JPH06215664A

JPH06215664A - 接触制御装置及びキーボード

Info

Publication number: JPH06215664A
Application number: JP5291870A
Authority: JP
Inventors: Remy Polaert; ポレルレミー; Francois Maniguet; マニゲフランソワ
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV; Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1992-11-25
Filing date: 1993-11-22
Publication date: 1994-08-05
Also published as: EP0599411A1; US5510784A

Abstract

(57)【要約】【目的】安価にできる接触制御装置を提供する。【構成】板材(10)の少なくとも１つの部分(14)が部分
的に切り離され、その可動部分(14)が少なくとも１つの
残りの接続部分(15)の周りに傾斜し得るように構成され
ている。可動部分(14)に加えられた力(F) の強さを歪み
ゲージ(17)によって測定する。テレビジョンその他の種
々の機器の制御、遠隔制御、キーボード等に利用でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、印加される力を受ける
板材の一部分の周囲を部分的に取り囲む少なくとも１つ
のスリットを形成して可動部分を形成し、該周囲の残り
の部分は板材の残りの部分と該可動部分との接続部分を
形成し、更に板材の変形の尺度となる測定信号を出力す
る歪みゲージの検出片を具えた接触制御装置に関するも
のである。このような装置は、コマンド受信ユニットに
対してコマンドを供給するために使用される。本発明
は、更に複数の接触制御装置を用いたキーボードに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】最近の技術として、米国特許US 4,550,3
84号に表面上の力が印加される点の座標を出力する装置
が記載されている。これを達成するため、この表面に
は、板材の四隅に４つの直線状スリットが形成されてお
り、これらのスリットは各側面に平行に下面まで通して
切り込まれ、舌状の可動部分を形成している。また、板
材の横方向の中心に向けて形成した可動部分についても
記載されている。

【０００３】板材はフレーム上にマウントされ、可動部
分の先端部分はフレームに固定されている。従って、力
を印加する点は板材の可動部分の外側の部分に形成され
る。可動部分には歪みゲージが具えられている。可動部
分を変形させる力が印加される点の座標は、歪みゲージ
のアセンブリから出力される測定信号から計算できる。

【０００４】このような装置は力が印加される点の座標
を計算するために使用され、板材の表面に複数の歪みゲ
ージを適切に分布させ、これらからの測定信号を処理す
ると、印加された力の強さには関係なく力が印加される
点の座標を計算することができる。この方法では、力が
印加される点のみしか考慮の対象にならない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ユー
ザーが印加した力の強さによって１つ或いは異なったコ
マンドを表現することである。量産が行われる装置に対
してコマンドを入力する装置としては、安価であること
が必要である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的は、前記の装置
において、板材の残りの部分を支持し且つ可動部分が力
を受けるのを妨げずに可動部分が接続部分の周りに傾斜
し得るようにする支持部材を具備し、且つ、測定信号が
可動部分の残りの部分に対する傾斜の関数として変化す
るように構成したことを特徴とする接触制御装置によっ
て達成される。

【０００７】このような装置は使用方法及び製造方法共
に極めて容易である。制御ユニットは、印加された力に
比例するか或いはその関数である電気信号を出力する装
置に利用できる。そのコストは低くなっている。機械的
部品は全く含まれていない。この簡潔な構造から出発
し、同一構造を繰り返したり、或いは可動部分に更にス
リットを入れて制御性能が向上した装置を実現すること
もできる。従って、キーボードを作ることも可能であ
る。

【０００８】このような本発明の装置は、少なくとも２
つのスリットを有し、該２つのスリットはそれぞれ２つ
の可動部分の周囲を該２つの可動部分と残りの部分の間
の共通の接続部分を除いて取り囲み、共通接続部分は傾
斜の共通の軸を形成するように構成したことを特徴とす
る接触制御装置よりなるものである。歪みゲージから出
力される測定信号の極性を考慮すると、１つの歪みゲー
ジから２つのコマンドが取り出される。

【０００９】同様に、本発明の装置は、少なくとも１つ
の可動部分がそれ自身、少なくとも１つの追加スリット
によってその周囲を接続部分を残して部分的に取り囲ま
れた追加可動部分を具え、該追加可動部分と可動部分の
追加された残りの部分との接続部分が該追加可動部分に
対して旋回中心軸を形成するように構成したことを特徴
とする接触制御装置よりなるものである。このような装
置では、コマンドとコマンドの組み合わせを扱うことが
可能になる。

【００１０】２つのスリットによって２つの可動部分を
具え、共通の接続部分が共通の軸を形成している場合
は、今度は２つの可動部分自体が一体になって、２つの
追加スリットが追加共通接続部分を有する２つの自由な
追加可動部分を実現するための支持体として作用する。
この追加共通接続部分はこの追加可動部分のもう１つの
旋回軸となる。２つの軸は互いに直角に交差するのが好
都合である。この装置はユニバーサルジョイント型のア
センブリになる。

【００１１】

【実施例】次に、本発明の種々の観点について実施例を
用いて詳細に説明する。図１は、フレーム8 及びこのフ
レーム8 の上に固定され、抵抗歪みゲージを設けるのに
適した材料からなり、必要な弾力を持つ材料、例えばプ
リント回路板からなる板材10を示す。可動部分14の周囲
を殆ど完全に近く取り巻いているスリット12によって、
板材中に可動部分14が形成されている。この部分は図１
ではＵ字型を有する。但し、可動部分の形状はさして重
要ではない。スリットはそれ自体で閉じてはいないの
で、残された接続部分15は可動部分14の傾斜の軸として
作用する。板材の可動部分14に含まれない部分は残りの
部分16を構成する。この残りの部分はフレーム8 に支持
されているので、可動部分14に力Ｆが加えられると、こ
の可動部分14は接続部分15に対して曲がる。

【００１２】歪みゲージを構成する抵抗器ブリッジ17が
接続部分15即ち変形の大部分が起きる領域に設けられ
る。歪みゲージブリッジは可動部分或いは残りの部分の
いずれかに位置してもよく、またこの２つの部分の間の
接続部分に跨がっていてもよい。歪みゲージは、可動部
分の傾斜即ち加えられた力に比例する（一般的にはその
関数である）測定信号を出力する。これらの測定信号は
他の機器を制御するためのコマンド信号として用いられ
る。

【００１３】相対して設けられた２つのスリットによっ
て部分的に切り込まれた２つの部分に共通の接続部分に
設けられた１つの歪みゲージブリッジを用いると、制御
性能は２倍になる。図２は２つのＵ字型スリット12c,12
d を示す。これらの２つのスリットは、これらのそれぞ
れの接続部分が合体して１つの接続部分15c となってい
る。２つの可動部分14c,14d は、一方又は他方の可動部
分に力が加えられたときは同時に傾く（軸はXc-Xc ）。
１つの歪みゲージ17C が可動部分14c,14d と残りの部分
16c,16d が出会う位置の近くに設けられている。歪みゲ
ージ17c から出力される測定信号の極性は、動作が一方
の可動部分で行われたか又は他方の可動部分で行われた
かを区別することを可能にする。この構成は例えば制御
信号の増加及び減少のそれぞれを実現するために利用で
きる。

【００１４】他の実施例における２つのスリットは、板
材上の１つのスリットが他のスリットの周りに少なくと
も部分的に形成されている。図３はこのような構成を示
す。この図では、傾斜軸Xa-Xa とXb-Xb が離れている。
１つの可動部分14b が可動部分14a の内側に切られてい
る。そして２つの歪みゲージ17a,17b が用いられてい
る。この装置は、一つはコンパクトに作ることができ、
他方では組み合わせようとする２つのコマンドを互いに
独立に表現することができるという利点を有する。例え
ばコマンドの１つが粗いチューニングで他方が細かいチ
ューニングというように利用できる。

【００１５】図４は、図２及び図３を用いて個々に説明
したエレメントの別の配置からなる実施例を示す。同一
のエレメントは同一の参照数字で示している。

【００１６】図５は、図２に示したものと同様の２つの
装置の１つを他方の内側に配置した実施例を示す。２つ
のスリット12c,12d がそれぞれ可動部分14c,14d の周囲
に切られ、可動部分14c,14d は傾斜軸Xc-Xc の周りに曲
がる。２つの可動部分14c,14d のアセンブリは、それ自
体２つの追加可動部分14f,14g を取り巻く２つの追加ス
リット12f,12g のための支持体として作用する。２つの
追加可動部分14f,14gは共通の追加接続部分15f を持
つ。追加歪みゲージ17f は、２つのスリット12f,12g の
間の接続部分の近くに置かれ、追加軸Yf-Yf の周りに曲
がる可動部分14f,14g に印加される力に比例する測定信
号を生成する。

【００１７】ユニバーサルジョイントとして動作する装
置を実現する場合は、２つの軸Xc-Xc 及びYf-Yf が互い
に直交するようにスリットを配置する。このようにする
と、力がＰ1 又はＰ2 の点に加われば可動部分14f,14g
が軸Yf-Yf の周りに傾き、力がＱ1 又はＱ2 の点に加わ
れば可動部分14c,14d が（従って可動部分14f,14g も）
軸Xc-Xc の周りに傾く。スリット12f,12g に囲まれた領
域の内側で線Ｐ1-Ｐ2及びＱ1-Ｑ2 線上に力を印加する
場合には、４つの独立した力に比例するコマンド、更に
一般的には、印加された力の関数であるコマンドに利用
できる。線Ｐ1-Ｐ2 及びＱ1-Ｑ2 の外側のこの表面上に
力を印加する場合には、これらのコマンドの組み合わせ
に対応する信号が出力される。

【００１８】板材10の下の２つの軸Xc-Xc 及びYf-Yf の
交点Ａにピボットスタッド50を設けると、２つの軸の周
りに傾斜し易くなる（図６参照）。更に、板材10の上の
力の印加に対する中点である交点Ａに押しボタン52を設
けると、種々の傾斜のうちの１つによって生成される制
御信号を発信できる。押しボタン52の作用とピボットス
タッド50の作用とを組み合わせることもできる。

【００１９】図５の実施例についての歪みゲージの配置
の詳細を図８及び図９に示した。この実施例の説明は他
の実施例についても当てはまる。歪みゲージはホィート
ストーンブリッジを形成するように接続された４つの抵
抗器からなっている。図８には曲げによる変形を測定で
きるブリッジの配置を示した。ブリッジ全体が、スリッ
ト12c 及び12d の側とスリット12f の側との間に配置さ
れている。ブリッジの対角線は電源Ｓと検出回路21とに
接続され、検出回路21は、ブリッジの不平衡電圧を検出
して板材の曲がりの関数である測定信号を生成する。

【００２０】図９は捩れによる変形を測定できるブリッ
ジの配置を示す。このブリッジは、スリット12c と12d
との間の鞍部の両側に跨がって分布している。同様の方
法で検出回路21はブリッジの不平衡電圧を検出し、板材
の捩れに比例する測定信号を生成する。

【００２１】図５の歪みゲージ17c,17f は、図１０に示
した２つの検出回路21,22 にそれぞれ接続されている。
検出回路21及び22は、例えば低周波フィルターを持つ増
幅器（積分器）で構成され、操作すべき装置に対する制
御信号を出力する。

【００２２】図１０は、第１抵抗ブリッジ17c の端子3
1、33に接続された検出回路DET の回路図の例である。
被制御装置26は例えばディスプレイモニターDISPであ
る。板材が変形すると端子31と33との間に電圧差を生
じ、これが増幅器23で増幅され、低周波フィルター例え
ば積分器24を通って平滑化又は積分され、最後にこれを
受けた電子パワー回路POW 25が被制御装置26に信号を印
加する。回路21と同様の第２検出回路DET 22は、歪みゲ
ージ（図５）の第２のブリッジ17f に対して同様に動作
する。押しボタン52は測定動作を始動させる作用をす
る。増分制御信号を利用すれば、積分器24は増分値或い
は減分値を総計できる。

【００２３】本発明による接触制御装置は遠隔制御装置
としてもよく、又は制御用キーボードに組み込んでもよ
い。このような方法で制御できる装置は次のようなもの
である。・位置を高精度に制御するエレクトロメカニカル装置、
例えば顕微鏡のプラットフォーム。・電力レギュレーター、例えば照明、モーター、電気器
具。・旋回クレーン又は頭上クレーンのようなパワーリフト
エンジン。・コンピューター又はテレビジョンの平面スクリーン或
いは陰極線管スクリーン上のカーソル。この最後の場合
は、スクリーン上に表されたメニューから機能又は目的
を選択することを目的としている。

【００２４】クレーン又はテレビジョンスクリーンが含
まれる場合には、制御装置と被制御装置との間の接続
は、直接電線或いはケーブルのリンクで接続するか、又
はテレビジョン或いはオーディオ装置の遠隔制御装置に
使われている赤外線又は超音波ビームによる遠隔制御リ
ンクによって接続できる。

【００２５】図１１は、無線で、例えば赤外線を用いて
遠隔制御する装置の例を示す。端子31と33との間（又は
端子35と36との間）の電圧の差が検出回路21（又は検出
回路22）で検出される。２つの検出回路DET 21、22の出
力はエンコーダーCOD 27で符号化され、電圧パルス又は
電流パルスとして赤外発光ダイオード28に送られる。発
信された光パルスはフォトダイオード29で受信され、復
号化回路30によって解読される。復号化回路30は、制御
機器40例えばポインターを具えたコンピュータースクリ
ーンに、遠隔制御装置で行われた機械的な動作に対応す
る動き或いは位置についてのコマンドを送る。

【００２６】複数の前記の接触制御装置を組み合わせる
と、新規且つ複合した効果を実現することができるよう
になる。例えば図１による装置を複数組み合わせると、
制御キーボードを実現できる。図１２はこれを示すもの
で、スリット列12A-12F が板材10の１つの辺に形成され
ており、これらのスリットにより、ピアノのキーボード
と同様に、互いに隣接して配列した可動部分の列14A-14
F を形成する。支持体8 は、可動部分14A-14F がそれぞ
れの接続部分に対して自由に傾斜できるように可動部分
を支持している。各可動部分14A-14F はそれぞれの歪み
ゲージ17A-17Fを有する。各歪みゲージから出力される
各測定信号は、例えば音響発生器20A-20F に接続され
る。音響発生器はミキサー42に接続され、これが送信手
段44例えばラウドスピーカーを駆動する。

【００２７】１つの歪みゲージから出力される信号は印
加された力の強さの関数であり、この力が印加されてい
る間中保持されるので、楽器例えばオルガンのキーボー
ドを安価に実現できる。このキーボードは、他の機能例
えば書き込み、アドレス命令、或いはその他の機能のた
めに利用できる。

【００２８】一般に、前記の複数の実施例を組み合わせ
ると、テレビジョン、ビデオレコーダー、ハイファイセ
ット、或いは同様の機器を操作するための制御ユニット
又は遠隔制御ユニットを実現することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明によるスリットを１つ有する装
置の説明図である。

【図２】図２は、２つのスリットと１つの傾斜軸を有す
る装置を示す図である。

【図３】図３は、２つのスリットと２つの傾斜軸を有す
る装置を示す図である。

【図４】図４は、３つのスリットと２つの傾斜軸を有す
る装置を示す図である。

【図５】図５は、４つのスリットと互いに直交する２つ
の傾斜軸を有する装置を示す図である。

【図６】図６は、板材がピボット上に載置されている装
置を示す図である。

【図７】図７は、板材が押しボタンを具えている装置を
示す図である。

【図８】図８は、スリットの一方の側に歪みゲージを設
けた抵抗ブリッジを有する装置を示す図である。

【図９】図９は、スリットの両方の側に跨がって歪みゲ
ージを設けた抵抗ブリッジを有する装置を示す図であ
る。

【図１０】図１０は、有線による制御回路の回路図であ
る。

【図１１】図１１は、無線による遠隔制御の原理を示す
図である。

【図１２】図１２は、複数のスリットを有する装置によ
って形成されるキーボードを示す図である。

【符号の説明】

８フレーム１０板材１２スリット１４可動部分１５接続部分１６残りの部分１７歪みゲージ２０音響発生器２１、２２検出回路２３増幅器２４積分器２５電子パワー回路２６被制御装置２７エンコーダー２８発光ダイオード２９フォトダイオード３０復号器回路３１、３３、３５、３６端子４０制御機器４２ミキサー４４送信手段５０ピボットスタッド５２押しボタン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者フランソワマニゲフランス国 77610 マルルアンブリリュキャロン 47

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】印加される力（Ｆ）を受ける板材(10)の
一部分の周囲を部分的に取り囲む少なくとも１つのスリ
ット(12)を形成して可動部分(14)を形成し、該周囲の残
りの部分は板材(10)の残りの部分(16)と該可動部分(14)
との接続部分(15)を形成し、更に板材(10)の変形の尺度
となる測定信号を出力する歪みゲージの検出片(17)を具
えた接触制御装置において、該板材の該残りの部分(16)
を支持し且つ該可動部分が力（Ｆ）を受けるのを妨げず
に該可動部分(14)が該接続部分(15)の周りに傾斜し得る
ようにする支持部材(8）を具備し、且つ、該測定信号が
該可動部分(14)の該残りの部分(16)に対する傾斜の関数
として変化するように構成したことを特徴とする接触制
御装置。
【請求項２】少なくとも２つのスリット(12c、12d)を
有し、該２つのスリットはそれぞれ２つの可動部分(14
c、14d)の周囲を該２つの可動部分と該残りの部分(16
c、16d)の間の共通の接続部分(15)を除いて取り囲み、
該共通接続部分(15)は傾斜の共通の軸(Xc-Xc) を形成す
るように構成したことを特徴とする請求項１に記載の接
触制御装置。
【請求項３】少なくとも１つの可動部分(14a) がそれ
自身、少なくとも１つの追加スリット(12b) によってそ
の周囲を接続部分(15b) を残して部分的に取り囲まれた
追加可動部分(14b) を具え、該追加可動部分(14b) と可
動部分(14a)の追加された残りの部分(16b) との接続部
分(15b) が該追加可動部分(14b) に対して旋回中心軸(X
b-Xb) を形成するように構成したことを特徴とする請求
項１又は２に記載の接触制御装置。
【請求項４】２つの可動部分(14c、14d)が合わせて２
つの追加スリット(12f、12g)によってその周囲を共通の
接続部分(15f) を残して部分的に取り囲まれた２つの追
加可動部分(14f、14g)を具え、該追加可動部分(14f、14
g)と可動部分(14c、14d)の追加された残りの部分(16c、
16d)との共通の接続部分(15f) が２つの該追加可動部分
(14f、14g)に対して傾斜の中心軸(Yf-Yf) を形成するよ
うに構成したことを特徴とする請求項２に記載の接触制
御装置。
【請求項５】２つの可動部分(14c、14d)に共通の傾斜
の中心軸(Xc-Xc) と、２つの追加可動部分(14f、14g)に
共通の傾斜の中心軸(Yf-Yf) とが互いに直交するように
構成したことを特徴とする請求項４に記載の接触制御装
置。
【請求項６】該板材が２つの軸の交点（Ａ）でピボッ
トスタッド(50)に載置されたことを特徴とする請求項５
に記載の接触制御装置。
【請求項７】接続部分(15a) (15b) (15c) (15c、15f)
の少なくとも１つに発信用押しボタンを具備したことを
特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の接触
制御装置。
【請求項８】請求項１に記載の接触制御装置を含む複
数のキー(14A-14F)を具備することを特徴とするキーボ
ード。