JPS5820063B2 - 磁気音響キ−ボ−ド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔本発明の技術分野〕 本発明は磁気音響データ収集に関し、更に具体的には磁
気音響キーボードに関する。

本発明の目的は、温度等の外界変化に独立して遅延線上
で符号化された音響信号の解読を正確に制御することで
ある。

本発明の他の目的は、受は取られた各データ・ビットの
源を確実に識別できるキーボードを提供することである
。

〔背景の技術〕

先行技術において、線の端部に電気信号を印加してその
線の周囲に磁界を発生させ、その磁界を変えるために線
に向けて永久磁石を移動し、その移動に応答する磁歪線
に清って磁気音響パルスを送る技術が知られている。

この種のシステムに伴う問題は、信号が線に沿って伝播
する時間が温度その他のファクタの関数として変化する
ことである。

その結果、過去においてエラーを生じることが多かった
。

従って、本発明は、線の出力端で受取られた信号の源を
確実に識別することによって、そのようなエラーを克服
せんとするものである。

第１図に示される磁気音響キーボードは、１本の蛇行状
の磁歪線４より成るキーボードの１部分である。

蛇行の形状は便宜上図示されていないが、それはキーボ
ード上の全てのキーロケーションの下を通り遅延線とし
て働へ各々のキー６の下では、可動磁石５が機械的連結
部材２８によって固定されている。

磁石３及び５は永久磁石であることが望ましいが、電磁
石又はこれらの混合であってもよい。

可動磁石５の各々に隣接して磁石３が置かれているが、
磁石３は、遅延線に沿ったキーロケーションを指示する
ために、線４に隣接して固定されている。

クロック・パルス４０ （第２図をも参照）はパルス発
生器２によって発生され、キーボードを質問するため線
４へ印加される。

その質問は線４を通して電流を駆動することによつてな
され、それによって線４の周囲にその全長にわたって同
時に磁界が発生される。

磁石３及び５のいずれも存在しない時、線４の磁気状態
は、その周囲に磁界があるからといって何の磁歪作用も
生じないような状態である。

しかし、線４に隣接して磁石３又は５が存在し、それが
線４へ正しく方向づけられていれは、線４の周囲に磁界
が存在する時は常に、磁石３又は５はそれぞれねじれ音
響波Ｐ１又はＰ２を発生ずる（第２図）。

これらの音響波は線４を伝播されてそれに巻かれたセン
サコイル１０をピックアップする。

正しく方向づけられた作動位置から磁石５が移動される
と、線４によって監視される磁界が変化を受け、音響波
Ｐ２が除去又は変更される。

第１図に示されるように、往復運動はこの効果を生じる
。

キーの機構によって、作動に応答させて磁石の位置を引
込めたり延長したりすることが可能である。

音響波Ｐ１及びＰ２は略音速で伝播される（約２５００
ｍ／秒）３クロツク・パルスが線４へ電流を設定した時
間からセンサ・コイル１０ヘパルスが到着するまでの。

時間の遅延は、キーボード上のどのキーが動作されたか
を示す。

線４は長手方向の磁界中で伸長された線を磁歪材料でめ
っきすることによって製造することができる。

例えは、容易軸の環境下で、２５０マイクロメータのＢ
ｅ Ｃｕ ２線を２マイクロメータ厚の５０：５ＯＮ
ｉＦｅでめつきすることによって製造することができる
。

過去において、キーに１個の可動マグネット５を設けた
システムは、外部クロック同期問題が存在する場合、正
確な読取りを生じ得ないことが分った。

このような問題は、温度その他の変化を受ける線４上で
音響エネルギーの伝播速度が変動する結果として生じる
。

従って、磁石３を示すロケーションは信号を与えるが、
この信号は協同する電子回と糾合せられて自己クロッキ
ング動作をして伝播速度の不変性に対する依存性を除去
せしめる。

端末制御ユニットはプロセッサ２６からシングル・ショ
ット（ＳＳ）１４へ至るスタート線３０を含む。

シングル・ショット１４は１マイクロ秒の能動時間を有
し、それによって線２９上に出力が発生される。

この出力は８分割回路１５をリセットしかつ線駆動器１
６を能動化する。

線１駆動器１６はパルス発生器２をして線４を付勢せし
め、線４の中に電流パルスを生せしめる。

遅延線４に滑ったすべての磁石３によってパルスＰ１が
発生されそして作動した磁石５によってパルスＰ２が同
時に発生されるが、それらのパルスは一連の音響パルス
として遅延線４を伝播しセンサ・コイル１０により検知
される。

パルスはセンサ・コイル１０から増幅器１１、比較器１
２を介してシングル・ショット（ＳＳ）１３へ通される
。

シングル・ショット１３は５マイクロ秒の能動時間を有
し、シングル ショット１３のクロック出力３２（第２
図参照）の降下端により、線１７を介してシフトレジス
タ１９を刻時する。

この時点で、もしキー６が降下していれは、その作動し
た磁石５に基く「データ」パルスＰ２が到着し、比較器
１２は再び「１」状態になる。

シングル・ショット１３はオンのままであるから再びト
リ力されることはなく、線１８を介してシフト・レジス
タ１９のデータ入力へ「１」が入れられる。

それはシングル・ショット１３からのクロック信号３２
が降下する時である。

シフト・レジスタ１９は直列−並列シフトレジスタであ
る。

もしキー６及びその磁石５がアップになっていたら、シ
フト・レジスタ１９へ「０」が入れられたであろう。

センサ、コイル１０がパルスＰ１を検知するたびにシン
グル・ショット１３は線３５を通して出力信号を８分割
回路１５に与える。

従ってその回路１５は８個のパルスＰ１が検知されるた
びに線２１上に出力を発生する。

この出力はラッチ２０を能動化し、線２３を介してプロ
セッサ２６ヘフラグを与える。

ラッチ２０はケーブル２４を介してシフト・レジスタ１
９から受取られた値を保持し、ケーブル２５を介してプ
ロセッサ２６へそれを通す。

この実施例において、音響パルスがキーからキーへ移動
するのに必要な時間は８マイクロ秒になるように選択さ
れており、従ってその場合、プロセッサ２６は、６４マ
イクロ秒毎に８ビツトを記憶する。

このようにして８個のキー毎に各キー作動状態がプロセ
ッサ２６に与えられ、それらが分析されてどのキーが作
動されたかが検知される。

本発明の利点は、タイミングが非常に短い尺度（〜５μ
秒）で取られることである。

従って、タイミングの正確度は±０．５μ秒又は±１０
％で十分である。

この正確度はＴＴＬ回路で容易に達成可能である。

本発明の他の実施例は第３図及び第４図に示される。

それは多極磁石３′及び５′を配置し、センサ・コイル
の設計をするに当って、キー６′が押された時に幅が変
化するパルス・バーストを発生するようにしたものであ
る。

（第７図参照）。このバーストは包絡線検波器８によっ
て検波される。

包絡線検波器８は信号を整流すると共に平滑化し、比較
器１２の出力が２個の別個のパルスではなく幅が変化す
る１個のパルスになるようにする。

その他の解読回路は第１図の場合と同様である。

磁石３′Ｅｌび５′は線４の長手方向に清って相互に近
接して置かれる。

キー６が押された時の機機的余裕を保つために、それら
磁石の間にギャップが必要である。

更に、磁界がギャップで十分に拡散される限り、キー６
が押された時の磁石３′及び５′間のスペースを相当の
ものにすることができる。

しかし、パルスＰ１′がその前縁及び後縁の間で実質的
に降下し、その結果、包絡線検波器８の出力が、１つの
キー位置について、単一の方形波から分離した方形波へ
変えられるものであってはならない。

ここで理解すべきは、Ｎ極及びＳ極の対は線４を伝播さ
れる正弦波パターンを生じさせ、各各の対に１つの波形
サイクルが生じることである３従って、もし磁石５′が
上昇され、磁石３′が固定した位置にあれば、３つの音
響波のエネルギー・サイクルが１組となって線４を伝播
される。

もし磁石５′が押されて線４と相互作用を起せば、６つ
の波形サイクルが線４を伝播される。

それぞれの場合、包絡線検波器８は対応する方形波を発
生する３この方形波の長さはバーストの持続時間の関数
であり、その持続時間によって信号波形が符号化される
。

多極磁石３′及び５′は細長い磁石材料を切断してＮ極
及びＳ極を有するセグメントとし、それを工、ポキシの
如き接着材により基板へ固定することによって作ること
ができる。

他方、磁石３′及び５′の磁性材料は磁化可能な細長片
であってよく、この細長片はＵ形になった線の多数のル
ープによって磁化される。

そのループは相互に並列になって一連に接続され、強い
電流によって付勢されて多数のＮ及びＳ極を連続的に形
成する。

パルスに幅を持たせたことの利点は、そのパルスが到着
する方位が問題とならないことである。

即ち、パルスＰ、′はパルスＰ１の開始端で長いのが終
了端で長いのかを決定することができない。

線４は蛇行状に曲っているから、もし個別パルス方式を
採用すれば、各行で固定磁石及び可動磁石の順序を逆に
しなければならないことになる。

多極磁石方式を拡張して、キー当り３個の磁石を設けて
もよい。

これにより、２レベルの押下作用による自動的な反復多
機能キーを実現することができる。

キーがアップであるか、ダウンであるか、「自動反復」
ダウンであるかによって、出力が１００，１１０，１１
１になるように磁石が配置される。

１００，１１０，１０１の出力を利用してもよい。

第５図はキー６について３個の磁石を配置１ルたもので
あって、第１図の変更例である。

キーは２つの異った位置へ押し下げることができる。

換言すれば、キーの押し下げによって２つの異った値が
発生される。

磁石３及び５は前述したものと同様であるが、キー６に
ついて第３の磁石９が設けられている。

磁石９は磁石５と同じように動かすことができる。

磁石９はキー６と磁石５及び９との間に設けられた機械
的連結部材２８によって動かされる。

その連結部材は先ず磁石５を作動させることができ、次
いでキー６を更に強い力で押し下げることによって、磁
石９を作動させることができる。

第１図の場合と同じように、磁石３，５゜９はそれぞれ
音響パルスＰ１． Ｐ２． Ｐ３を発生する（第６図）
。

第６図はＰｌ、Ｐ２．Ｐ３として比較器１２の方形化さ
れた出力を示す。

これらのパルスは一連の音響パルスとしてセンサ・コイ
ル１０に到着する。

パルスＰ１は磁石３を示すロケーションから生じ、この
パルスは磁石５によって生じたパルスＰ２及び最後のパ
ルスＰ３よりも先に来る。

パルスはセンサ・コイル１０から増幅器１１及び比較器
１２を通ってシングル・ショット１３に達する。

シングル・ショット１３は、その出力パルス３２の降下
端によりＯＲ回路３６を介してシフトレジスタ１９を刻
時する。

その時間は、第６図で示されるように、パルス３２が生
じた時間（１＝０）から３マイクロ秒後であって、磁石
５によって生じたパルスＰ２の略中間にある。

かくて、もしキー６がダウンであれば、パルスＰ２が到
着し比較器１２は「１」状態にある。

従って、ＯＲ回路３６はパルスＰ２の間オンであるから
、線１８上の信号Ｐ２はデータとして受入れられる。

そしてクロック人力パルス３２は１＝０から３マイクロ
秒後に降下する。

次いでシングル・ショット３１がシングル・ショット１
３の出力パルス３２の降下によってトリガされる。

そして更に２マイクロ秒の後、ｔ＝５マイクロ秒になっ
た時、シングル・ショット３１の出力パルス３３が降下
してＯＲ回路３６の出力を降下させる。

それはシフト・レジスタ１９を再び刻時して、第２のデ
ータ ビットＰ３のために線１８を介してデータ入力を
受取らしめる。

これはデータ・ビットＰ３がｔ＝５において磁石９から
発生されてセンサ・コイル１０によって受取られている
場合である。

第７図はセンサ・コイル１０の代りに使用される変更例
を示す。

センサ・コイル１０′は線４に巻かれた右巻き部分１０
１を含む。

他方、センサ・コイル１０′の部分１゛０３は左巻きで
ある。

所望ならば、２つの部分１０Ｌ１０３は点１０２で結合
されたアースされる。

このセンサ・コイルの利点は、コイルの環境にある６０
サイクル・ハムの如き長いＡ、 Ｃ，波長を識別するこ
とである。

１つの部分の長さは、磁石上の磁極間のスペースに等し
い。

〔産業上の利用性〕 本発明はキーボード・システムへ利用することができる
。

何故ならば、温度その他のファクタによって影響を受け
る線を介して音響エネルギーが伝播される場合に、その
伝播速度の変動に依存しない自己クロッキング装置を提
供することができるからである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従うキーボード・システムの電気的及
び機械的略図、第２図は磁気音響パルス及び電気的クロ
ック・パルスを時間の関数として表わしたパルス・タイ
ミング図であって上部のパルス列は第１図のシフト・レ
ジスタで受取られるデータを示し下部のパルス列は第１
図の線へ印加される電気的クロック・パルスを示し、第
３図は第１図の変更例であって各キー位置のために線を
伝播されるエネルギのパルス・バーストを伸長された磁
石が発生しキーの位置に従って変化する入力を包絡線検
波器が与えることを示し、第４図は第３図のために表わ
されたパルス・タイミング図を示し、第５図は第１図に
類似しているが３位置に磁石を有するキーの２つの磁石
が順次に作動され第３の磁石は固定されている場合を示
し、第６図は第５図のためのパルス・タイミング図であ
り、第７図は第１図、第３図、第５図に示されるセンサ
・コイルのための変更された巻き状態を示す略図である
。 ２・・・・・・パルス発生器、３・・・・・・磁石、４
・−・・・・磁歪線、５・・・・・・磁石、６・・・・
・・キー、１０・・・・・・センサ・コイル、１１・・
・・・・増幅器、１２・・・・・・比較器、１３゜１４
・・・・・シングル・ショット、１５・・・・・・８分
割回路、１６・・・・・・線駆動器、１９・・・・・ラ
フト・レジスタ、２０・・・・・・ラッチ、２６・・・
・・・プロセッサ、２８・・・・・・連結部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数のキーの各々に連結された可動磁石に沿って磁
   気音響遅延線が設けられ、該遅延線を介してパルス信号
   を伝播させることにより、作動されたキーを検知する磁
   気音響キーボードにおいて、前記可動磁石の各々に隣接
   して且つ前記遅延線に関して所定の位置に複数の固定磁
   石を設け、前記固定磁石の各々は前記パルス信号に応答
   して関連するキーの位置を表わす信号を発生し、前記可
   動磁石は作動されたキーの位置を表わす信号を前記関連
   するキーの位置を表わす信号に隣接して発生するように
   したことを特徴とする磁気音響キーボード。