JPS60135819A

JPS60135819A - 座標位置検出装置

Info

Publication number: JPS60135819A
Application number: JP24912583A
Authority: JP
Inventors: Azuma Murakami; 東村上; Yoshinori Taguchi; 田口　義徳
Original assignee: Wacom Co Ltd; Wakomu KK
Current assignee: Wacom Co Ltd; Wakomu KK
Priority date: 1983-12-26
Filing date: 1983-12-26
Publication date: 1985-07-19

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】（技術分野）本発明は位置指定用磁気発生器で指定された位置を検出
する装置に関し、特に磁歪効果を有する磁歪伝達媒体を
伝搬する磁歪振動波を利用して位置指定用磁気発生器で
指定された位置を検出する位置検出装置に関するもので
ある。

（従来技術と問題点）従来のこの種装置は、例えば特公８ｉ６−３２６６８号
公報に見られるように、位置指定用磁気発生器で瞬時的
磁場変動を発生させた時から、この瞬時的磁場変動に工
９磁歪伝達媒体中に生起し−た磁歪振動波が該磁歪伝達
媒体を伝搬し磁歪伝達媒体の端部に設けた検出コイルで
検出されるまでの時間を処理装置で算出し、この算出値
から位置指定用磁気発生器で指定された位置を検出する
のが一般的でめる。しかしながら、このような構成では
、位置指定用磁気発生器で瞬時的磁場変動を発生させた
タイミングを処理装置側へ通知する必要性から、位置指
定用磁気発生器を信号線にニジ処理装置に接続しておく
必要があり、位置指定用磁気発生器の移動範囲、取扱い
が著しく制限さ２れる欠点があると共に、その応用範囲
も狭かった。特に、位置検出面が平面状の場合、位置指
定用磁気発生器の動き得る範囲も広くなるので長い信夛
線が必要となシ、操作性が悪化する欠点があった。

又、磁歪伝達媒体中を伝搬する磁歪振動波の速度Ｃ通詣
、約５０００°ｍ／秒）は、表面処理。

材質の不均一ζどにニジ各磁歪伝達媒体毎にばらつきが
ラリ、座標位置検出の精度が劣化する欠点が４）つた。

（発明の目的）本発明汀との工うな従来の欠点を改善したものであシ、
位置指定用磁気発生器がどこにも接続されず応用範囲が
広く、且つ検出精度の高い座標位置検出装置を提供する
ことを課題としている。

（発明の原理）磁歪伝達媒体中を磁歪振動波が伝搬する際、磁歪振動波
が存在する部位において機械的振動エネルギーの一部が
磁気的エネルギーに変換され、局部的に磁場変動が発生
する。そして、この磁場変動の大きさは機械的エネルギ
ーから電気的エネルサー（又は電気的エネルギーから機
械的エネルギー）への変換効率を示す係数Ｃ以下、電気
機械結合係数という）が大きくなる程大きくなり、電気
機械結合係数はあるバイアス磁界付近で最大となる。従
って、広い範囲にわたって電磁変換器を配設した磁歪伝
達媒体のある部位のみに位置指定用磁気発生器がら電気
機械結合係数が大きくなる程度の磁気がａＯわっている
と、磁歪伝達媒体の一端エシＤ口えられ該磁歪伝達媒体
を伝搬してきた磁歪振動波がその位置に到達したとき大
きな誘導起電力（磁歪振動波による誘導電圧）が発生す
る。従って、この大きな誘導起電力の発生タイミングを
検出すれば、磁歪振動波が磁歪伝達媒体の一端に加えら
れたときから位置指定用磁気発生器で指定された位置ま
で到達するのに要した時間を知ることができる。−！た
、同様にして磁歪伝達媒体の他端より７１０えられた磁
歪振動波が位置指定用磁気発生器で指定された位置まで
到達するのに要した時間を知ることもでき、位置指定用
磁気発生器は磁歪伝達媒体上の上記２つの時間の比に相
幽する位置にあることになる。ところでこの２つの時間
の比は各磁歪伝達媒体毎の磁歪振動波の伝搬速度のばら
つきや変動に関係なく、また磁歪伝達媒体の長さく厳密
にいえは磁歪振動波を加えた両端間の距離）は正確に知
ることができるから、前記２つの時間の比と磁歪伝達媒
体の長さヨシ指定された位置（座標）を高精度に検出す
ることが可能となる。

また、磁歪伝達媒体に瞬時的磁場変動を印加して発生さ
せた磁歪振動波の大きさも電気機械結合係数が大きくな
る程大きくなる。従って、広い範囲にわたって電磁変換
器を配設した磁歪伝達媒体のある部位のみに位置指定用
磁気発生器から電気機械結合係数が大きくなる程度の磁
気が加わっていると、その電磁変換器にノξルス電圧を
印加した場合、指定された部位でのみ大きな磁歪振動波
が発生する。そこで、磁歪伝達媒体の両端に別の電磁変
換器をそれぞれ設は磁歪振動波を検出すれば、大きな磁
歪振動波がそれらの電磁変換器に到達したとき誘導起電
力（磁歪振動波による誘導電圧）は大きくなり、これら
のタイミングを検出することにより、先と同様に指定き
れた位置を高精度に検出することが可能となる。

本発明は以上のような原理に基づき位置指定用磁気発生
器で指定された位置を検出するものであり、以下図面に
基づいて実症例を説明する。

（発明の実症例）第１図は本発明の一実確例に於けるＸ方向位置検出部の
構成説明図である。同図において、１ａ〜１ｄは磁歪効
果を有する材料で作られた磁歪伝達媒体であり、Ｘ方向
に沿って互にほぼ平行に配置される。磁歪伝達媒体１ａ
〜１ｄＨ１強磁性体であればどのようなものでも使用で
きるが、強い磁歪振動波を発生させる為に磁歪効果の大
きな材料たとえば鉄を多量に含むアモルファス合金が特
に望ましい。又、磁石を接近させても磁化され難い保持
力の小さな材料が好ましい。アモルファス合金としては
、例えばＦｅ６７ＣＯ１８ＢＩ４８　ｉｌ　（原子％）
　＋　Ｆｅ５ｔＢｔ３ａ８ｉ３−ｓＣｚ（原子％）等が
使用できる。磁歪伝達媒体１ａ〜１ｄは細長い形状をし
ており、その断面は長方形の薄帯状か円形の線状が望ま
しく、薄帯状の場合幅は数咽程度、厚さは数μｍ〜数１
０μｍ程度が製造も容易で且つ特性も良好である。アモ
ルファス合金は製造上、厚さが２０〜５０μｍの薄いも
のが作れるので、これを薄板状或は線状に切断すれは良
い。本実殉例でに、Ｆ　Ｃ８１Ｂ、　３．５８１３−ｓ
　Ｃ２（原子チ）から成る幅２咽、厚さ帆０２ｍｍの磁
歪伝達媒体を使用している。

２は磁歪伝達媒体１ａ〜１ｄ−の一端に配設されｉＸ方
向第１電磁変換器、例えばＸ方向第１コイルである。各
磁歪伝達媒体１３〜１ｄにそれぞれ対応するＸ方向第１
コイル２の各部分（以下、単にコイルと称す。）２３〜
２ｄｉ隣接するコイル同士で逆方向に巻回埒れており、
コイル２に電流を流した時に各コイル２３〜２ｄヨク生
起される磁束、又はコイル２に一方向の磁束が加わった
時に各コイル２　ａ−２ｄより生起される電圧が逆方向
となる如くしである。このため、コイル２にノξルス電
流を流した時に発生するパルス雑音や外部からの誘導等
が隣接するコイル２ａ〜２ｄ間で互いに打ち消し合って
弱められる。なお巻回数は図示例では１回であるが、２
回以上にしても良い。このＸ°方向第１コイル２は瞬時
的磁場変動をコイル面に垂直に発生させて磁歪伝達媒体
１　ａ　−１ｄ各々の巻回部位に磁歪振動波を生起させ
る為のものであシ、コイル２の一端は、磁歪振動波を発
生させるに足るノξルス電流を発生するパルス電流発生
器３の（＋）端子に接続され、その他端はその（→端子
に接続される。

４は基準位置指定用磁気発生器、例えば角磁石であり、
磁歪伝達媒体１ａ〜１ｄのＸ方向第１コイル２の巻回部
分に磁歪伝達媒体１ａ〜１ｄの長手方向に平行なバイア
ス磁界を加える為のものである。このようにバイアス磁
界を印加するのけ、少ない電流で大きな磁歪振動波の発
生を可能にすると共に、との磁歪振動波の発生位置を指
定する為である。即ち、磁歪伝達媒体１３〜１ｄの電気
機械結合係数は例えば第２図に示すようにあるバイアス
磁界のとき最大となるから、このような磁気バイアスを
第１のコイル２の巻回部分に印加しておくことにより、
この位置で効率良く磁歪振動波を発生することができる
。

５は磁歪伝達媒体１ａ〜１ｄの他端に配設されたＸ方向
第２電磁変換器、例えばＸ方向第２コイルであって、前
記Ｘ方向第１コイルと同様に、各磁歪伝達媒体１３〜１
ｄにそれぞれ対応する各コイル５３〜５ｄは隣接するコ
イル同士で逆方向に巻回されている。まり、うこのＸ方
向第２コイル５の一端は・ξルス電流発生器３と同様な
パルス電流発生器６の（＋）端子に接続され、その他端
にその（→端子に接続される。なお、その作用は前記Ｘ
方向第１コイル２と同様である。

又、７μ基準位置指定用磁気発生器、例えば角磁石であ
り、磁歪伝達媒体１ａ〜１ｄのＸ方向第２コイル５の巻
回部分に基準位置指定側角磁石４と同様な方向のバイア
ス磁界を加える為のものである。

８は磁歪伝達媒体１８〜１ｄの広い範囲にわたって配設
されたＸ方向第３屯磁変換器、例えばＸ方向第３コイル
であり、各磁歪伝達媒体１３〜１ｄにそれぞれ対応して
巻回されたコイル８ａ〜８ｄニジ成っている。このＸ方
向第３コイル８Ｔｒｉ磁歪伝達媒体１ａ〜１ｄを伝搬す
る磁歪振動波による誘導電圧を検出する為のものでめり
、巻回された領域が位置検出領域となる。

巻きピッチは誘導起電力を高める為に大きい方が好まし
く、例えばこの実施例では平均７ターン／ｃｔｎとして
いる。

各コイル８２〜８ｄの巻き方向は全て同一（この実施例
では左巻き）であシ、コイル８ａ。

８ｂの巻き約９間、コイル８ｂ、８ｃの巻き始め間、コ
イルｓＣ，ｓａＯ巻き約９間は互いに接続され、即ちコ
イル８ａ〜８ｄＨ直列に接続サレ、コイル８ａ、８ｄの
巻き始めは処理器９のＸ方向用入力端子にそれぞれ接続
される。従ってコイル８ａ〜８ｄは隣接するコイル同士
で接続の極性が逆になっておシ、コイル８に一方向の磁
束が加わった時に各コイル８８〜８ｄｊり生起される電
圧、又はコイル８に電流を流した時に各コイル８３〜８
ｄ工り生起される磁束が逆方向となる如くしである。こ
のため、Ｘ方向第１コイル２、Ｘ方向第２コイル５と同
様に、外部からの誘導や雑音が隣接するコイル８３〜８
ｄ間で互いに打ち消し合って弱められる。

又、１０は位置指定用磁気発生器を構成する磁性体で６
Ｄ、との実施例では直径３■、長さ５０■の棒磁石を使
用しているが、形状は板、リング、角等でもよく、又電
磁石でもよい。第１図ではこの棒磁石１ｏで指定されｍ
Ｘ方向の位置を検出しようとするものである。

今、第１図において、位置指定用棒磁石１゜がＮ極を下
にしてＸ方向第１コイル２のコイル面中心からＸ軸方向
の距離ｚｌ、又Ｘ方向第２コイル５のコイル面中心から
Ｘ軸方向の距離ｔ２の磁歪伝達媒体ｌａ上にあシ、電気
機械結合係数が大きくなる程度の磁気を真下の磁歪伝達
媒体１ａの一部に加えているものとする。

このような状態において、Ｘ方向・ξルス電流発生器３
からノξルス電流がＸ方向第１コイル２に印加されると
、Ｘ方向第１コイル２で瞬時的磁場変動が発生し、これ
が原因で磁歪伝達媒体１ａ〜１ｄのＸ方向第１コイル２
０巻回部分で磁歪振動波が生起する。この磁歪振動波は
磁歪伝達媒体１３〜１ｄ固有の伝搬速度（約５０００ｍ
／秒）で磁歪伝達媒体１ａ〜１ｄを長手方向に沿って伝
搬する。そして、この伝搬中において、磁歪振動波が存
在する磁歪伝達媒体１ａ〜１ｄの部位でその部位の電、
気機械結合係数の大きさに応じて機械的エネルギーから
磁気的エネルギーへの変換が行なわれ、その為Ｘ方向第
３コイル８に誘導起電力が発生する。

第３図ＵＸ方向第３コイル８に発生する誘導起電力の時
間的変化の一例をＸ方向第１コイル２にノξルス電流を
印加した時刻を１＝０として図示したものである。同図
に示すように、誘導起電力の振幅は時刻ｔ＝０直後と時
刻ｔｏからｔ１〜１２秒経過したあたりで大きくなシ、
他の時刻では小さくなる。時刻【＝０直後で誘導起電力
の振幅が大きくなるのは、Ｘ方向第１コイル２とＸ方向
第３コイル８間の電磁誘導作用によるものであり、時刻
ｔ　＝　ｔｌ−ｔ２において１サイクルの誘導起電力（
磁歪振動波による誘導電圧）の振幅が大きくなるのは、
Ｘ方向第１コイル２の巻回部分で発生した磁歪振動波が
磁歪伝達媒体１ａを伝搬して位置指定用棒磁石１０の直
下付近に到達し、その部分で電気機械結合係数が大きく
なった為である。位置指定用棒磁石１０を磁歪伝達媒体
の長手方向Ｘ方向に沿って移動させると磁歪振動波によ
る誘導電圧もそれに応じて時間軸上を移動する。従って
、時刻ｔ。からｔｌ〜【２までの時間を測定することに
工り磁歪伝達媒体ｌａ中を磁歪振動波が距離１．たけ進
むのに必要とする時間Ｔｌを検出することができる。

なお、この場合磁歪振動波が距離１１進んだ時点として
は、例えば第３図に示すように磁歪振動波による誘導電
圧の振幅が閾値−Ｂ１よシ小さくなった時点’３　ｒ閾
値Ｅ１ニジ大きくなった時点ｔ４を使用しても良く、又
、ゼロクロス点ｔ５を使用し−Ｃも良い。

また一方、同様にしてＸ方向ノξルス電流発生器６から
パルス電流がＸ方向第２コイル５に印加されると、Ｘ方
向第２コイル５で瞬時的磁場変動が発生し、これに工り
磁歪伝達媒体１８〜１ｄのＸ方向第２コイル５の巻回部
分で磁歪振動波が生起する。この磁歪振動波は磁歪伝達
媒体１３〜１ｄを前述した伝搬速度で長手方向に沿って
伝搬するが、該磁歪振動波が位置指定用棒磁石１０の直
下付近に到達すると、Ｘ方向第３コイル８に振幅の大き
な誘導起電力が発生する。従って、この時のＸ方向第２
コイル５にパルス電流を印加した時点より上記振幅の大
きな誘導起電力が発生した時点までの時間を測定するこ
とに、Ｊニジ、磁歪伝達媒体中を磁歪振動波が距離ｔ２
だけ進むのに必要とする時間Ｔ２を検出することができ
る。なお、この場合の磁歪振動波が距離ｔ２進んだ時点
としては前記同様に誘導電圧の振幅が閾値−Ｅｌ　、１
ニジ小さくなった時点、閾値ＢｌＪ：、！ｌｌ大きくな
った時点、又はゼロクロス点のいずれを使用してもよい
が、時間Ｔ、の場合と同一とすることが望ましい。

位置指定用棒磁石１０のＸ方向の座標値ＸはＸ方向第１
コイル２を基準位置とすると次式のようになる。

上記（１）式において、ＬはＸ方向第１コイル２とＸ方
向第２コイル５との間の距離（＝１１＋ｔ２）でアり既
知であるから、（１）式に計測した時間Ｔ１゜Ｔ２を代
入し演算することにＪニジ座標値ＸＵ容易にめることが
できる。又、上記（１）式より解るように座標値Ｘは磁
歪伝達媒体における磁歪振動波の伝搬速度に依存しない
がら高精度な位置検出がなし得る。

また、第１図において、位置指定用棒磁石１゜を磁歪伝
達媒体１ａ〜１ｄの長手方向に垂直な方向（Ｙ方向ンに
平行移動させ、位置指定用棒磁石１０のＮ極が磁歪伝達
媒体１ｂ〜１ｄの上に位置したときも、第３図と同様の
誘導電圧が得られる。これは、コイル８ａ、８ｃとコイ
ル８ｂ、８ｄの接続極性が逆であるが、コイル２ａ。

２ｃとコイル２ｂ’、２ｄの巻回方向を反対にしである
ことによる。従って、常に同一極性の磁歪振動による誘
導電圧を取り出すことができ、検出精度を高めることが
可能となる。また、コイル２ａ。

２Ｃとコイル２ｂ、２ｄの巻回方向を逆にしているので
、コイルにより発生する誘導電圧は互いに打ち消し合っ
て小さくなシ、Ｘ方向第１コイル２からＸ方向第３コイ
ル８に直接誘導される第３図の１０の直後の誘導電圧も
小さくなる。従って、Ｘ方向第１コイル２とＸ方向第３
コイル８の間隔を狭くすることができ、その分位置検出
領域を拡大することが可能となる。一般に、Ｘ方向第１
コイル部分の巻回方向又は接続極性を隣接するコイル同
士で逆にすればこの効果は得られる。

なお、第１図の構成において、位置指定用棒磁石１０が
磁歪伝達媒体１ａの上にある場合、位置指定用棒磁石１
０の極性或は基準位置指定用向磁石４の極性を図示と逆
にした場合、Ｘ方向・第１コイル２ａ或はコイル８ａの
巻き方向を艇向きにした場合、及びＸ方向第１コイル２
ａ或はコイル８ａの接続を逆極性にした場合、いずれも
磁歪振動波による誘導電圧の極性が反転することが実験
に工り確められている。

従って、第１図においてコイル８ｂ、８ｄの巻き方を反
対にした場合には、コイル２ｂ、２ｄの巻き方向を逆に
すれば、常に同一極性の磁歪振動による誘導電圧を取り
出すことができる。

第１図においてコイル８ａ〜８ｄＨ直列に接続している
が、誘導起電力は小さくなるがコイル８ａ〜８ｄを並列
に接続する構成としても良い。

なお、これまで述べた事柄はＸ方向第２コイル５とＸ方
向第３コイル８との間でも同様である。

第４図は第１図のＸ方向位置検出部を組合せて使用する
Ｙ方向位置検出部の構成説明図であり、ｌｌａ〜ｌｉｄ
ばＹ方向に沿って互いにほぼ平行に配列された磁歪伝達
媒体、１２ｒｉ磁歪伝達媒体１１ａ〜ｌｉｄの一端に配
設されたＹ方向第１電磁変換器、例えばＹ方向第１コイ
ル、１３けＹ方向第１コイル１２にノξルス電流を印加
して各磁歪伝達媒体１１ａ〜ｌｉｄに同時に磁歪振動波
を生起させるＹ方向用パルス電流発生器、１４は磁歪伝
達媒体１１ａ〜ｌｉｄのＹ方向第１コイル１２の巻回部
分にバイアス磁界を加える基準指定用磁気発生器、例え
ば角磁石、１５は磁歪伝、達媒体１１ａ−１ｉｄの他端
に配設されたＹ方向第２電磁変換器、例えばＹ方向第２
コイル、１６［Ｙ方向第２コイ／Ｉ／１５に）ξルス電
流を印加して各磁歪伝達媒体１１ａ〜ｌｉｄに同時に磁
歪振動波を生起させるＹ方向用・ぞルス電流発生器、１
７は磁歪伝達媒体１１ａ〜ｌｉｄのＹ方向第２コイル１
５の巻回部分にバイアス磁界を加える基準位！１８定用
磁気発生器例えば、角磁石、１８は磁歪伝達媒体１，１
３〜ｌｉｄの広い範囲にわたって配設されたＹ方向第３
電磁変換器、例えばＹ方向第３コイルである。前記Ｙ方
向第１コイル１２Ｆｉコイル１２ａ〜１２ｄ工、ｊ）構
成され、又Ｙ方向第２コイル１５はコイル１５ａ〜１５
ｄＪ：り構成され、これらは隣接するコイル同士で逆方
向に巻回されている。前記Ｙ方向第３コイル１８けコイ
ル１８ａ〜１８ｄｊ、９構成され、各コイル１８ａ〜１
８ｄの巻き方向は全て同一（この実施例では左巻き）で
あり、コイルＬ８　ａ　、　１８　ｂの巻き終シ間、コ
イル１８ｂ　、１８ｃの巻き始め間、コイル１８ｃ、１
８’ｄの巻き終９間は互いに接続され、コイル１８ａ、
１．８ｄの巻き始めは処理器９のＹ方向用入力端子に接
続される。即ち、第１図と同様に、コイル１８ａ〜１８
ｄ［直列に接続され、隣シ同士では接続の極性が逆にな
っている。

第４図におけるＹ方向第１コイル１２．Ｙ方向第２コイ
ル１５及びＹ方向第３コイル１８が巻回された磁歪伝達
媒体１１ａ〜ｌｉｄは、後で詳細するように、第１図に
おけるＸ方向第１コイル２．Ｘ方向第２コイル５及びＸ
方向第３コイル８が巻回された磁歪伝達媒体１ａ〜１ｄ
にできるだけ近接するように重ね合わされ、位置指定用
磁気発生器１０で指定されＵＹ方向の位置を検出するた
めのものである。なお、各部の構造及び限月は第１図と
同様であるから、その説明は省略する。

第５図は座標位置検出装置の検出部の構造例を示す平面
図、第６図は第５図Ａ　−Ａ’線に沿う断面図である。

同図に示すように磁歪伝達媒体１は補強材１９内に収容
され、Ｘ方向第１コイル２．Ｘ方向第２コイル５及びＸ
方向第３コイル８は補強材１９の周囲に巻回され、これ
らは非磁性の金属ケース２１の内部底面に設けた窪みに
挿入され、又磁歪伝達媒体１１は補強材２０内に収容さ
れ、Ｙ方向第１コイル１２．Ｙ方向第２コイル１５及び
Ｙ方向第３コイル１８は該補強材２０の周囲に巻回され
、これらは前記Ｘ方向の検出部の上に重ね合わされ、必
要に応じて接着剤等で固定される。

Ｘ方向第１コイル２．Ｘ方向第２コイル５及びＹ方向第
１コイル−１２，Ｙ方向第２コイル１５の一端は接地さ
れ、他端は導線で外部に取り出されてＸ方向用ノξルス
電流発生器３，６及びＹ方向用ノξルス電流発生５ｉ３
，１６にそれぞれ接−続′される。ｔｘ、Ｘ方向第３コ
イル８．Ｙ方向第３コイル１８の一端は接地され、他端
は外部に取シ出されて処理器９に接続される。基準位置
指定側角磁石４，７．１４及び１７は磁歪伝達媒体１，
１１の端部に対向するように金属ケース２１の内部底面
に固定されているが、磁歪伝達媒体１，１１の上方、下
方、側方に並列に配置しても良い。金属ケース２１には
非磁性体の金属工りなる蓋２２が被せられており、この
蓋２２の上で位置指定用磁気発生器１０を移動させるも
のである。

第７図は処理器９の実捲例を示す要部、ブロック図であ
る。同図において、演算処理装置２３は図示しないスイ
ッチ等より測定開始を示すは号を入カパツファ２４を介
して受け取り、出力バッファ２５を介してアナログスイ
ッチ２６へＸ方向指定［言分を出力しＸ人力へ切換える
と共に、出力バッファ２７を介してカウンタ２８へクリ
アは号を出力する。次に演算処理装置２３は第１のＸ方
向トリガノξルスを出力バッファ２７を介してカウンタ
２８のスタート端子及びＸ方向用Ａルス電流発生器３へ
出力し、Ｘ方向第１コイル２に所定の）ξルス電流を印
加し磁歪伝達媒体１に磁歪振動波を発生させる。また同
時にカウンタ２８はクロックツξルス発生器２９の出カ
ッξルス（）ξルス繰返し周波数は例えば５０ＭＨｚ）
のカウントを開始する。

前記磁歪振動波に基づいてＸ方向第３コイル８に発生す
る誘導電圧はアナログスイッチ２６を介して波形整形器
３Ｏに入力され所定のノ々ルス］言分に波形整形される
。該ノξルス１言分はカウンタ２８のストップ端子に送
出されそのカウントを停止すると共に、入力バッファ３
１を介して演算処理回路２３に読み込捷れる。演算処理
回路２３に該ノξルス信号を読み込むと、入カパツファ
３１を介してカウンタ２８のカウント値を読み込み、一
時記憶する。このカウント値は磁歪振動波が磁歪伝達媒
体１のＸ方向第１コイル２の地点より位置指定用棒磁石
１０の地点まで、即ち距離ｔｘ進むのに必要とする時間
Ｔｌに対応したディジタル値となる。

次に演算処理装置２３は再度、カウンタ２８へクリア言
分を出力すると共に、第２のＸ方向トリガノξルスをカ
ウンタ２８及びＸ方向用ノξルス電流発生器６に出力し
、Ｘ方向第２コイル５、ｌ：、！；ｌ磁歪振動波を磁歪
伝達媒体１に発生させ、前記同様にして磁歪振動波が距
離ｔ２進むのに必要とする時間Ｔ２に対応したディジタ
ル値を得る。

演算処理装置２３は該時間Ｔ２に対応したディジタル値
と前記時間Ｔ１に対応したディジタル値を用いて前記（
１）式の演算処理を実行し、位置指定用磁気発生器１０
のＸ方向の位置データをめる。

ついで演算処理装置２３に前記同様にしてＹ方向層ノξ
ルス電流発生器１３．１６を順次動作させ、磁歪振動波
が磁歪伝達媒体１１中をＹ方向第１コイル１２及びＹ方
向第２コイル１５の地点よシ位置指定用磁気発生器１０
の地点まで進むのに必要とする時間を検出し、前記同様
の演算処理を実行して位置指定用磁気発生器１０のＹ方
向の位置データをめる。このようにして得られた位置デ
ータは演算処理装置２３で他の演算処理を受けたり、出
力パゾファ３２を介してディジタル表示器３３に表示さ
れた９、あるいｕｘ、−ｙ表示装置３４上に図形データ
として記録される。

第８図は本発明の別の実施例におけるＸ方向位置検出部
の構成説明図である。同図において、３５は磁歪伝達媒
体１ａ〜１ｄの一端の所定範囲にわたって配設され２ｘ
方向第１電磁変換器、例えばＸ方向第１コイルであり、
又、３６は磁歪伝達媒体１８〜１ｄの他端の所定範囲に
わたって配設されπＸ方向第２電磁変換器、例えばＸ方
向第２コイルである。Ｘ方向第１コイル３５けコイル３
’５　ａ〜３５ｄよシ成り、又、Ｘ方向第２コイル３６
はコイル３６ａ−３６ｄＪ：５成っており、各コイル３
５ａ〜３５ｄ　、３６ａ　−３６ｄは巻き方向が全て同
一（この実砲例ヤは左巻き）であるが、隣接するコイル
同士で接続の極性が逆になっている。従って、第１図の
コイル２ａ〜２ｄ、５ａ〜５ｄと同様に、コイル３５ａ
−３５ｄ　、３６ａ−３６ｄにノクルス電流を流した時
にコイルから発生する誘導電圧は互いに打ち消し合って
小さくなる。このコイル３５ａ−３５ｄ　、３６ａ−３
６ｄは瞬時的磁場変動を発生させて磁歪伝達媒体１ａ〜
１ｄに磁歪振動波を発生させるためのものであり、磁歪
伝達媒体１３〜１ｄに巻回され罠領域が磁歪振動波の発
生領域となる。

また、３７．３８は移動自在な基準位置指定用磁気発生
器、例えば角磁石であシ、Ｘ方向第１コイル３５、Ｘ方
向第２コイル３６上の任意の部位に配置され、磁歪伝達
媒体１ａ〜１ｄに局部的に長手方向に平行なバイアス磁
界を７１０えて磁歪伝達媒体１ａ〜１ｄに生起させる磁
歪振動波の発生位置を指定する。

とのＸ方向位置検出部は、これと同様なＹ方向第１コイ
ル、Ｙ方向第２コイル及び基準位置指定用磁気発生器を
有するＹ方向位置検出部（図示せず）と組合わせて使用
され、位置指定用棒磁石１０で指定された位置と基準位
置指定用磁気発生器で指定する位置との間のＸ方向及び
Ｙ方向の座標位置が検出される。なお、その他の構成・
作用は前記第１図乃至第７図の実施例と同様である。

また、この実施例ではＸ方向−第１コイル３５゜Ｘ方向
第２コイル３６の巻きピッチを一定としているが、Ｘ方
向第３コイル８に近接する側より他側に向けて徐々に密
となるように巻回しても良く、この場合には磁歪振動波
の減衰にニジ誘導起電力が小さくなるのを補なうこセが
できる。

以上の実施例では第１のコイル及び第２のコイルを磁歪
振動波の発生用に使用し、第３のコイルを磁歪振動波の
検知用として使用したが、発明の原理の項で述ベア’Ｃ
ように第３のコイルを磁歪振動波の発生用としてノξル
ス電流器に接続し、第１のコイル及び第２のコイルを磁
歪振動波の検知用として処理器に接続する構成にするこ
ともできる。

なお、磁場（磁束）変動を電圧、電流等の変化に変換し
、又は電圧、電流等の変化を磁場変−動に変換する素子
、装置類を本発明では特に電磁変換器と呼ぶものとする
。実施例では電磁変換器としてコイルを用いたが、これ
に限らｆ、Ｌることはなく、特に第１及び第２の電磁変
換器として磁気ヘッドを用いれば、外部に漏れる磁束が
極めて少なくなシ、より高精度な座標位置の検出が可能
となる。

（発明の効果）以上説明したように互いにほぼ平行に配列された複数の
磁歪伝達媒体をＸ方向、Ｙ方向にほぼ垂直に交叉するよ
う重ね合わせ、これに第１゜第２及び第３の電磁変換器
を配設し、この第１及び第２の電磁変換器又は第３の電
磁変換器の一方にノξルス電流を加えてから他方の電磁
変換器に磁歪振動波による２つの誘導電圧が現われるま
での２つの時間を検知してこれらより位置指定用磁気発
生器の座標位置検出を行なうため、位置指定・用磁気発
生器は何ら信号を取シ出す必要がな゛く、従って装置の
どの部分とも接続されず取扱いが容易となると共に、前
記２つの時間の比は磁歪伝達媒体の磁歪振動波の伝搬速
度のばらつきや変動に無関係となシ、より高精度な座標
位置検出がなし得る。また、位置指定にけ磁歪伝達媒体
の指定部位の電気機械結合係数を高める磁界を与えるの
みでよいから、位置指定用磁気発生器を必ずしも検出面
に近接させる必要はなく、磁性体以外の物体を介在させ
て数ｍ以上の間隔金あけてもよく、この場合でも非常に
高い分解能をもって位置検出できる等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実癩例におけるＸ方向位置検出部の
構成説明図、第２図は磁気バイアス対電気機械結合係数
の特性図、第３図ａＸ方向第３コイル８に発生する誘導
起電力の時間的変化の一例を示す線図、第４図は第１図
のＸ方向位置検出部と組合せて使用するＹ方向位置検出
部の構成説明図、第５図は位置検出装置の検出部の構成
例を示す平面図、第６図は第５図のＡ、−Ａ／線に沿う
断面図、第７図は処理器９の実権例を示す要部ブロック
図、第８図は本発明の別の実殉例におけるＸ方向位置検
出部の構成説明図である。１ａ〜１ｄ・・・Ｘ方向の磁歪伝達媒体、２・・・Ｘ方
向第１コイル、３，６・・・Ｘ方向の・ξルス電流発生
器、４，７・・・基準位置指定用角磁石、５・・・Ｘ方
向第２コイル、８・・・Ｘ方向第３コイル、９・・・処
理器、１０・・・位置指定用磁気発生器１１ａ〜ｌｉｄ
・・・Ｙ方向の磁歪伝達媒体、１２・・・Ｙ方向第１コ
イル、１３．１６・・・Ｙ方向のノξルス電流発生器、
１４．１７・・・基準位置指定用角磁石、１５・・・Ｙ
方向第２コイル、１８・・・Ｙ方向第３コイル特許出願人　株式会社　ワコム代理人　弁理士　吉　１）精　孝

Claims

【特許請求の範囲】

（１）互いにほぼ平行に配列された複数のＸ方向の磁歪
伝達媒体と、互いにほぼ平行に配列された複数のＹ方向
の磁歪伝達媒体とが互いにほぼ垂直に交叉するように重
ね合わされた構成を有し、且つ、前記複数のＸ方向の磁
歪伝達媒体の一端に配設され７ｖＸ方向第１電磁変換器
と前記複数のＹ方向の一磁歪伝達媒体の一端に配設され
たＹ方向第１電磁変換器とから成る第１の１磁変換器と
、前記複数のＸ方向の磁歪伝達媒体の他端に配設されｅ
ｘＸ方向第２電磁変換器前記複数のＹ方向の磁歪伝達媒
体の他端に配設されｆｃＹ方向第２電磁変換器とから成
る第２の電磁変換器と、前記複数のＸ方向の磁歪伝達媒
体の広い範囲にわたって配設されたＸ方向第３電磁変換
器と前記複数のＹ方向の磁歪伝達媒体の広い範囲にわた
つて配設されたＹ方向第３電磁変換器とから成る第３の
電磁変換器と、該第３の電磁変換器又は前記第１の電磁
変換器及び第２の電磁変換器の一′方に・ξルス電流を
印加して前記各磁歪伝達媒体に磁歪振動波を生起させる
ノξルス電流発生器と、該磁歪振動波が生起してから前
記第１の電磁変換器及び第２の電磁変換器又は第３の電
磁変換器の他方に磁歪振動による２つの誘導電圧が現わ
れるまでの時間をそれぞれ検知しこれら２つの時間の比
エリ座標位置データをめる処理器と、前記磁歪伝達媒体
の局部的な電気機械結合係数を大きくする程度の磁気を
発生する位置指定用磁気発生器とを具備したことを特徴
とする座標位置検出装置。
（２）第１の電磁変換器及び第２の電磁変換器により生
起される磁束又は第１の電磁変換器及び第２の電磁変換
器に生起する電圧、電流の方向が、各磁歪伝達媒体毎或
いは隣接する２個以上の磁歪伝達媒体毎に逆方向となる
工うに第１の電磁変換器及び第２の電磁変換器を構成し
たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の座標位
置検出装置。
（３）第３の電磁変換器に、ｃシ生起される磁束又は第
３９電磁変換器に生起する電圧、電流の方向が、各磁歪
伝達媒体中或いは隣接する２個以上の磁歪伝達媒体毎に
逆方向となるように第３の電磁変換器を構成したことを
特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の座標
位置検出装置。
（４）第１の電磁変換器及び第２の電磁変換器を、第３
の電磁変換器に近接している一側から他側に向って徐々
に磁歪伝達媒体との電磁結合が密となるように構成した
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項いず
れか１項記載の座標位置検出装置。
（５）磁歪伝達媒体を収容するスペースを有する補強材
を備えたことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第
４項いずれか１項記載の座標位置検出装置。
（６）磁歪伝達媒体と第１．第、２及び第３の電磁変換
器を非磁性体の金属ケースに収容したことを特徴とする
特許請求の範囲第１項乃至第５項いずれか１項記載の座
標位置検出装置。
（７）第１及び第２の電磁変換器に近接して配置された
基準位置指定用磁気発生器を備えたことを特徴とする特
許請求の範囲第１項乃至第６項いずれか１項記載の座標
位置検出装置。