホルダ61は上面に外周に沿って形成された円環状の押下リブ65と押下リブ65中央に形成された取付孔66を有し、ドーム状操作部63は中心から内側に延伸する支持軸62と外側中央に形成された指掛用の凸部または凹部67を具えている。 The holder 61 has an annular pressing rib 65 formed on the upper surface along the outer periphery and a mounting hole 66 formed in the center of the pressing rib 65, and the dome-shaped operating portion 63 is a support shaft extending inward from the center. 62 and a finger-hanging convex portion or concave portion 67 formed at the outer center.
ドーム状操作部63の中心から内側に延伸された支持軸62の先端を取付孔66に嵌挿することにより操作機構6が完成し、ドーム状操作部63の外側中央の凸部または凹部67に指を掛けて移動させることで任意の方向に傾斜させることができる。 By inserting the tip of the support shaft 62 extending inward from the center of the dome-shaped operation portion 63 into the mounting hole 66, the operation mechanism 6 is completed, and the dome-shaped operation portion 63 has a convex or concave portion 67 at the outer center. It can be tilted in any direction by moving it with a finger.
加圧することによってホルダ61を正立させる加圧機構7はスライダ71がハウジング5の案内壁部52に嵌挿されており、ホルダ61にスライダ71を押し付けて正立させる円錐コイルばね72がハウジング5とスライダ71との間に挟装されている。 In the pressurizing mechanism 7 that erects the holder 61 by pressurizing, the slider 71 is fitted into the guide wall portion 52 of the housing 5, and the conical coil spring 72 that presses the slider 71 against the holder 61 and erects the housing 61. And the slider 71.
即ち、スライダ71はハウジング5の案内壁部52に沿って上下方向に摺動可能な筒状体73を具えており、筒状体73は外側下端に第2のばね座74が設けられ、内側上端にホルダ61上面に形成された押下リブ65と当接する押下部75を具えている。 That is, the slider 71 includes a cylindrical body 73 that can slide in the vertical direction along the guide wall portion 52 of the housing 5, and the cylindrical body 73 is provided with a second spring seat 74 at the outer lower end, At the upper end, a pressing portion 75 that abuts on the pressing rib 65 formed on the upper surface of the holder 61 is provided.
円錐コイルばね72は組立を容易にするために小径側を第2のばね座74に、大径側を第1のばね座53に当接させており、半球状突起部64から等距離にある押下リブ65に対して円錐コイルばね72の初期圧を一様に印加しホルダ61を正立させる。 The conical coil spring 72 abuts the small diameter side against the second spring seat 74 and the large diameter side against the first spring seat 53 for easy assembly, and is equidistant from the hemispherical protrusion 64. The initial pressure of the conical coil spring 72 is uniformly applied to the pressing rib 65 to erect the holder 61.
座標検出部8の永久磁石81はホルダ61に設けられたドーム状操作部63を嵌挿する取付孔66の内部に埋設されており、永久磁石81の磁気検知用の例えばホール素子等の磁電変換素子82がハウジング5の下のプリント基板80に実装されている。 The permanent magnet 81 of the coordinate detection unit 8 is embedded in a mounting hole 66 into which a dome-shaped operation unit 63 provided in the holder 61 is inserted, and magnetoelectric conversion such as a Hall element for detecting the magnetic force of the permanent magnet 81 is provided. An element 82 is mounted on a printed circuit board 80 under the housing 5.
磁電変換素子82はそれぞれ直交する座標軸、即ち半球状の軸受凹部54の直下を原点としてX軸とY軸の上に配設され、ホルダ61が傾斜すると永久磁石81の磁気の変化によってホルダ61が傾斜した方向と傾斜の深さを検知することができる。 The magnetoelectric transducers 82 are arranged on the X axis and the Y axis with the orthogonal coordinate axes, i.e., directly below the hemispherical bearing recess 54 as the origin, and when the holder 61 is tilted, the holder 61 is moved by the magnetic change of the permanent magnet 81. The direction of inclination and the depth of inclination can be detected.
図2に示す如く円錐コイルばね72により付勢され案内壁部52に沿って摺動したスライダ71はホルダ61に押しつけられ、円錐コイルばね72の初期圧が半球状突起部64から等距離にある押下リブ65に対し一様に印加されホルダ61を正立させる。 As shown in FIG. 2, the slider 71 urged by the conical coil spring 72 and slid along the guide wall 52 is pressed against the holder 61 so that the initial pressure of the conical coil spring 72 is equidistant from the hemispherical protrusion 64. The holder 61 is erected by being uniformly applied to the pressing rib 65.
図3に示す如くホルダ61が傾斜するとスライダ71を介してホルダ61の押下リブ65に印加されている力が不平衡になり、ドーム状操作部63から手を放すと押下リブ65に印加されている力が平衡する方向にホルダ61が移動して確実に復帰する。 As shown in FIG. 3, when the holder 61 is tilted, the force applied to the pressing rib 65 of the holder 61 via the slider 71 becomes unbalanced, and when the hand is released from the dome-shaped operating portion 63, the force is applied to the pressing rib 65. The holder 61 moves in a direction in which the applied force is balanced and reliably returns.
上記実施例は出力データがアナログ信号として処理されるアプリケーションに適したポインティングデバイスであるが、高速で動作するゲーム等においてポインティングデバイスの出力データがデジタル信号として処理される場合がある。 Although the above embodiment is a pointing device suitable for an application in which output data is processed as an analog signal, the output data of the pointing device may be processed as a digital signal in a game or the like that operates at high speed.
このように出力データがデジタル信号として処理されるポインティングデバイスは操作部の移動方向のみが有効であり、移動量は無視されるためデータを出力するための移動距離が短くて手を放したとき迅速に復元することが要求される。 In this way, the pointing device that processes output data as a digital signal is effective only in the direction of movement of the operation unit, and the amount of movement is ignored. Therefore, the moving distance for outputting data is short, and it is quick when released. Is required to be restored.
本発明の他の実施例は図4に示す如くレバーを操作することにより両方の用途に対応できるポインティングデバイスで、前記実施例のプリント基板80が下面に昇降機構9と昇降機構9に搭載されたスイッチユニット10とが装着されている。 Another embodiment of the present invention is a pointing device that can be used for both applications by operating a lever as shown in FIG. 4. The printed circuit board 80 of the above embodiment is mounted on the lowering mechanism 9 and the lifting mechanism 9 on the lower surface. A switch unit 10 is attached.
昇降機構9はプリント基板80に装着されたステータ部91とステータ部91により回動自在に支持されたロータ部92を有し、ステータ部91はプリント基板80に固定される取付部93と取付部93を囲み円形に配列された複数の固定カム94を有する。 The elevating mechanism 9 has a stator part 91 mounted on a printed circuit board 80 and a rotor part 92 rotatably supported by the stator part 91. The stator part 91 has an attachment part 93 and an attachment part fixed to the printed circuit board 80. A plurality of fixed cams 94 are arranged around the 93 and arranged in a circular shape.
また、取付部93に嵌挿され回動自在に保持されるロータ部92は貫通孔95と側面から突出させた回動レバー96とを具え、上面にスイッチユニット10を支持する支持溝97が形成され下面に円周方向に配列された複数の移動カム98を具えている。 Further, the rotor portion 92 that is inserted into the attachment portion 93 and is rotatably held includes a through hole 95 and a rotation lever 96 that protrudes from the side surface, and a support groove 97 that supports the switch unit 10 is formed on the upper surface. A plurality of moving cams 98 arranged in the circumferential direction are provided on the lower surface.
取付部93に嵌挿されたロータ部92はプリント基板80との間に介在するスプリング99によりステータ部91に押し付けられ、回動レバー96を一方に回動させるとロータ部92が上昇し回動レバー96を反対側に回動させるとロータ部92が下降する。 The rotor portion 92 inserted into the attachment portion 93 is pressed against the stator portion 91 by a spring 99 interposed between the printed circuit board 80 and the rotor portion 92 is raised and rotated when the rotation lever 96 is rotated in one direction. When the lever 96 is rotated in the opposite direction, the rotor portion 92 is lowered.
一方、スイッチユニット10は支持溝97に装着されるリング状の基板101と少なくとも4個のスイッチ素子102を有し、スイッチ素子102は例えばゴムからなるアクチュエータ103とアクチュエータ103に固着された短絡電極104を有する。 On the other hand, the switch unit 10 includes a ring-shaped substrate 101 mounted in the support groove 97 and at least four switch elements 102. The switch element 102 includes, for example, an actuator 103 made of rubber and a short-circuit electrode 104 fixed to the actuator 103. Have
座標軸に対応させて基板101に搭載されたスイッチ素子102のアクチュエータ103にはそれぞれポール105が装着され、基板101は例えばアクチュエータ103の中に固着された短絡電極104と対抗する位置に1対の電極106を具えている。 A pole 105 is attached to each actuator 103 of the switch element 102 mounted on the substrate 101 in correspondence with the coordinate axis, and the substrate 101 has a pair of electrodes at positions facing the short-circuit electrode 104 fixed in the actuator 103, for example. It has 106.
図5および図6に示す如くハウジング5とプリント基板80にはポール105と対応する位置に貫通孔56、83が形成され、図5に示す如くロータ部92が上昇すると貫通孔56、83を貫通したポール105の先端がドーム状操作部63の縁に当接する。 As shown in FIGS. 5 and 6, through holes 56 and 83 are formed in the housing 5 and the printed circuit board 80 at positions corresponding to the poles 105. As shown in FIG. The tip of the pole 105 thus brought into contact with the edge of the dome-shaped operation unit 63.
ドーム状操作部63を操作するとポール105を介してゴムからなるドーム状のアクチュエータ103が押下されて変形し、オペレータにクリックアクションをフィードバックすると同時に1対の電極106間が短絡電極104によって短絡される。 When the dome-shaped operation unit 63 is operated, the dome-shaped actuator 103 made of rubber is pressed and deformed via the pole 105, and a click action is fed back to the operator, and at the same time, the pair of electrodes 106 are short-circuited by the short-circuit electrode 104. .
また、図6に示す如くロータ部92を下降させると突出していたポール105の先端はハウジング5の上面より下に沈降し、ドーム状操作部63をハウジング5上面に当接する位置まで傾斜させてもアクチュエータ103が押下されることはない。 Further, as shown in FIG. 6, when the rotor portion 92 is lowered, the protruding tip of the pole 105 sinks below the upper surface of the housing 5, and the dome-shaped operation portion 63 is inclined to a position where it abuts on the upper surface of the housing 5. The actuator 103 is not pressed.
本発明の更に別の実施例も図7に示す如くレバーを操作することで両方の用途に対応できるポインティングデバイスで、前記実施例のプリント基板80が下面に昇降機構90と昇降機構90に搭載されたスイッチユニット10とが装着されている。 Still another embodiment of the present invention is a pointing device which can be used for both applications by operating a lever as shown in FIG. 7, and the printed board 80 of the above embodiment is mounted on the lower and upper mechanisms 90 and 90 on the lower surface. A switch unit 10 is mounted.
昇降機構90は取付部111を介してプリント基板80の下面に装着されたロータ部112とステータ部113とを具えており、ステータ部113は取付部111に嵌挿され取付部111の下端に回動自在に装着されたロータ部112により支承されている。 The elevating mechanism 90 includes a rotor portion 112 and a stator portion 113 that are attached to the lower surface of the printed circuit board 80 via an attachment portion 111. The stator portion 113 is inserted into the attachment portion 111 and rotated to the lower end of the attachment portion 111. It is supported by a rotor portion 112 that is movably mounted.
中央に形成されたボス114が取付部111の下端に嵌挿され例えばねじ等により回動自在に装着されたロータ部112は、側面から突出させたL字状の回動レバー115とボス114を取り囲んで円周上に配列された複数の移動カム116を有する。 A boss 114 formed in the center is fitted into the lower end of the mounting portion 111 and is rotatably mounted, for example, by a screw or the like. The rotor portion 112 includes an L-shaped rotation lever 115 and a boss 114 protruding from the side surface. A plurality of moving cams 116 are arranged so as to surround and be arranged on the circumference.
また、ステータ部113は取付部111と溝117に嵌挿され上下に摺動自在に保持される貫通孔118と突起119とを有し、上面に設けられスイッチユニット10を支持する支持溝120と下面の円周方向に配列された複数の固定カム121を有する。 The stator portion 113 has a through-hole 118 and a protrusion 119 that are fitted in the mounting portion 111 and the groove 117 and are slidably held up and down, and a support groove 120 that is provided on the upper surface and supports the switch unit 10. A plurality of fixed cams 121 are arranged in the circumferential direction of the lower surface.
取付部111に嵌挿されたステータ部113はプリント基板80との間のスプリング99によってロータ部112に押し付けられ、回動レバー115を一方に回動させるとステータ部113が上昇し反対方向に回動させるとステータ部113が下降する。 The stator portion 113 inserted into the attachment portion 111 is pressed against the rotor portion 112 by a spring 99 between the printed circuit board 80 and when the turning lever 115 is turned in one direction, the stator portion 113 is raised and rotated in the opposite direction. When it is moved, the stator portion 113 is lowered.
取付部93に嵌挿されたロータ部92はプリント基板80との間に介在するスプリング99によりステータ部91に押し付けられ、回動レバー96を一方に回動させるとロータ部92が上昇し回動レバー96を反対側に回動させるとロータ部92が下降する。 The rotor portion 92 inserted into the attachment portion 93 is pressed against the stator portion 91 by a spring 99 interposed between the printed circuit board 80 and the rotor portion 92 is raised and rotated when the rotation lever 96 is rotated in one direction. When the lever 96 is rotated in the opposite direction, the rotor portion 92 is lowered.
前記昇降機構9はロータ部92を回動させるとポール105が円周方向に移動し貫通孔56、83をガイドに利用できないが、昇降機構90ではロータ部112を回動させてもポール105が移動することがなく貫通孔56、83をガイドとして利用できる。 In the lifting mechanism 9, when the rotor portion 92 is rotated, the pole 105 moves in the circumferential direction and the through holes 56 and 83 cannot be used as a guide. However, in the lifting mechanism 90, the pole 105 does not move even when the rotor portion 112 is rotated. The through holes 56 and 83 can be used as a guide without moving.
その結果、ドーム状操作部63を操作するとポール105が確実にゴムからなるドーム状のアクチュエータ103を押下し、かつドーム状のアクチュエータ103によって発生したクリックアクションが確実にオペレータにフィードバックされる。 As a result, when the dome-shaped operation unit 63 is operated, the pole 105 surely presses the dome-shaped actuator 103 made of rubber, and the click action generated by the dome-shaped actuator 103 is reliably fed back to the operator.
このようにホルダを介してハウジングに支承されたドーム状操作部は従来の操作桿に比べて小型化と軽量化が可能で、ポインティングデバイスおよび端末装置が小型化、軽量化され非力の幼児にも端末装置を容易に操作することができる。 In this way, the dome-shaped operation unit supported on the housing via the holder can be made smaller and lighter than conventional operation rods, and the pointing device and the terminal device can be made smaller and lighter. The terminal device can be easily operated.
また、ホルダが軸芯から離れた位置に当接させたスライダを介してコイルばねによってハウジングに押し付けられ、端末装置の支持角度の変化に伴って軸芯の傾斜が変わったり端末装置に印加された衝撃により軸芯が振動することはない。 In addition, the holder is pressed against the housing by a coil spring through a slider that is in contact with a position away from the shaft core, and the tilt of the shaft core changes or is applied to the terminal device as the support angle of the terminal device changes. The shaft core does not vibrate due to the impact.
更に、ホルダをハウジングに押し付けるスライダはコイルばねによって付勢されて案内壁部に沿って直線的に摺動し、ホルダが正立している場合はコイルばねの初期圧が半球状突起部から等しい距離にある周縁部に対し一様に印加される。 Furthermore, the slider that presses the holder against the housing is urged by the coil spring and slides linearly along the guide wall. When the holder is upright, the initial pressure of the coil spring is equal from the hemispherical protrusion. It is applied uniformly to the peripheral edge at a distance.
ホルダが任意の方向に傾斜すると傾斜が僅かであってもスライダを介して周縁部に印加されている力が不平衡になり、ドーム状操作部から手を放すと周縁部に印加されている力が平衡する方向にホルダ軸芯が移動するため確実に復帰する。 When the holder is tilted in any direction, even if the tilt is slight, the force applied to the peripheral portion through the slider becomes unbalanced, and when the hand is released from the dome-shaped operation portion, the force applied to the peripheral portion Since the holder core moves in the direction in which the two are balanced, the holder shaft reliably returns.
即ち、ポインタまたはカーソルの復帰精度が高く、振動や支持角度変化等による誤動作が少ないポインティングデバイスを実現することができる。 That is, it is possible to realize a pointing device that has a high return accuracy of the pointer or cursor and that is less likely to malfunction due to vibrations or changes in the support angle.
5 ハウジング 6 操作機構
7 加圧機構 8 座標検出部
9、90 昇降機構 10 スイッチユニット
51 ベース 52 案内壁部
53 第1のばね座 54 軸受凹部
55 支持爪 56 貫通孔
61 ホルダ 62 支持軸
63 ドーム状操作部 64 半球状突起部
65 押下リブ 66 取付孔
67 凹部 71 スライダ
72 円錐コイルばね 73 筒状体
74 第2のばね座 75 押下部
80 プリント基板 81 永久磁石
82 磁電変換素子 83 貫通孔
91 ステータ部 92 ロータ部
93 取付部 94 固定カム
95 貫通孔 96 回動レバー
97 支持溝 98 移動カム
99 スプリング 101 基板
102 スイッチ素子 103 アクチュエータ
104 短絡電極 105 ポール
106 電極 111 取付部
112 ロータ部 113 ステータ部
114 ボス 115 回動レバー
116 移動カム 117 溝
118 貫通孔 119 突起
120 支持溝 121 固定カム
5 Housing 6 Operating mechanism 7 Pressurizing mechanism 8 Coordinate detection unit 9, 90 Elevating mechanism 10 Switch unit
51 Base 52 Guide wall
53 First spring seat 54 Bearing recess
55 Supporting claw 56 Through hole
61 Holder 62 Support shaft
63 Domed control section 64 Hemispherical protrusion
65 Pressing rib 66 Mounting hole
67 Concave portion 71 Slider
72 Conical coil spring 73 Tubular body
74 Second spring seat 75 Press part
80 Printed circuit board 81 Permanent magnet
82 Magnetoelectric transducer 83 Through hole
91 Stator section 92 Rotor section
93 Mounting part 94 Fixed cam
95 Through hole 96 Rotating lever
97 Support groove 98 Moving cam
99 Spring 101 Board
102 Switch element 103 Actuator
104 Short-circuit electrode 105 pole
106 Electrode 111 Mounting area
112 Rotor 113 Stator
114 Boss 115 Rotating lever
116 Moving cam 117 Groove
118 Through hole 119 Protrusion
120 Support groove 121 Fixed cam
Claims (4)
該ハウジングは、軸受凹部と、案内壁部とを有し、該ホルダは、該軸受凹部に嵌合可能な半球状突起部と、円環状の押下リブとを有し、該スライダは、前記案内壁部に沿って摺動可能な筒状体と、該ホルダの押下リブに当接可能な押下部とを有し、
該スライダが、該ハウジングと該スライダとの間に挟装された該コイルばねによって付勢され、該ドーム状操作部を介し該ホルダを傾斜させると、該変移量検出器によってホルダの傾斜方向が検出され、該ドーム状操作部を放すと、該ホルダが該コイルばねの作用で復元することを特徴とするポインティングデバイス。 A housing that can be mounted on a printed circuit board, a holder, a slider, and a coil spring incorporated in the housing, a dome-shaped operation unit whose support shaft is supported by the holder, and an inclination direction of the holder that is inclined in an arbitrary direction And a displacement detector for detecting the amount of inclination,
The housing has a bearing recess and a guide wall, the holder has a hemispherical protrusion that can be fitted into the bearing recess, and an annular pressing rib, and the slider A cylindrical body that is slidable along the wall, and a pressing portion that can come into contact with the pressing rib of the holder;
When the slider is biased by the coil spring sandwiched between the housing and the slider and the holder is tilted via the dome-shaped operation portion, the tilt amount of the holder is changed by the displacement detector. A pointing device, wherein the holder is restored by the action of the coil spring when the dome-shaped operation unit is detected and released.
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