JPH06149474A - 磁気座標位置指示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】放射状に配置した複数の磁気検出手段の出力に
より、移動した磁石の位置を検出してその座標位置を指
示する。 【構成】直交座標の原点に上下方向に着磁した円柱形の
磁石１を置き、これを中心にして放射状にホール素子２
１〜２４を四方向に配置してその出力の平衡を調節し、
磁石１の下方には同形の磁性体３を配置する。そして、
磁石１の移動位置の検出にはホール素子からの出力の変
化に基づいてその座標を指示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気力を利用して直交座
標上の位置を指示する磁気座標位置指示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】直交座標上の位置を指示してコンピュー
タなどに入力する装置としてポインティングデバイスが
用いられており、例えば、Ｘ軸、Ｙ軸にロータリーエン
コーダを用いた装置や、ボールを机の上で滑らせる構造
のマウスを使用する座標入力装置などが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述の座標入力装置の
ロータリーエンコーダを用いたものは機構が複雑のため
高価格であり、後者のマウスを使用するものでは、マウ
スを移動させる机上のスペースを要するという問題があ
る。

【０００４】本発明はこのような従来の問題に鑑みてな
されたものであり、その目的は単価の安い電子部品を用
い単純な構成にしてコストを低下させるとともに、狭い
スペースで使用自在な磁気座標位置指示装置を提供しよ
うとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本発明によれば、直交座標平面の原点位置を中心と
して放射方向の少なくとも四方向に配置した磁気検出素
子と、前記の平面の垂直方向に磁界を発生させる磁石
と、該磁石の移動位置における磁界による磁気検出素子
の信号を比較し磁石位置を指示する指示手段とを有する
磁気座標位置指示装置が提供される。

【０００６】

【作用】座標の原点を中心として放射方向に複数の磁気
検出素子を配置し、磁石を原点位置においてバランスを
とった後、移動位置の磁石の発する磁界による磁気検出
素子からの出力を比較してこれにより磁石の座標位置の
指示を行う。

【０００７】

【実施例】つぎに本発明の実施例について図面を用いて
詳細に説明する。

【０００８】図１は本発明にかかる磁気座標位置指示装
置の第１の実施例を示す上面および縦断面図である。同
図における１は円柱形の磁石で上下方向に着磁され、そ
の上面には非磁性体の円板１１が接着されており、該円
板１１の下方には例えば合成樹脂素材からなる盤１２が
取付けられ、下面は磁石１の底面と同じ厚み寸法にされ
て滑面に形成されている。

【０００９】２１，２２，２３および２４はそれぞれホ
ール素子であり、前述の磁石１の中心を直交座標原点と
して四方に広がる放射線上の等距離位置に配置されたも
ので、２１は＋Ｘ方向、２２は＋Ｙ方向、２３は−Ｘ方
向、および２４は−Ｙ方向に配置されたホール素子であ
る。そして、これらのホール素子２１，２２，２３およ
び２４には図示していない所定の比較回路が接続され、
図示のような原点位置に磁石１がある場合に各ホール素
子からの出力が一定になるように調節されている。

【００１０】３は磁性体で、磁石１と同一径の円柱また
は円筒形に形成され、４個のホール素子２１，２２，２
３，２４の中央位置に配置されている。３１は非磁性の
合成樹脂からなる環状の台板で、その周壁部は隔壁３２
の内側に収納され、上面中央部分には磁性体３の上面が
露出しており、該台板３１の上面を前記の磁石１を有す
る盤１２が移動自在に形成されている。なお、隔壁３２
は円板１１の移動範囲を制限するもので、後述する座標
位置指示域内からの逸脱するのを防止するものである。

【００１１】つぎにこのように構成された第１の実施例
の作動を説明する。座標位置の検出に際し磁石１を台板
３１上を移動させると、移動した方向のホール素子への
磁界が増加するが、反対側のホール素子への磁界は減少
するか、または変化を生じない。

【００１２】例えば、円板１１を移動させて＋Ｘ，＋Ｙ
方向の４５°に磁石１を動かすと、ホール素子２１，２
２の出力は同等に増大する。そしてホール素子２３，２
４が初期設定時に磁石１の大きさにより若干の磁束が鎖
交しているとき、それぞれ僅かに出力が減少する。この
場合、磁石１が小径のときは出力は殆んど無くなるが、
移動位置を正確に検出するためには、所定の寸法の磁石
が必要であることが実験上で確められている。

【０００１３】このように４個のホール素子の配置場所
と磁石との相互位置でホール素子の出力が変るもので、
比較回路からの出力が大きい程、磁石の移動距離が大き
く、したがって原点位置から離れたことが示されて、座
標位置が指示できることになる。

【００１４】なお、上述の磁石１と同形かより細い磁性
体３に円柱や厚肉の円筒を用いた場合には、磁石１が原
点位置から僅かに移動すると殆んどの磁束が磁性体３に
通ずることによりホール素子からの出力が小となるの
で、磁性体３の肉厚は薄いものか細いものが望ましい。
そして、ホール素子出力と磁石位置との関係の一例を示
すと、図２のような曲線となる。

【００１５】図３は第１の実施例における磁性体３に代
えて鉄板３４を用いて変形したものであり、このように
ホール素子の下方に磁性体の鉄板３４を敷くことにより
磁石１からの磁束が強く伝達され、位置検出の感度と精
度が向上することになる。

【００１６】つぎに図４は本発明の第２の実施例を示す
上面および縦断面図であり、磁気検出手段としてホール
素子に代えて磁気抵抗素子を用いたもので、図１と同一
の部分には同一の符合を付したものである。

【００１７】図４における４１〜４Ｎは磁気抵抗素子
で、磁界中では磁気抵抗が増加する磁気抵抗効果を有す
る半導体であり、その形状は細長い扇形に形成され、図
示のように磁石１を中心として放射状に配置されてい
る。そして各磁気抵抗素子からはリード線が引出され、
それぞれ電気抵抗値が計測されるように構成されてい
る。

【００１８】したがって第２の実施例を用いて移動した
磁石１の座標位置を検出する場合には、移動に対応する
抵抗変化の直線性が磁気抵抗素子のパターンにより複雑
となるが、十分に座標位置の指示が行えるものである。

【００１９】以上、本発明を上述の実施例によって説明
したが、本発明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であ
り、これらの変形を本発明の範囲から排除するものでは
ない。

【００２０】

【発明の効果】上述の実施例のように本発明によれば、
直交座標の原点を中心にして放射方向に複数の磁気検出
素子を配置してその出力の平衡をとり、移動位置の磁石
の発する磁界による磁気検出素子の出力に基づき比較し
て磁石の座標位置を検出するので、ロータリエンコーダ
のような複雑な機構を要しないため単純で安価に構成で
きるとともに、狭いスペースで座標位置が検出できると
いう効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる磁気座標位置指示装置の第１の
実施例を示す上面および縦断面図である。

【図２】本実施例における磁石位置とホール素子出力と
の関連の一例を示す曲線図である。

【図３】本実施例の一部を変形した縦断面図である。

【図４】本発明の第２の実施例を示す上面および縦断面
図である。

【符号の説明】

１…磁石 ３…磁性体 ２１〜２４…ホール素子 ３４…磁性体板 ４１〜４Ｎ…磁気抵抗素子

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】直交座標平面の原点位置を中心として放射
   線方向の少なくとも四方向に配置した磁気検出素子と、
   前記の平面の垂直方向に磁界を発生させる磁石と、該磁
   石の移動位置における磁界による磁気検出素子の信号を
   比較し磁石位置を指示する指示手段とを有することを特
   徴とする磁気座標位置指示装置。
2. 【請求項２】前記の磁気検出素子はホール素子か磁気抵
   抗素子かのいずれかであることを特徴とする請求項１記
   載の磁気座標位置指示装置。
3. 【請求項３】前記の座標の原点位置の下方に前記磁石に
   対応する磁性体を配置したことを特徴とする請求項１ま
   たは請求項２記載の磁気座標位置指示装置。
4. 【請求項４】前記の磁気検出素子群の下面に磁性体板を
   敷設したことを特徴とする請求項１記載の磁気座標位置
   指示装置。
5. 【請求項５】前記の磁気検出素子群の上面に前記磁石の
   摺動自在な非磁性体からなる滑面の薄板を設けたことを
   特徴とする請求項１記載または請求項２または請求項３
   または請求項４記載の磁気座標位置指示装置。