DE3604543C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine X-Y-Positionseingabevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine solche X-Y-Positionseingabevorrichtung ist z. B. aus der DE-OS 34 25 932 bekannt. Man bezeichnet solche Vorrichtungen üblicherweise auch als "Maus". Mit einer solchen "Maus" kann man auf dem Anzeigeschirm beispielsweise eines Personal Com­ puters einen sogenannten Cursor bewegen.

Die Positionseingabevorrichtung muß einerseits leicht be­ wegt werden können, wozu bei der bekannten Vorrichtung nach der genannten DE-OS auf der Gehäuse-Unterseite einige Vorsprünge ausgebildet sind, andererseits besteht aber die Gefahr, daß Schmutz in die Öffnung eindringt, durch die die Roll-Kugel hindurchragt.

Es wurde bereits der Vorschlag gemacht (DE-OS 36 03 526), eine ringförmige Gleitauflage, welche die Öffnung umgibt, und ein zusätzliches Gleitstück auf der Gehäuse-Unter­ seite anzuordnen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die geräuscharm und leicht auf der Unterlage verschiebbar ist, und bei der das Eindringen von Schmutz in die Öffnung auf der Gehäuse- Unterseite weitestgehend vermieden wird.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteran­ sprüchen.

Während die eingangs erwähnte, bekannte Vorrichtung nur an drei Punkten die Unterlage berührt, also Staub ungehindert in den Bereich der Öffnung gelangen kann, ist die Öffnung bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung allseitig geschützt, indem die Gehäuse-Unterseite nahezu vollständig, gleitend auf der Unterlage aufliegt. Ein derart flächiges Aufliegen auf der Unterlage ist auch bei dem älteren Vor­ schlag nicht gegeben; denn dort sind nur kleinere Teilbe­ reiche der Gehäuse-Unterseite mit elastischen Gleit­ elementen bestückt, während die Erfindung vorschlägt, "auf nahezu der gesamten Gehäuse-Unterseite die ebene Auflagefläche auszubilden".

Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden anhand der zeichnerischen Darstellung mehrerer Ausführungsbeispiele noch näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Perspektivansicht, die die Art der Verwendung einer X-Y-Positionseingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert;

Fig. 2 eine Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der X-Y-Positionseingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 eine Ansicht zur Erläuterung der Relation zwischen einer Kugel und Abtriebswalzen;

Fig. 4 eine Schnittansicht der Kugel;

Fig. 5 eine Ansicht eines unteren Gehäuseteils von unten;

Fig. 6 eine Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der X-Y-Positionseingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 7 eine Ansicht des unteren Gehäuseteils der in Fig. 6 gezeigten Vorrichtung von unten.

Die Fig. 1 bis 5 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Eine X-Y-Positionseingabevorrichtung 1 ist mit einem Personal Computer 2, der mit einer Kathodenstrahlröhrenanzeige 3, einer Disketten­ station bzw. einem Floppy-Disk-Antrieb 4 usw. ausgestattet ist, verbunden und dient zum Bewegen eines Cursors 5 auf der Kathoden­ strahlröhre 3 in jede beliebige Position. Eine Eingabevorrichtung 6 besitzt eine Tastatur. Die X-Y-Positions­ eingabevorrichtung 1 mit Rollkugel ist auf einer Unterlage 7 bewegbar.

Fig. 2 zeigt die X-Y-Positionseingabevorrichtung 1, wobei einige Teile derselben weggebrochen sind. Innerhalb eines Gehäuses, das aus einem oberen Gehäuseteil 8 und einem unteren Gehäuseteil 9 gebildet ist, ist eine Kugel 10 drehbar gelagert, wobei ein Bereich der Kugel 10 durch eine Öffnung 9 a in einer am unteren Gehäuseteil 9 angebrachten Abdeckung 9 d aus dem Gehäuse herausragt. Die Abdeckung 9 d ist von der Unterlage 7 etwas beabstandet, so daß die Kugel 10 in der in Fig. 2 gezeigten Weise durch die Abdeckung 9 d hindurchragen kann. Obwohl es nicht gezeigt ist, ist das Gehäuse in seinem Inneren mit einem Haltemechanismus sowie mit Einrichtungen zum Detektieren des Ausmaßes der Rotation der Kugel 10, sowie mit einer gedruckten Schaltungsplatte usw. ausgestattet. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, befindet sich die Kugel 10 in Anlage mit zwei Abtriebswalzen 11 und 12 und einer Stützwalze 13 innerhalb des Gehäuses und somit ist die Kugel 10 an drei Punkten gehaltert. Die Abtriebswalzen 11 und 12 sind derart angeordnet, daß sich ihre Achsen in der Verlängerung orthogonal schneiden, und sie sind außerdem mit den Rotationsdetektoreinrichtungen gekoppelt, die z. B. in Form von veränderlichen Widerständen 14 und 15 ausgebildet sind. Bei einer Bewegung des Gehäuses auf der Unterlage 7 rollt die Kugel 10, und es werden Schiebesegmente der variablen Wider­ stände 14 und 15 über die Abtriebswalzen 11 und 12 bewegt, wodurch eine Ausgabe der Koordinatenwerte der X- und der Y-Richtung erfolgt. Eine Drucktaste 16 dient zum Betätigen eines im Gehäuseinneren vorgesehenen Schalters. Ein Kabel 17 ist durch eine Man­ schette 18 in das Gehäuse geführt.

Wie in Fig. 4 gezeigt ist, handelt es sich bei dem Inneren der Kugel 10 um eine eine Stahlkugel 19, deren Oberfläche mit einer Klebe­ schicht 20 versehen ist, um die herum ein Mantel 21 aus Gummi geformt ist.

Wie in den Fig. 2 und 5 gezeigt ist, ist ein beträchtlicher Teil der Bodenfläche des unteren Gehäuseteils 9 als eine ebene Fläche 9 b ausgebildet, und in der Nähe des mittleren Bereichs dieser ebenen Fläche 9 b ist eine längliche nutartige Ausnehmung 9 c ausgebildet. In dieser Ausnehung 9 c kann eine Kennzeichnungs­ marke 22 angebracht wrden.

Wenn die Eingabevorrichtung 1 von Hand auf der Unterlage 7 in einer gewünschten Richtung bewegt wird, führt die Kugel 10 auf der Unterlage 7 eine Rollbewegung aus. Die Rotation der Kugel 10 wird separat auf die beiden Abtriebswalzen 11 und 12 übertragen, und der Rotationswinkel der Abtriebswalzen 11 und 12 wird mittels der diesen zugeordneten variablen Widerstände 14 bzw. 15 detektiert. Die erzeugten Signale werden über das Kabel 17 einer Anzeige­ steuerung zugeführt, die innerhalb des Computergehäuses 2 vorgesehen ist, und durch Signalverarbeitung wird der Cursor 5 auf der Kathodenstrahlröhrenanzeige 3 in der gewünschten Richtung bewegt.

Bei dem vorstehend beschriebenen Vorgang ist aufgrund der Tatsache, daß die ebene Fläche 9 b, die sich im wesentlichen über die gesamte Fläche des Bodens des unteren Gehäuseteils 9 erstreckt, auf der Unterlage 7 eine Gleitbewegung ausführt, das Ausmaß des durch die Gleitbewegung hervorgerufenen Verschleißes bzw. Abriebs der ebenen Fläche 9 b gering, und es ist ein stabiler Rollzustand über einen langen Zeitraum sichergestellt.

Außerdem sind Kantenbereiche der ebenen Fläche 9 b derart aus­ gebildet, daß sie als Reinigungseinrichtung zum Entfernen von an der Basis 7 anhaftendem Fremdmaterial, wie z. B. Staub, Öl und Feuchtigkeit, wirken, und die durch die Öffnung 9 a hindurch freiliegende Kugel 10 ist von der ebenen Fläche 9 b in schützender Weise umgeben, so daß die Möglichkeit eines Anhaftens von Fremdmaterial an der Kugel 10 sehr gering ist. Das beschriebene Ausführungs­ beispiel verwendet eine mit Gummi überzogene Kugel 10, um einen Geräuschdämpfungseffekt während der Rotation derselben zu erzielen. Da Fremdmaterial im allgemeinen dazu neigt, sich auf Gummi abzulagern, ist die vorliegende Erfindung besonders wirksam, wenn sie bei einer Eingabevorrichtung wird, bei der eine solche mit Gummi überzogene Kugel verwendet wird.

Das Verhältnis zwischen der Oberfläche der ebenen Fläche 9 b und der Bodenfläche des unteren Gehäuseteils 9 ist nicht auf das in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel dargestellte Verhältnis beschränkt. Die Ausnehmung 9 c kann sich in bezug auf Fig. 5 auch in Längsrichtung erstrecken und die ebene Fläche 9 b in Längsrichtung teilen. Es ist lediglich notwendig, daß die ebene Fläche 9 b eine vergleichsweise große Ebene einnimmt, so daß sie das Gehäuse in stabiler Weise tragen kann, und daß die Öffnung 9 a von dieser ebenen Fläche 9 b in schützender Weise umgeben ist.

Die Fig. 6 und 7 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel.

In diesen Zeichnungen ist eine großflächige Vertiefung 29 b in der äußeren Bodenfläche eines unteren Gehäuseteils 29 ausgebildet, mit Ausnahme von Randbereichen einer Öffnung 29 a der an dem unteren Gehäuse­ teil 29 lösbar angebrachten Abdeckung 29 d, wobei durch diese Öffnung hindurch ein Bereich der Kugel 10 nach außen ragt. In diese Ausnehmung 29 b ist ein Gleitelement 23 haftend eingesetzt. Bei dem Gleitelement 23 handelt es sich um einen Verbundkörper, der aus einem nachgiebigen Element 24, wie z. B. einem Schaumstoffelement, und aus einem gleitfähigen Flachstück 25 mit sehr guten Gleiteigenschaften, wie z. B. (Poly-) Tetrafluoräthylen, besteht, wo­ bei diese Elemente 24 und 25 durch geeignete Mittel, wie z. B. durch Verkleben oder Verschweißen unter Wärmeeinwirkung, zu einem einzigen Körper vereinigt sind. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, ist das Gleitelement derart dimensioniert, daß das gleit­ fähige Flachstück 25 geringfügig über die Bodenfläche des unteren Gehäuseteils 29 hinaus nach unten wegragt, wodurch das Flachstück 25 die ebene Fläche 26 bildet, die mit der Basis 7 in gleitender Weise in Berührung bringbar ist.

Da das gleitfähige Flanschstück 25 sehr gute Gleiteigenschaften aufweist, ist eine stabile Gleitwirkung der Eingabevorrichtung erzielt. Da das gleitfähige Flachstück 25 über das nachgiebige Element 24 sehr guter Elastizität mit der Bodenfläche des unteren Gehäuseteils 29 verbunden ist, läßt sich außerdem die Erzeugung von Geräuschen beim Bewegen der Vorrichtung verhindern.

Es ist auch möglich, daß Schrauben (siehe Fig. 7), die an der Bodenfläche des unteren Gehäuseteils 29 freiliegen, von dem Gleitelement 23 überdeckt sind, oder das Gleitelement 23 derart in zwei Teile unterteilt ist, daß dazwischen ein Raum freigelassen ist, in den ein Etikett bzw. eine Maske eingeklebt werden kann. Es ist lediglich erforderlich, daß die Unterseite bzw. nach außen gerichtete Seite des Gleitelements 23 eine vergleichsweise breite ebene Fläche 26 schafft, die an der ebenen Oberfläche der Unterlage anliegt und ein Eindringen von Schmutz verhindert.

Das Gleitelement kann aus z. B. Faservlies oder Filz gebildet sein.

Claims (5)

1. X-Y-Positionseingabevorrichtung, umfassend ein Gehäuse (8, 9; 8, 29) mit einer in seiner Bodenfläche ausgebildeten Öffnung (9 a; 29 a) und mit einer Kugel (10), die im Inneren des Gehäuses (8, 9; 8, 29) drehbar gehalten ist, wobei ein Bereich der Kugel (10) zur Ausführung einer Rollbewegung auf einer Unterlage (7) durch die Öffnung (9 a; 29 a) hindurchragt, und eine ebene Fläche (9 b; 26) auf der Gehäuse-Unterseite, dadurch gekennzeichnet, daß die ebene Fläche (9 b; 26) mit der Ausnahme der Öffnung (9 a; 29 a) nahezu auf der gesamten Gehäuse-Unterseite ausge­ bildet ist, gleitend auf der Unterlage (7) aufliegt und die Öffnung (9 a; 29 a) vollständig umgibt, um das Eindringen von Schmutz in die Öffnung zu verhindern.

2. X-Y-Positionseingabevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ebene Fläche (26) aus einem reibungsarmen Gleit­ element (23) besteht, das Kanten besitzt, welche verhindern, daß auf der Unterlage (7) befindlicher Schmutz die Öffnung (29 a) erreicht.

3. X-Y-Positionseingabevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ebene Fläche (26) ein nachgiebiges Element (24) zum elastischen Tragen des Gehäuses aufweist, und daß an der Unterseite des nachgiebigen Elementes (24) ein flachstück­ artiges Gleitstück (25) angebracht ist.

4. X-Y-Positionseingabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ebene Fläche (9 b; 26) mit einer Ausnehmung (9 c) zur Anbringung eines Etiketts (22) versehen ist.

5. X-Y-Positionseingabevorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitelement (23) bzw. das flachstückartige Gleitstück (25) aus einem Fluor-Kunststoff gebildet ist.