JPH04503723A - アコースティックデジタイザの火花用スタイラス - 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】

アコースティックデジタイザの火花用スタイラス１１立ユ」 この発明は立上り時間の速い音波の生成、とりわけ装置を決定する位置で使用す るため立上り時間の速い音波エネルギーを発生させる改良形スタイラスに関する 。

【ｉ二重Ｉ “アコースティックデジタイザとして知られている装置では、インジケータと既 知の位置の問を音か進行する時間を決定することにより可動インジケータの位置 が決まる。アコースティックデジタイザの多くの応用例において、特に作業領域 の位置を示すためハンドベルトスタイラスがライトペンのように使用されている 。スタイラスの先端に接続されたマイクロスイッチは、スタイラスの先端でまた はその近くで火花を電気的に発生する回路に接続されている。これによりチップ の領域から放射される衝撃波のアコースティックエネルギーが発生する。複数の クロックの開始は火花の発生に同期している。アコースティックエネルギーが既 知の位置（典型的には空間的に離れた２個以上のマイクロホン）に来ると、クロ ックはそれぞれ止まり、スタイラスの先端からマイクロホンにアコースティック エネルギーを伝播する時間が、三角関数と空気中の音の速度に基づいてスタイラ スの先端の位置座標を自動的に計算するのに使用される。 アコースティックデジタイザに用いられている従来のタイプのスタイラスの例は 米国特許番号第３．６２６，４８３号に説明されている。この特許に記載されて いるように、環状のハウシングに含まれているコンダクティブインクカートリッ ジには筆記用のボールペンがある。マイクロスイッチはインクカートリッジの後 に取り付けられている。１つのワイヤがハウジング内の通路を通り、カートリッ ジの先端との火花ギャップを作るタングステンのウィスカの所で終端されている 。マイクロスイッチは火花ギャップを横切る電圧の印加を制御している。刻み目 のあるバリウムチタン酸塩の環がカートリッジの先端の回りにある。刻み目のあ る環は火花の方向にコンシステンシを得るのに使用されている。 他の従来の技術による火花ペンの構成では、絶縁セラミックキャリア内に一組の 平行なワイヤを利用しており、ワイヤの先端はセラミックから突き出ており、ス タイラスの先端の近くにある火花ギャップを形成している。組ワイヤを横切って いる適当な電位差を使用することによりスタイラスの先端の近くに火花が発生す る。 上述のタイプの火花用スタイラスは、スタイラスのようなものを用いたシステム により生ずるデジタイザ測定において、正確性とコンシステンシを改善すること かできる。火花ギャップの正確な位置はマイクロホンに対するアコースティック エネルギーの伝播時開に影響がある。しかしスタイラスおよび火花ギャップの配 置の特性から、スタイラスの点が同じ固定位置にありさえすれば、回転方向とス タイラスの傾斜により火花ギャップの位置を変えることができる。例えば米国特 許番号第３．６２６，４８３号の前述の火花ペンについて考える。インクカート リッジの先端が所定の位置の場合、コンダクティブウィスカはカートリッジの軸 に対しあらゆる回転方向にあることができ、更に火花の正確な位置は前記の回転 方向により定められる。コンシステンシな測定する場合、いくらかは火花用ペン にほぼ同じ回転方向を与えて常に使用する人がいることにより、火花ペンの上に ド、ットをつけまたは同じ方向にウィスカの点を常にむけて使用する人がいるこ とにより生ずる。不便性に加え、本質的にエラーを生ずる余地がある。同じ欠点 のある火花用スタイラスにはインクカートリッジの側面に火花ギャップのある組 ワイヤが、または他のスタイラスが使われている。 従来の技術の火花用スタイラスにあるインコンシステンシまたはエラーか生ずる 可能性に対する他の原因は、スタイラスの種々の傾斜角から生ずる。火花ギャッ プは作業表面に接触するスタイラスの先端よりもかなり高さのある所にあるので 、スタイラスの度合が変化すると有効な火花の位置が変わる。更にスタイラスに ほぼ同じ傾斜を与えて常に使用する人により生ずるこのインコンシステンシまた はエラーを若干制御することは可能であるが、上述の通りこれにより不便となる 傾向がありエラーを生ずる余地がある。 この発明の目的は改良形火花用スタイラスを提供することであり、このスタイラ スは上述のタイプの間麗を本質的に解決でき、更に利便性か増しコンシステンシ か高くなりアコースティックデジタイザ装置の操作の正確性が高まる。 Ｌ！Ｌ立亙上 この発明はアコースティックデジタイザ装置で使用される音波のエネルギーを発 生させるため°の改良形スタイラスに対するものであり、その装置の中で取扱者 が指定するスタイラスの位置はスタイラスにおいて発生する音波のエネルギーに 対して行う測定から決定される。スタイラスの筐体は一般的には細長い形を有し ている。先端部材はスタイラスの筐体の前方に延びており、しかもその先端部材 はかなり細長く、更に前方の端で狭くなり点となっている。−組の離されたコン ダクティブワイヤか先端部材の中に入っており、しかもそのワイヤはほぼ平行で あり、更に先端部材の中で前方で終端した前方の端かある。ワイヤは先端部材の 中で後方にも広がっており、しかも電源にワイヤを接続する手段が与えられてい る。 この発明の好ましい実施例では先端部材は環状であり、組ワイヤの前方の端は先 端部材が狭くなり点となり始める所にある先端部材の環状の穴の中で終端してい る。この実施例ではワイヤの先端はほぼ平行であり先端部材の軸についてほぼ対 称となっている。多数のすきまか先端部材の狭い部分にあり、これらのすきまに よりワイヤの端において火花ギャップからアコースティックエネルギーの放射が 効率的に行われる。 火花ギャップを先端部材の中でほぼ中央に置適、作業表面と接触するスタイラス の点に近づけることにより、スタイラスの種々の回転方向と傾斜の両方または一 方から生ずるエラーとインコンシステンシが最小となる。中空の先端部祠、およ び先端部材の中で前方にしかも軸方向に対称な絹ワイヤを与えることによりこの 端を形成するのに役立っている。 この発明の特徴と利点は更に、添付の図面に関連をつけながら次の詳細な説明を 読むことによりより一層容易に明らかになる。 図面の簡単な説明 第１図はこの発明の改良を利用できるアコースティックデジタイザの例のブロッ ク図である。 第２図はこの発明の実施例である火花用スタイラスの断面図である。 第３図は第２図の実施例の先端部材の断面図である。 犬」」 第１図には、この発明の改良形スタイラスを使用できる１タイプのデジタイザ装 置の例についてブロック図を示している。アコースティックデジタイザ装πの例 は米国特許番号第３，８３８，２１２号および第４，０１２，５８８号に開示さ れており、しかも参考文献はこれらおよびこのようなシステムの他の記載に対し てもなされており、この簡単な説明はこの発明を利用したタイプの装置を容易に 理解する目的でりえられている。図、透明画等（図示していない）を置くことが でき、位置または大きさが指示され、決定され、計算される典型的には平らな表 面である作業領域に参照番号１１０の印を付けであるやハンドベルトスタイラス ２００は作業領域内で位置を指示する取扱者か使用する。−組の細長いマイクロ ホン】２０ど１３０か作業領域の隣接した端に置かれている。電気的に火花を発 生するように、スタイラス２００の先端の近くで発生した音波のエネルギーは、 マイクロホン１２０と１３０で受信される。コンソール１５０内の電気回路によ りケーブル１５５を通り火花にエネルギー信号が与えられ、スタイラスからマイ クロホン１２０と１３０のそれぞれに伝播するのに要する音波エネルギーの時１ １ｆｆｌを決めるクロック回路が含まれている。伝播時間は取扱者の指示したス タイラスの位置を示している。図示の例では細長いマイクロホンが示されている が、点マイクロボンのような他の構成も利用できる。 第２図に関し、この発明の実施例に対する火花用スタイラス２００を図示してい る。一般的な環状のスタイラスの筐体２．００を示しである。必要ならば、スタ イラスが火花のエネルギー回路の一部を含むことかできることが判る。しかしこ の実施例では、スタイラスは制御用に使用するマイクロス−でッチ２４０を含ん でおり、更に火花用のエネ′ルギー・用信号の発生に関係＋、た他の回路はスタ ーイラスから離れて、例えばコンソール１５０の中に置かれている（第１図）６ エネルギー用信号は、スタイラスとコンソール１５００間に接続されたケーブル １５５の中の組ワイヤにより運ばれるうエネルギー用信号の発生回路は従来の技 術て既知であリ、それ自体はここでの発明の対象ではない。参考文献として、例 えば米国特許番号第３，８３８，２１２号および、既知のパルス回路に対する種 々の記載がある。 第３図にも示しているスタイラスの先端部材２２０はスタイラスの筐体の前方の 端に取付けられ、そこからはみ出ている。必要ならば、スタイラスの先端部材は スタイラスの筐体と一体にすることかできるが、これは製造の点からは便利でな い。かたいプラスチックで作られる先端部材は細長く一般には円筒状の環の形を しており、前方の端で狭くなり点となっている。ここで用いたように、用語点′ °は作業表面またはその上の媒体と接触する先端部材の狭い端を一般的な意味て 示している。第２図および第３図では、点は丸い突出した円すい体であり、点の とんがりの度合は設計の選択による。先端部材２２０には後方の端に環状のリム ２２１かある。先端部材はかたいプラスチック族の環状のサポート２３０にスラ イドできるよ・うに取付けられており、スタイラスの筐体２１０の中に押し付け られている。先端部材にあるタブ２２２はサポート２３０の中のスロットとかみ 合っており、先端部材２２０の回転を防いでいる。環状のリムはかたいプラスチ ック族の環状に延びたボスト２３５の前方の端を受けている。ポスト２３５の後 部の端に接続しているマイクロスイッチ２４０は、筐体２１０の中で取付は用リ ング２３６の中で後方に向かって取り付けられている。マイクロスイッチの中の バネ（図示していない）は前方方向にポスト２３５と先端部材２２０にバイアス を与えている。取扱者がスタイラスを下に押し・つけると先端部材２２０とボス ト２３５は後方に動き、マイクロスイッチ２４０に近づく。組ワイヤ２４５がコ 〉・ソール１５０に至るケーブル１５５を通りマイクロスイッチ２４０の状態か 火花の発生時に制御するのに使用できる。 火花エネルギー用電位差を通す絶縁された組ワイヤ２８０は更にケーブル１５５ で運ばれ後方の端の穴を通りスタイラス２１０の筐体２１０に入る。組ワイヤ２ ８０は通り抜け、しかもマイクロスイッチ２４０か取付けられているプラスチッ ク族の取付はリング２３６により固定されている。その後、組ワイヤ２８０はコ ネクタ２６０を経由し絶縁された組ワイヤセグメント２８１に接続されているが 、この組ワイヤセグメント２８１はスロット２３９を通り拡張ボスト２３５、更 には先端部材２２０の穴に入っている。組ワイヤセグメント２８１のワイヤの前 方部分は細長いセラミックインスレータ２７０に達しその中に埋め込まれている （第３図の２８１Ａと２８１Ｂの破線で示す）。セラミックインスレータは先端 部材２２０の中に置かれており、その中に埋め込まれた組ワイヤの端はインスレ ータ２７０の前方部から突き出て火花ギャップ２８５を形成している（第３図） 。図示した実施例において、ワイヤの端は先端部材の穴の狭い部分に入っている 。ワイヤの端は先端部材２２０の軸に対しほぼ対称である。第３図から判るよう に、多数の（例えば４個）すきまは先端部材の狭いまたはティパーのある領域に あり、火花ギャップ２８５で生ずる火花から発生するアコースティックエネルギ ーの放射を効率的に行う。 火花ギャップを先端部材の中でほぼ中央に置き、更に作業表面に接触するスタイ ラスの点の近くに置くことにより、スタイラスに対し種々の回転方向と傾斜の両 方または一方から生ずるエラーおよびインコンシステンシが最小となる。先端部 材の中空の穴の中で前方方向にしかも軸方向に対称な中空の先端部材と組ワイヤ を用意することにより、この目的が達成しやすくなる。 国際調査報告

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. （１）取扱看の指示したスタイラスの位置がアコースティックエネルギーをスタ イラスに発生させる測定により決定するアコースティックデジタイザ装置に使用 するためであり、次のものから成る改良形スタイラス： 一般には細長い形をしたスタイラスの筐体；前記スタイラスの筐体の前方から広 がる先端部材と前方の端で狭くなり点となる前記先端部材； 前記先端部材で前方方向に終端する前方の端が前記先端部材にある一組の離れた コンダクティブワイヤと前記先端部材の後方に広がる前記ワイヤ； 前記ワイヤを電源に接続する手段。
2. （２）前記先端部材が細長く環状であり、しかも前記先端部材が狭くなり点とな り始める点で、前記先端部材の環状の穴の中で組ワイヤの前記前方の端が終端す る請求項１に記載のスタイラス。
3. （３）前記先端部材が細長く更に前記ワイヤの端がほぼ平行でしかも前記先端部 材の軸についてほぼ対称である請求項１に記載のスタイラス。
4. （４）前記先端部材が細長く、更に前記ワイヤの端がほぼ平行でありしかも前記 先端部材の軸についてほぼ対称である請求項２に記載のスタイラス。
5. （５）前記ワイヤの前方の端の間に空気ギャップがある請求項１に記載のスタイ ラス。
6. （６）前記ワイヤの前方の端の間に空気ギャップがある請求項４に記載のスタイ ラス。
7. （７）前記先端部材が細長く、更に前記ワイヤの端が前記先端部材の中に置かれ ているインスレータの中にあるワイヤの拡張部である請求項１に記載のスタイラ ス。
8. （８）前記ワイヤの端が、前記先端部材の中に置かれているインスレータの中に あるワイヤの拡張部である請求項４に記載のスタイラス。
9. （９）前記先端部材がその狭い部分に多数のすきまを有した請求項１に記載のス タイラス。
10. （１０）前記先端部材がその狭い部分に多数のすきまを有した請求項４に記載の スタイラス。
11. （１１）前記先端部材がその狭い部分に多数のすきまを有した請求項５に記載の スタイラス。
12. （１２）前記先端部材がその狭い部分に多数のすきまを有した請求項７に記載の スタイラス。
13. （１３）前記先端部材がプラスチックで作られている請求項１に記載のスタイラ ス。
14. （１４）前記先端部材がプラスチックで作られている請求項４に記載のスタイラ ス。
15. （１５）前記先端部材がプラスチックで作られている請求項９に記載のスタイラ ス。
16. （１６）前記スタイラスにスイッチがあり、前記先端部材が機械的に前記スイッ チに接続されており、更に前記電源を前記組ワイヤに適用することを制御するた め前記スイッチを前記電源に接続する手段を有している請求項１に記載のスタイ ラス。
17. （１７）前記スタイラスにスイッチがあり、前記先端部材が機械的に前記スイッ チに接続されており、更に前記電源を前記組ワイヤに適用することを制御するた め前記スイッチを前記電源に接続する手段を有している請求項４に記載のスタイ ラス。
18. （１８）前記先端部材にある前記インスレータがセラミックインスレータである 請求項７に記載のスタイラス。
19. （１９）前記先端部材にある前記インスレータがセラミックインスレータである 請求項８に記載のスタイラス。
20. （２０）前記先端部材にある前記インスレータがセラミックインスレータである 請求項１２に記載のスタイラス。