JPH01152528A - 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
どをコンピュータにオンラインで入力する場合などに使
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を移動する物体に付
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
報を得て、その位置情報をコードなどを通してコンピュ
ータなどに入力する装置として第９図、第１０図に例示
するものが考えられている。これを説明すると第９図は
従来の位置情報入力装置の一部切断平面図、第１０図は
その一部切断側面図である。それらの図面において、１
は杷持可能なハウジングであり、上下に分割されて構成
されている。その内部には鉄製の球体２が転動可能に納
められており、刀・つその球体２の下部はハウジング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
けられた複数個のボール５によって載置平面４上で移動
自在に支承される。前記球体２は−・ウジング１に対し
て直角に２個の回転軸ｅａ、ｅｂと、回転軸６ｍ＋６ｂ
間の等角度位置に取り付けられた弾性付勢体７により水
平方向の位置が規制され、また、ノ〜ウジング１に固定
された、ケース８内に納められることにより、上下方向
の位置が規制されている。

＋ｉｆ前記回転ローラ６ａ、６ｂの先端に移動量検出の
だめの光エンコーダーで作られた位置情報検出部９　ａ
　＋　　９　ｂが取り付けられており、前記位置情報検
出部９１Ｌ、　　９ｂより上部へ入出力用端子１ｏが複
数個突出している。上部へ突出した入出力用端子１Ｑは
、ハウジング１に平行に設けられた、プリント基板１１
に、半田により接続されている。

ＭｆＪ記プリプリント基板１１Ｏａ記位置情報検出部９
１Ｌ。

９ｂにより検出した位置情報をその検出値に応じた信号
に変換するだめの回路が設けられており、コード１２を
通してコンピュータの入力部に接続されている。

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を杷持して、載置
平面４上で動かすと、そのハウジング１の移動にともな
って球体２も載置平面４上に転動する。するとその球体
２の外周に接している回転軸６１　６ｂも回転する。こ
の場合球体２はハウジング１の移動方向と同方向に向か
って転動するとともに、ハウジング１の移動量に応じた
量だけ回転する。さらに前記回転軸６ａ、６ｂに設けら
れた位置情報検出部９ａ＋　　９ｂにより回転軸８ａ。

６ｂの回転角を検出し、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、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を検出
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 このような従来の溝底では次の点に問題があった。

すでに説明した中で、回転軸６ａ＋　　６ｂの先端に設
けられた位置情報検出部９１．９ｂの入出力端子１０は
プリント基板１１に直接半田により固定されている。

このことにより、製造工程においては半田付する際、入
出力端子１ｏは位置情報検出部９　ｆＬ　、　９ｂより
それぞれ８本程度ずつ突出しているため、プリント基板
１１の挿入穴へ挿入するのが非常に困難である。同じく
製造工程において、何らかの不具合により製品を分解す
る必要が生じた場合や、製品としてエンドユーザーで使
用中、載置平面４上の汚れやゴミ等が球体２を介して回
転軸６λ。

６ｂなどに耐着して動作が不具合となり分解清掃が必要
になった場合、プリント基板１７と入出力端子１０を半
田を溶かして分割する必要があり、複数個の入出力端子
１ｏの半田付部を分割することは非常に困難であるとと
もに、プリント基板１１の半田付部の破損や、入出力端
子１０の破損の原因となり極めて、作業性や、部品歩留
りを悪くし、コスト高となり、又、メンテナンス対応を
困難なものとするものであった。

本発明はこのような従来の問題点を解決するもので位置
情報検出部の入出力端子とプリント基板との接続部を着
脱可能にすることにより安価で、品質の安定した位置情
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 この問題点を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ノ１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ノ・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
ウジングの移動方向や移動量を検出する位置情報検出部
、その検出１直に応じて信号を変換する位置情報変換手
段を具備し、かつ、前記位置情報検出部と前記位置情報
変換手段とを１つのフレキシブルな配線板により着脱可
能に接続する構成としたものである。

作用 本発明は前記の構成のように、位置情報検出部と位置情
報変換手段とを１つのフレキシブルなパターンにより着
脱可能に接続したことにより、製品組立や分解を容易に
す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３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図は同要部切断側
面図、第３図は同斜視図である。

それらの図面において、１３は位置情報入力装置、１４
は前記・位置情報入力装置１３を移動自在に載置可能に
した平板上の操作板である。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１３
は把持可能なハウジング１５とそのハウジング１５の一
構成要素ともなる底板１５＆を設けており、前記底板１
５ｆＬを含むハウジング１５と前記操作板１４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１５１Ｌ
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１６ａ、１６ｂ。

１６０．１６ｄと、下部が前記底板１５１Ｌに設けらｎ
た円穴１７から下方へ突出して前記操作板１４の面上に
接するように前記ハウジング１５内に固定されたケース
１８内に転動可能に配設された球体１９と、前記球体１
９に接するように設けられたハウジング１５の外形形状
と平行及び垂直に設けられた２個の回転軸２０＆、２０
ｂと、前記球体１９と前記回転軸２０ａ、２０ｂを常に
接した状態に保持するだめの、前記球体１９と前記回転
軸２０ｔＬ、２０ｂとの接点から等角度の位置に、バネ
等で圧接された弾性付勢体２１が設けられている。ここ
で前記球体１９は金属ボールや金属ボールにシリコンゴ
ム、ウレタンゴム等ヲオーバーコートしたものが考えら
れる。

さらに前記回転軸２０２Ｌ、２０ｂの他端には、前記球
体１９の回転量を検出する位置情報検出部２２ｉＬ、２
２ｂが設けられている。この位置情報検出部２２ａ、２
２ｂ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２３が複数個、上部へ出ており、前記入出力端
子２３はフレキシブルに構成された、配線板２４ａ、２
４ｂと半田により結合されている。さらに前記配線板２
４ａ。

２４ｂは前記位置情報検出部２２＆、２２ｂ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２５
上に配置されたコネクタ２６ａ。

２６ｂに、着脱可能に接続されている。前記プリント基
板２５には入出力用コード２７が接続されている。

ここで第４図〜第７図を参照に前記位置情報検出部２２
＆、２２ｂについて詳しく説明すると、第４図は前記位
置情報検出部２２２Ｌ、２２ｂの構成例を示した図であ
る。同図において、前記回転軸２０２Ｌ、２０ｂに取付
けられて、前記回転軸２０Ｊ　　２Ｑｂと一体的に回転
する回転板２８は光を透過させない材質で形成されてお
シその回転板２８には円周上に等間隔に多数のス！Ｊ７
）２９が設けら扛ている。一方前記回転板２８のスリッ
ト位置に対応して、回転板２８をはさむようにして、発
光器３０と受光器３１が設けられている。

発光器３０は第６図の回路図に示すように、常時一定の
光量で発光するように電源３２から一定の電圧が加えら
れている。

また受光器３１は受ける光量によって端子２３に得られ
る出力電圧が変化するようになっている。

したがって、受光器３１と発光器３ｏの間の回転板２８
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３１の出力電圧もそれに従って変化
する。以上のことにより、回転板２８が回転軸２０＆、
２０ｂとともに回転すると、端子２３に現われる出力電
圧は第６間色に示すように変化する。

また位置情報検出部２２ａ、２２ｂには、回転板２８を
はさんで、もう−組の発光器３３と受光器３４が第４図
に示すように設けられている。この発光器３３と受光器
３４の配置位置は、前記受光器３１の出力電圧が第６間
色のようになるのに対して、受光器３４の出力電圧は第
６図すのように前記受光器３１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２８が第
４図に示す矢印Ｂ方向に回転すると、受光器３４の出力
電圧は、受光器３１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３１．３４の出力電圧は前記フレキシブルな
配線板２４＆、２４ｂによってそれぞれ第７図に示すよ
うに増幅器３５．３６により増幅された後、波形整形器
３７．３８を通して矩形波に波形整形される。その後位
相比較器３９にょって、２つの信号の位相を比較するこ
とにより回転板２８の回転方向を検出するとともに、ど
ちらかが一方の信号の波の数を演算器４０によって加算
することにより、回転板２８の回転角を検出することが
できる。なお演算器４０によって検出された信号はコン
ピュータ本体に供給されて処理される。

以上の１４成により回転軸２０＆、２０ｂの回転方向お
よび回転角を検出することができる。

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１３を操作板１４上に載置
して操作移動するとハウジング１５の移動にともなって
球体１９も操作板１４上を転動する。するとその球体１
９の外周に接している回転軸２Ｃ）ａ・　２０ｂも回転
する。この場合球体１９はハウジング１６の移動方向と
同方向に向って転動するとともに、ハウジング１５の移
動量に応じた量たけ回転する。さらに前記回転軸２０ａ
。

２０ｂに設けられた位置情報検出部２２ａ、２２ｂによ
り回転軸２０ａ＋　　２ｏｂの回転角を検出し、フレキ
シブルな配線板２４２Ｌ、２４ｂを介しプリント基板２
５上に設けられた回路により検出値に応じて信号を変換
させハウジング１６の移動方向ならびに移動量に応じた
位置情報を検出するものである。ここで前記位置情報検
出部２２＆、２２ｂと、前記プリント基板２６との接続
をフレキシブルな配線板２４＆、２４ｂにて着脱可能に
して構成しているため、組立分解が容易になっている。

又、第８図に他の実施例を示す。同図において位置情報
検出部２２＆、２２ｂには側面方向に端子２３が出る形
の受光器３１．３４、発光器３０゜３３が配置されてい
る。近来、受発光器３０，３１゜３３．３４の小形化が
進んでおり、又位置情報入力装置１３も小形のものを開
発しようとするだめ、小形化された前記受発光器３０１
　３１．３３．３４を使用することになる。この時、本
発明のフレキシブルな配線板２４１　２４ｂによれば、
同図に示すように前記パターン２４＆、２４ｂの、先端
部分を略逆Ｕ字状に曲げて前記受光器３１．３４前記発
光器３０．３３から突出している端子２３と半田等によ
り固定するものである。この例で判るようにフレキシブ
ルな配線板２４ａ、２４ｂを使うことにより、前記位置
情報検出部２２２Ｌ、２２ｂの市Ｉ記受光器３１．　３
４、発光器３０．３３ａの配置位置等に大きな自由度を
もたせることができるようになる。

発明の効果 以上の説明から明らかなように本発明は、位置情報入力
装置の位置情報検出部と、その検出値に応じて信号を変
換する回路を備えだプリント基板を、フレキシブルな配
線板により着脱可能に接続したことにより、従来例と比
較して明らかなように、製造工程の簡略化がはか扛ると
共に、製造工程における分解及び、エンドユーザー等で
の不具合によるメンテナンス対応等も、他部品を損傷す
ることなく容易にできるものである。又、フレキシブル
な配線板により接続していることにより、位置情報検出
部の設計に自由度をもたせることができるものであり、
品質へ安定しん低価格で、すぐれた位置情報入力装着を
提供することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の位置情報入力装置の要部切
断平面図、第２図は同要部切断側面図、第３図は同斜視
図、第４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６図ａ、　　ｂは同出力波
形図、第７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８図は本発明の位置情報検出部の池の
実施例を示す斜視図、第９図は従来例を示す要部切断平
面図、第１０図は同切断側面図である。 １３・・・・・・位置情報入力装置、１４・・・・・・
操作板、１５・・・・・・ハウジング、１６＋Ｌ・・団
・底板、１６＆〜ｄ・・・・・・ボーノペ　１７・・・
・・・円穴、１８・用・・ケース、１９・・・・・・球
体、２０・・・・・・回転軸、２１・・・・・・弾性付
勢体、２２＆、２２ｂ・・・・・・位置情報検出部、２
３・・・・・・入出力端子、２４１Ｌ、２４ｂ・旧・・
フレキシブルな配線板、２６・・・・・・プリント基板
、２６　ｉＬ　、２６ｂ・・・・・・コネクタ、２７・
・・・・・コード、２８・・・・・・回転板、２９・・
・・・・スリット、３０．３３・旧・・発光器、３１〜
３４・・・・・・受光器。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名１８
゛”ケース　　　２乙−コネクター１９−　　球　体　
　　２７−　　コート第　１　図 ］　２　口 富３図 Ｊ 第５図 −６図 ４７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方向や移動量を検出する
   位置情報検出部と、その検出値に応じて信号を変換する
   位置情報変換手段を具備し、かつ、前記位置情報検出部
   と前記位置情報変換手段とを、１つのフレキシブルな配
   線板により着脱可能に接続してなる位置情報入力装置。