JPH07271500A - 機械的変数を電気的変数に変換する装置 - Google Patents

機械的変数を電気的変数に変換する装置

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JPH07271500A
JPH07271500A JP4577895A JP4577895A JPH07271500A JP H07271500 A JPH07271500 A JP H07271500A JP 4577895 A JP4577895 A JP 4577895A JP 4577895 A JP4577895 A JP 4577895A JP H07271500 A JPH07271500 A JP H07271500A
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contact pair
variable
sliding contact
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JP4577895A
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プシュ オラフ
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Deutsche Thomson Brandt GmbH
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Deutsche Thomson Brandt GmbH
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    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • GPHYSICS
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は機械的歪みを歪みに対応する電気的
変数に変換する費用効果に優れ、省電力形、高分解能形
の位置計測装置の提供を目的とする。 【構成】 本発明の装置は、摺動接点対の一端が少なく
とも二つの接触面に亘り電気的ドライブ信号でドライブ
され、上記摺動接点対の他端は平行に通された伝導体軌
道の間で移され、これにより、ドライブ信号は上記接触
した伝導体軌道を介して評価信号として伝送される。本
発明の装置は、例えば、スクリーン上のカーソルが赤外
線遠隔制御送信器で制御されるような開ループ及び閉ル
ープ制御技術に利用される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は少なくとも1次元の機械
的歪みをかかる歪みに対応する電気的変数に変換する装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】上記装置は、数平方センチメートルの面
積に対する送信器、或いは、所望位置の値の送信器とし
ての2次元位置計測装置として周知である。所望位置の
送信器の周知の例は、例えば、コンピュータ技術におけ
る「マウス」又は「トラックボール」、或いは、モデル
設計における「ジョイスティック」として遠隔的な制御
を行うため使用されている。
【0003】「マウス」又は「トラックボール」の主要
構造は、直交的に配置された二つのインクリメンタル形
回転エンコーダと、上記回転エンコーダの両方の軸を取
付け担持する受容部に回転自在に支持されるゴム状のボ
ールとからなる。あらゆる所望の向きに上記ボールを回
転させることにより、一方、或いは、両方の回転エンコ
ーダの軸は同時に変わるので、回転エンコーダの特定の
回転の変化はボールの回転運動の角度に対応する。評価
を行うための信号処理段は、通常、パルスを供給する回
転エンコーダの先に接続される。
【0004】「ジョイスティック」は、上記回転エンコ
ーダの代わりに、自在継手を介して制御レバーに接続さ
れた二つのポテンショメータを有する。制御レバーの各
位置にはポテンショメータ摺動部の対応する位置が割り
当てられるので、ポテンショメータの端子で取り出され
る電圧値を評価回路に供給し得る。上述の両方の考え方
における欠点は、製造コスト(材料及び工程)がかなり
高く、その上電力消費量が大きいことである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、費用効果に
優れた生産が可能であり、充分に高い分解能を有すると
共に電力消費量は著しく少ない(理論的には零)位置決
め及び位置計測装置の開発を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的は請求項1に
記載の装置により達成される。有利な改良点は従属する
請求項に記載されている。本発明により提案する少なく
とも1次元の機械的歪みを歪みに対応する電気的変数に
変換する装置は、摺動接点対の一端は少なくとも二つの
接触面上で電気的ドライブ信号によりドライブされ、上
記摺動接点対の他端は表面区画内で平行に通された特定
の分解能に必要な数の伝導体路の間で変位され、上記摺
動接点対の変位によって上記ドライブ信号は評価信号と
して上記接触した伝導体路を介して伝送される。
【0007】キャリヤ材料上の平行に通る伝導体路を元
の経路と直角になるよう延ばすことにより、1次元だけ
ではなく、同時に2次元でサンプリングと判定を行うこ
とが可能である。本発明の効果的な拡張は、直角をなす
ように通される伝導体路の数を増加させ特定の要求条件
に対応させることにより得られる。
【0008】実際上、伝導体路の数を増加させることに
より分解能が同じ程度に向上する利点が得られる。分解
能は、実質的に伝導体路の構造の精密さと、摺動接点対
の機械的精度と、及び/又は、装置の寸法とだけにより
制限される。サンプル領域を全部で4区画に分割するた
め更に二つの接触面を加えることが推奨される。その
上、伝導体路は、伝導体路が狭い180°の曲げ角でも
とに戻り、元からある伝導体路と再び平行になるよう配
置するのが好ましい。
【0009】二つの接触面を追加し、伝導体路をもとに
戻すことにより、正及び負のX範囲/Y範囲を検出し、
その上、個々の位置の点をドライブする能力は単に伝導
体路を通す場合よりも4倍高くなるという決定的な利点
が得られる。接触面をドライブし、伝導体路の一方又は
他方の端から取り出される評価信号を評価することは、
例えば、マイクロプロセッサにより取り扱われる。
【0010】
【実施例】以下に添付図面を参照してその例に限定され
ることのない実施例を詳細に説明する。図1に示す位置
計測装置の一実施例を使用して、2次元、かつ、最大で
17段階を分解することができる。
【0011】図2に示す如く、整数座標を有する点格子
は、デカルト座標系で表わすことができる。全体とし
て、一つの4分円に対し9×9=81個の位置があり、
四つの4分円の全てに対し17×17=289個の位置
がある。図1に示す位置計測装置は、四つの矩形状の接
触面A1乃至A4と、平行に並び蛇形に通された8本の
伝導体路L1乃至L8とを有する。キャリヤTRに設け
られた二つの摺動部SKの各々は、表面区画F1乃至F
4内にある伝導体路L1乃至L8の中の一つ又は二つを
使用、或いは、一つも使用しないで四つの接触面A1乃
至A4の中の二つを橋絡する二つの接点を有する。上記
表面区画F1乃至F4は、蛇形伝導体路上にあり、同図
に点線で示され接触面A1乃至A4に割り当てられてい
る。
【0012】摺動性接触キャリヤTRは、X及びYの両
方の方向に平行に動くことができるよう懸垂され、八本
の伝導体路L1乃至L8に関する回転は除くべきであ
る。X−/Y−平面における接触キャリヤの平行移動に
より、表面A1乃至A4の中の二つと、関係する表面区
画F1乃至F4内の伝導体路L1乃至L8の中の一つ又
は二つとの間に電気的接続が得られ、或いは、関係する
表面区画F1乃至F4内の伝導体路L1乃至L8の何れ
との間にも電気的接続が得られない場合もある。歪みの
大きさは八本の伝導体路により検出し得るようになる。
摺動接点SKが非常に広いためにラインL1乃至L8の
中の二本が橋絡される場合に、かかる実施例において、
値の大きい方のラインが評価される。いずれのラインを
評価するかは任意に定められるので、値の低い方のライ
ンを評価してもよい。同様に、評価はラインL1又はラ
インL8の何れから始めてもよい。
【0013】上記の位置計測装置は、特に、プロセッサ
の助けでドライブ、評価し得ることが利点である。この
ために、四つの矩形状接触面A1乃至A4は、各々の場
合に一つの制御ラインS1乃至S4を介してマイクロプ
ロセッサの出力ポートに接続され、八本の計測ラインL
1乃至L8はマイクロプロセッサの入力ポートに接続さ
れる。時分割多重方式を使用することにより、四つの接
触面A1乃至A4は、ユーザが随意的に指定し得る順に
個々に論理的1に設定され、このとき、伝導体路L1乃
至L8の中の何れの軌道が論理的1(ハイレベル)を伝
送するか、或いは、伝送するかどうかが入力ポートにお
いて定められる。上記の方法には、符号を含み2次元に
歪みを分解するために、八本の伝導体路を使用すること
ができるという利点がある。さもなければ、三つの非作
動状態の接触面は、夫々、プロセッサによって非常に高
い抵抗性に切り換える必要があり、或いは、角の2等分
線(45°)の方向に摺動接点SKの歪みがある場合に
は、ハイレベル側の接触面は、ローレベル側の接触部及
び接触面の両方を介してアースに短絡される。
【0014】図3はシーケンスコントローラの概要を示
す図である。プロセッサによる評価は、八本のラインL
1乃至L8がハイレベルであるかどうかを順次にテスト
することにより行われる。本発明のシーケンスコントロ
ーラの一実施例によればL8から始まる八本のラインの
各々には、上記ラインがハイレベル側にある場合に各次
元に対し符号と共にプロセッサのレジスタに個々に格納
される4ビットデータ語が割り当てられる。
【0015】符号を考慮しない場合に、両方の次元の4
ビットデータ語から8ビットデータ語が組み合わされ
る。かかる8ビットデータ語は直接に評価されるか、或
いは、都合のよい方法で、ドライブプロセッサのROM
内のテーブルを8ビットデータ語でアドレス指定しても
よい。特定の組合せの接触面の各対に特定の4分円を割
り当てることができるので、制御ラインS1乃至S4を
ドライブする際に、符号の判定は既にソフトウェア制御
の下で行われている。
【0016】角度計測を行なう必要がある場合、ソフト
ウェアで実行される極座標変換に基づいて同様に行われ
る。このために、ドライブプロセッサのROMにはテー
ブルが格納され、かかるテーブルは摺動接点対SKのX
及びY座標を用いて間接的にアドレス指定される。上記
テーブルには、各格子点に割り当てられた角度をテーブ
ルの型に依存した分解能で記憶することができる。元の
アドレスからのオフセットにより得られる第2のテーブ
ルには、上記の目的のために角度情報とは別個に付加的
データ語として伝送し得る速度ベクトルの大きさに関す
るデータを格納することができる。
【0017】例えば、テレビ用赤外線遠隔制御送信器に
かかる位置計測装置を使用する場合に、あらゆる所望の
方向であらゆる特定の点に摺動接点キャリヤを動かす
と、ドライブされたカーソルは、高速或いは低速で、摺
動接点キャリヤで先に定められた位置に向けてテレビス
クリーン上を移動する。かかる位置計測装置、位置決め
及び所望位置の値の送信器は、開ループ及び閉ループ制
御技術において広帯域の応用に利用することができる。
【0018】
【発明の効果】上記の説明の如く、本発明の装置を使用
することにより、ドライブ信号が理論的に損失のない方
法で接触面の接続部の悪影響をうけることなく、摺動部
と摺動部が接触する伝導体路とを介して伝導体路の端に
伝送される利点が得られる。別の観点において本発明に
よれば、接触面と伝導体路をキャリヤ材料上に費用効率
良く生産することができる利点がある。上記の生産は、
例えば、一回だけの操作で銅の積層形印刷回路基板に行
うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】正及び負のX/Y範囲を検出する位置計測装置
の図である。
【図2】4分円毎にアドレス指定可能な位置の格子を示
す図である。
【図3】位置計測装置の制御プログラムのフローチャー
トである。
【符号の説明】 A1,A2,A3,A4 接触面 F1,F2,F3,F4 表面区画 L1,L2,L3,L4,L5,L6,L7,L8
伝導体路 SK 摺動部 TR キャリヤ S1,S2,S3,S4 制御ライン

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも1次元の機械的歪みをその歪
    みに対応する電気的変数に変換する装置であって、摺動
    接点対の一端は少なくとも二つの接触面に亘り電気的ド
    ライブ信号によりドライブされ、上記摺動接点対の他端
    は表面区画内で平行に通された特定の分解能に必要な数
    の伝導体路の間で変位され、上記摺動接点対の変位によ
    って上記ドライブ信号は評価信号として上記接触した伝
    導体路を介して伝送されることを特徴とする装置。
  2. 【請求項2】 前記機械的歪みを2次元に分解し、前記
    伝導体路が一方の次元の歪みに対し使用されることを特
    徴とする請求項1記載の装置。
  3. 【請求項3】 前記伝導体路の数の増減により対応的に
    分解能の高低が生ずることを特徴とする請求項1又は2
    記載の装置。
  4. 【請求項4】 二つの接触面を対にして更に配置するこ
    とによって2次元の機械的歪みの分解は正及び負の両方
    の方向で行われることを特徴とする請求項1乃至3のう
    ちいずれか1項記載の装置。
  5. 【請求項5】 平行に通る前記伝導性トラックの向きを
    180°変え、該トラックをもとに戻すことにより、個
    々の位置の点をドライブする能力は4倍に高まることを
    特徴とする請求項1乃至4のうちいずれか1項記載の装
    置。
  6. 【請求項6】 前記ドライブ信号は前記接触した伝導体
    路を介してその端に評価信号として伝送されることを特
    徴とする請求項1乃至5のうちいずれか1項記載の装
    置。
  7. 【請求項7】 前記ドライブ及び前記信号の評価はマイ
    クロプロセッサにより取り扱われることを特徴とする請
    求項1乃至6のうちいずれか1項記載の装置。
JP4577895A 1994-03-10 1995-03-06 機械的変数を電気的変数に変換する装置 Pending JPH07271500A (ja)

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DE4408050:6 1994-03-10

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