JPS61202101A - 位置及び変位のピツクアツプ装置とポテンシオメ−タ回路 - 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】 本発明は概説的には位置及、び／又は変位の計器・に関
し、詳しくはボテ゛ンシオメータ型の減衰器を形づくっ
てい゛る計器に関する。　　゛本発明はさらに詳しくは
人間の指の位置およヒ／マタは変位のピックアップ装装
置に関−する。　゛に沿って移動し、この抵抗の可、変
艶域と接するスライタ゛を有する、ボテン゛ζ芽、メニ
曇電圧分圧器は知られている。

本発明ムこの種の抵抗をもった計器で、スライダが人の
指又は可動素子に置換えられ、この抵抗の所定位置を、
抵抗に平行な導電素子の、一区域に押当て、この抵抗と
導電素子間を加圧面の範囲で電気的接触を行なわせる計
器を目的と”、している。

゛本発明は絶゛縁された長い第一基板面に作られた導電
バンドと、絶縁された長い第二基板面に作ら五た長さ方
向の抵抗バンドとを有し、両基・板め少くとも一方が柔
軟性で、両基板は抵抗バンドが導電バンドの面に近接し
て配置されるよ°゛う置゛かれ、かつ、それぞれ第一の
端部が械抗バンドの両端部に接続されている一対の導線
と、第一の端部が導電パン１５に接続されている第三の
導線を具えていることを特徴とした位置及び変位のビッ
ク′アップ装置を目的としている。

抵抗パンｌ：！′の基板が軟質で導電バンドの基板が剛
性であるのが望ましい。特に上記したピンクアップ装置
は、抵抗バンドの両端に接続された２つの導線の第２の
端部間に全電圧が印加されたとき、その電圧に対する比
として、換算された電位差が、導電バンドに接続された
第３の導線の第２端部と抵抗・ζンＰの一方の端に接続
された導線の第２端部との間でとり出されるよう４減衰
器を実現するために適用され名ことができる。

この種のピンクアップ装置では１．軟かい基板上を指ま
たは他の素子で圧すことによって、その圧力を加えた区
域と同等の区域における抵抗バンドと導電バンド間の局
部接触の性質を検査するだめの手段が予見される。さら
に３つの導線の第二端部に接続され、必要な場合には抵
抗バンドと導電バンドとの間の局部的接触が良好かどう
かを検査する手段をもったピンクアップ装置によって制
御される電子的アンサンプルを予見することができる。

何れにせよ本発明は次の補足説明並びに添付図面により
理解され、かつ補足説明と図面とは主として参考のため
のものであることは勿論である。

本発明、さらに特定的にいえば、例えば位置および変位
のピンクアップ装置を実現することを目°途として、選
択によって生ずることが考えられる応用の態様やその抽
々の部分を実現する態様の発明は、次のように、または
これに類似するように開示される。

先づ、本発明によるピンクアップ、装置の構造。

が示されている第１図乃至第３図、およびその　　′ピ
ンクアップ装置の動作が説明されている第４図および第
、５図を参照する。

本発明のピンクアップ装置は次のものを具、えている。

すなわち「コレクタ」と呼ばれる長い絶縁物の第一の基
板１であって、該基板は剛、＜、例えばエポキシ樹脂で
作られ、その上に例えば金又は銀のような貴金属で被覆
された銅の導体バンド又は導体面２が配設されたものと
い１−ピスト（ｐｉｓｔｅ　）　Ｊと呼ばれる長い絶縁
物の第二基板３であって、該基板は軟かく例えば″カブ
トノ′（Ｋａｐｔｏｎ　）で作られ′、基板上には例え
ば導電性プラスチック材の抵抗バンドまたは抵抗面４が
　。

配設されたものと、 一０対の導線５，６であって、それの第一端部がピスト
４の両端に接続されたものと、さらに第三の導線７であ
って、該導線の第一端部７ａがコレクタ２に接続された
ものである。

軟らかい基板３は剛い基板ｌに対して凹面となり、その
くぼみは例えば基板上に置かれた導電性プラスチック材
に相対峙している。

両基板１と３はその両側縁８と９に沿って一体になり、
したがって両基板の長さ方向に沿って中央部Ｅｆ）、を
隔が離れ、コレクタ２とピスト４の間には（特に第２図
で見られるように）通例空間１０がある。

さて、さらに詳細に第４図と第５図を参照す゛　ると、
軟かい基板３の上にその所定区域１２で　。

例えば指１１で加圧すると、ピスト４は第５図に詳細に
示すようにこの区域１２でコレクタ２に接触するように
なることが解る。区域１２の範囲でピスト４はコレクタ
２と機械的、電気的に接触をする。

−８＝ 第６図の左部（破線で矩形Ｘにより囲まれた部分）にみ
られるように、第１乃至、第３図の装・　　・置はポテ
ンシオメータの作用と同等な作用をする、すなわち指圧
が従来のポテンシオメータのスライダの役目をする。矩
形Ｘ内で抵抗ピスト４と、コレクタ２、並びに泥−の端
部・５ａ、６．ａ、　　’。

７ａを備えた導線５，６．７の略図が再び示されている
。

古典的なポテンシオメータのように、抵抗ピスト４は線
形のものでも関数的のものであってもよい。その上、そ
れは次の操作を行なうため、中央部分に中間タップおよ
び／または少くとも末端抵抗（後に、他の所で説明され
るように）をもつことができる。

本発明のピンクアップ装置では、一般に次°の比率 を定めるためにレシオメータ型測定が行なわれる。ここ
にｖ、、ｖ８．ｖｏ　は位置Ａ、　、　Ｂ　、　０　（
第６図参照）、すなわち導線５，６．７の第二端部の電
位にある。

第６図では位置Ａ、Ｂ、０で接続された３個の入力とデ
ジタル式力Ｓを含む処理用電子回路がブロックＹで概略
的に示されている。

第７図には、矩形Ｘに含まれている第６図の部分が説明
されている。しかし、ここでは末端抵抗１３が抵抗ピス
ト４と直列に接続され、抵抗ピスト４に接続されていな
い末端抵抗１３の端部１３ａは導線１４の第１の端部に
接続されている。

第７図にはそれぞれ素子４，２および１３に接続されて
いない、導線１４，５．７および６の第２の端部をそれ
ぞれＧ＋Ｂ１＋０１およびＤｌと表わされている。

本発明によるピンクアンプ装置に課せられた問題の一つ
は、区域１２内でピスト４とコレクタ２との間の接触を
制御することであり、特に加圧が真正でない（加圧して
も電気的接触が充分でない）場合の無意味な測定を除く
ため、例えば指によりピスト４上に働いている圧力の影
響のもとにおいて、その２つの素子間の良好な接触を検
出することである。

第８図に第７図の点Ａ、とＤｌの間の回路に電圧Ｕを加
えて、ＶＤｌに対する彬参←噂電圧ＶＢ□が観察された
とき　　　　　　　　　　時間ｔの関数として電圧■Ｂ
１（第７図の点Ｂ１における）の変化を示す曲線ｄを示
す。水平直線Ｗは良好な接触のしきい値を示し、ＶＢ工
はピスト４とコレクタ２（区域Ｃ）間の良好な接触の場
合にはしきい値Ｗ以下であり、ＶＢ、＋３（区域Ｃの外
部、ｌｐち区域Ｃの右または左で）接触していない場合
にはしきい値以上である。従って曲線ｄはピスト４上に
区域１２で指１１が押当てられて、（良好な接触区域Ｃ
で）非接触から接触へ推移する時に生ずる曲線である。

電圧ＶＢ□の変化は、指で加えられる圧力と、圧力が加
えられる面（それ故にコレクタ２で短絡されたピスト４
０区域ｅ、この区域は第６図に示す）！、並びに、電圧
Ｕおよび末端抵抗１３−１１＝ の値Ｒと、ピスト４の抵抗Ｐとに著しく依存する。

ｖ８、の変化は次式によって与えられる。

第９図と第１０図にはピスト４とコレクタ２の間の良好
で真正な接触を検出することを可能にする二つの回路が
示される。

第９図ではそれぞれの抵抗値Ｒ，，Ｒ２の２個の抵抗１
６．１７を有する分圧器により定義される極性電圧■。

に対する関係によってＶＢ□の変化を検出するためコン
パレータ１５が用いられる。コンパレータ１５は、ＶＢ
１が、第８図で定義されるしきい値Ｗの電圧に事実上対
応しかつ、分圧器１６．１７で得られる■。より高いと
きには有効な出力信号■を発する。有効な信号Ｖがない
ということはピスト４とコレクタ２との間で接触がない
か、真正でないかであシそして測定が除かれなければな
らないことを意味する。

第１Ｏ図の場合には、ピスト４とコレクタ２との間の良
好な接触を確認するため、アナログマルチプレクサ１６
ｂとＡ／Ｄ　（またはアナログ／デジタル）コンバータ
１７ｂが■８□−ＶＤ１と■ｃ１−■Ｄ１の測定のため
に用いらｎている。マルチプレクサ１６ｂは電圧■３□
とＶ。１を多頁入力し、マルチプレクサ１６［）の出力
はそれぞれ正負の基準電圧として電圧ｖカ、と■Ｄ１を
入力するコンバータ１７ｂの主入力を構成する。デジタ
ル出力はＳｌにおいて使用可能で、該出力はぎスト４と
コレクタ２との間の接触が真正な場合には、有効信号ｖ
１によって構成される。

本発明のピンクアンプ装置は、減衰器として役立つばか
りでなく、指を、装置に対して運動する素子に置換えた
場合に、例えばこの可動素子（必要ならば指でもよい）
の位置、変位および／または速度の各種の情報を与える
こともできる。また、本発明のピックアップ装置で制御
作用を行なわすこともできる。

この計器は、異なった仕様すなわち増分や絶対値の測定
、並列や、直列に接続され、同期をとって動作させる等
の仕様で動作させることができる。

第１１図、第１２図および第１３図では第６図と第７図
に略図化した体端抵抗を付けてまたは付けずに）ような
本発明のピンクアンプ装置を使用する処理の３つの実施
態様が示されている。

第１１図には、良好な接触の場合に有効信号■を出力す
るためのコンパレータ１５を備えた第９図の回路が再度
挙げられている。所謂処理ユニットは、主入力にＶ。１
を入力し、それぞれ正負の基準入力にＶＢｌ、■Ｄ１を
入力するＡ／Ｄコンバータ１８を備える。コンバータ１
８の出力Ｓ２は、コンパレータ１５の出力が有効信号Ｖ
を出力する場合にはピスト４とコレクタ２との間の接触
位置を直接に示す。出力Ｓ２ハこの回路では絶対的であ
る（相対値でない）。

第１２図もまた、第９図を再現するが、良好な接触の場
合には有効信号Ｖを出力するコンパレータ１５を備え、
第１１図と同様にＢｌ　ｌ　０１１Ｄ１への接続につい
ては第１１図のＡ　／　Ｄコンバータ１８と同じ入力を
もつＡ　／　Ｄコンノ々−タ１８を備えている。

第１２図の回路は、コンバータ１８によってその出力側
Ｓ２に出力される、先のデジタル信号値Ｓ３を保持する
ために、レジスタまたはメモリ１９が備えられている点
で第１１図の回路と異保持されている先のデジタル処理
値を入力し、他の入力端子にはコン・々−タ１８の現在
のデジタル信号値を入力するコンパレータ２１を制御と
、コンパレータ２１の等化出力端子から出力されてノッ
トゲート２４を通るノット等化信号を受信したときのみ
その出力側に出力する。（その変形として、出力２１ａ
に接続される７１ソドゲート２２０入力が抑止入力であ
ると、別個にノットゲートを用いることが避けられる）
。

ｌｂ− 最終的に、出力２３には、一定時間間隔で出力されるデ
ジタル情報（クロック信号）があり、コンノミレータ２
１の出力２１ｂにはＳ４と８３の差の符号を指示する信
号がある。制御ユニツ）２０によって指示されるＳ４と
８３の間の比較毎に接触が良好であり、かつ、比較され
る２つの値Ｓ４と８３が異っているならば、出力２１ａ
上に判定の情報が出力され、また出力２３上には、場合
に応じてパルスが出力される。そのときは、絶対的に定
めた原点を参照することなく、指その他の可動素子の位
置の変化だけを示す相対情報すなわちインクリメントを
表示する。

第１３図に関しては、末端抵抗１３をもつピスト４とコ
レクタ２１ヒ、本発明のピックアップ装置の位置Ａ、　
、Ｂ、　、０１．Ｄ、　　で接続されたマイクロゾロセ
ッサ２５が使用されたものが示されており、電圧＋Ｕが
点Ａ１とＤ１間に印加されて、後者が接地されている。

そのマイクロプロセッサは例えばデジタル出力Ｓ４をも
つ、Ａ／Ｄコンバータを組込んだ８ビツトのモノサーキ
ットの型式μＰＤ７８１６（またはμＰＤ７８１１）で
よい。

第１４図は第１３図と同様にマイクロゾロセッサ２５ａ
が用いられており、それも同じようにμＰＤ７８１１ま
たはμＰＤ７８１６型でよい。このマイクロプロセッサ
は第１０図のマルチプレクサ］、６ｂとＡ／Ｄコンノζ
−夕１７ｂと同じ型のマルチプレクサ１６ａとＡ／Ｄコ
ンバータ１７ａを有シ、ユニツ）　１６ａおよび１７ａ
の接続は第１０図のユニット１．６ｂ　、　１７ｂの接
続と類似している。このマイクロプロセッサはコンノ々
−夕１７ａのデジタル出力Ｓに接続された補正ユニット
２６も備えるように準備され、マイクロプロセッサのデ
ジタル出力Ｓ５はデジタル信号」によって構成されてい
る。

次に第１５図を参照して第１４図のマイクロプロセッサ
２５ａの作用を述べる。作用を表わす流れ図で用いられ
る記号は予め次のように定められている。

ｇ：測定時にマルチプレクサ１６ａの多重人力Ｇ上にあ
る電圧の、コンバータ１７ａによって′与えられるデジ
タル値、す々わち■Ｂ１−■。、。

１］：測、定時に□マルチルクサ＋６ａの多重入力Ｈ上
にある電圧の、コンノクータ１７ａによって与えられる
デジタル値、すなわちＶＣ＋　−”Ｄ　Ｉ。

Ｗ：Ｇで読、出された値に対し良好な接触（指又は可動
素子の充分な圧力）であることを定めるしきい値（第８
図とその記載を見よ）■、：マルチプレクサ１６ａの多
重入力Ｈ上の、コンバータ１７ａで先に読出された値、
すなわち■。］　”■Ｄ　Ｉ Ｆ：「良好な接触」（例えば指の任意の作用）の情報を
メモリするインディゲータで、「良好な接触」のとき、
Ｆ＝１とする。

Ｊ：補正のデジタル値、すなわち「良好な接触」°情報
（Ｆ＝１）のある場合に、ｈの（’Ｈ上の）連続した２
つの測定値間の差、従ってピンクアップ裁置を作動させ
た状態におデる指、または可動素子の加圧区域の変位を
表わすデジタル値。

ンが次のように要約される。第１５図の流れ図を、いま
、参照する。

“　オペレーション１ニ システムの初期設定として（電圧を加えて）、゛　ピッ
クアップ装置に全く作用・を加えないで、ｇ値を読む。

システムを良好に動作させ、従ってピスト上にコレクタ
の「良好な接触」を検出するためのしきい値Ｗを計算す
る。Ｗとして読出されたｇの値から１を引算する。Ｗ＝
ｇ−１’“■、“とＩＩ　Ｆ　ＩＩのメモリを零にする
。

ｇ値を読む。

読出されたｇの値を、初期時に計算されたＷと比較する
。

もしＩがＷより小さいとピストのめる程度の部分が短絡
され計器上に指があるということし・なり、（「良好な
接触」）の繰返しが続けられる。

りがＷより太きいか等しいならば良好な接触が々いこと
が確かである。インディゲータＦをＩＩ　Ｏｌｌとおき
、次いでオペレーション３に進む繰返しをはじめる−０ もし条件が充されると、インディケータＦが１１　、　
ＩＩに作動される。

オペレーション７： ｇ値を読出す。

補正値（位置についての前の測定値と現在の測定値の差
）ｊ−！１ｔ−ＶＰを計算する。前の値■１を新らしい
値９に置換える。ｖ、＝ｇ インディケータＦをテストする もしＦ＝１ならば補正Ｊに送る。

Ｐ＝０ならばインディケータＦを１にしてオベレーショ
ン３　を４１’ｌする。

オペレーション１０： ０　　ピスト上の接触の変位置Ｊ（１補・・、）を送′
出し、次いでオペレーション３’ｋ　Ｍ　”’□する。

第１図乃至第３図に示した本ｙ′ｉ″ ツノ装置は操作が簡単で廉価であ、６＋’−＊拘らず、
減衰器、゛殊に触覚減衰器を構成・、例えはロゼツト化
の応用でピックアンプ装置に対し可動素子の位置、変位
および／または移動速度を定める装置を実現する種々異
なる回路で用いられることが解る。

高度に精密１等化器又は補正器、惹しくけ他の装置を実
現さ廿」ため第１図乃至第３図によ。

多数の計器を並列に並べうることも解る。

上記のことは勿論のこと本発明は特に考察された応用″
並びに実用の各種の形式のものに限るものではなく種々
の変更をも含むものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は完成された装置に用いる本発明の位置および変
位のピンクアップ装置の斜視図、第２図は第１図のｎ−
ｎ断面図、第３図は第１図の位置および変位ピックアッ
プ装置の分離図、第４図は抵抗バンドの一区域と導電バ
ンドとの間を接触させて使用する第１図の装置、第５図
・　は第４図のＶ−Ｖ断面図、第６図は従来のボテレシ
オメータを付した本発明の位置および変位のピンクアン
プ装置の類似品で、ピンクアップ装置の電気回路の使用
態様を示す図、第７″′図は末端抵抗のある本発明ピッ
クアップ装置の電気回路を示す図、第８図は接触した場
合としない場合の計器の出力電圧の時間的変化を示す図
、第９図と第１０図は抵抗バンドの一区域と導電バンド
間の良好な接触の存在を確認する二様の実施態様を示す
図、第１１図、第１２図、第１３図は末端抵抗を備えた
第１図乃至第３図のピンクアップ、装置の三種の電気的
態様を示す図、第１４図は末端抵抗のあるピンクアップ
装置の他の電子回路の実施態様を示し、第１５図は第１
４図回路の動作の流れ図である。 １．３・、・・基板　　　　２・・・導電／Ｓンド＝２
３− ４・・・抵抗バンド　　　５，９．．７’・・・導線ｇ
ａ　、　６ａ　、　７ａ・・・導線の第一端部８．９・
・・基才１の側縁　ＩＣ１０，空間１１・・・・指　　
　　　　１２・・・所定区域・　１３・・・末端抵抗　
　　１３ａ・・・末端抵抗の端部１４・・・導線 １５．２１・・・コンパレータ １６　’＋　１．７・・・分圧器 １６ａ、１６ｂ・・・マルチプレクサ　　′＋７ａ、１
７ｂ、＋８−−−Ａ／Ｄ−＋ｙノＳ−タ１ｐ・・・メモ
リ　　　　２０・・・制御ユニット２５．２５ａ・・・
マイクロプロセッサ２６・・・補正ユニット ２　特許出願人　エム、セ、べ。 代　　理　　人　　若　　林　　　　　忠２２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、絶縁された、長く固い第１基板（１）と、絶縁され
   た、長く軟かい第２基板（３）と、前記第１基板（１）
   面に設けられた導電バンド（２）と、 前記第２基板（３）面に設けられ、導電性プラスチック
   で作られている長い抵抗バンド（４）とを有し、前記両
   基板は、抵抗バンドが導電バンドの真向いに後者から僅
   かの距離のところに位置するように互いに配置され、さ
   らにそれぞれの第１端部（５ａ、６ａ）が抵抗バンドの
   両端に接続されている第１の導線（５）および第２の導
   線（６）と、 第１端部（７ａ）が導電バンドに接続されている第３の
   導線（７）を組合わせて含んでいることを特徴とする位
   置および変位のピックアップ装置。 ２、導電バンド（２）を支えている基板（１）は平坦で
   、抵抗バンド（４）を支えている基板（３）が導電バン
   ド（２）を支えている基板に向つて凹面を呈している特
   許請求の範囲第１項に記載の位置および変位のピックア
   ップ装置。 ３、基板の中の一方、就中導電バンド（２）を支えてい
   る基板（１）はエポキシ樹脂で作られているが、他方の
   基板、就中抵抗バンド（４）を支えている基板（３）は
   “カプトン”（Ｋａｐｔｏｎ）で作られている特許請求
   の範囲第１項または第２項に記載の位置および変位のピ
   ックアップ装置。 ４、抵抗バンド（４）と直列接続されている末端抵抗（
   １３）を含む特許請求の範囲第１項から第３項までの何
   れか１項に記載の位置および変位のピックアップ装置。 ５、特許請求の範囲第１項から第４項までの何れか１項
   に記載の位置および変位のピックアップ装置を含むポテ
   ンシオメータ回路。 ６、前記ピックアップ装置の出力電圧が、ある一定のし
   きい値を越えることを確認することにより、抵抗バンド
   （４）と導電バンド（２）の間の局所的な接触が良好で
   あることを検査する検査手段を含む特許請求の範囲第５
   項記載のポテンシオメータ回路。 ７、前記検査手段は、一方の入力端子には前記ピックア
   ップ装置の有効出力電圧（Ｖ＿Ｂ＿１）が受信され、他
   方の入力端子には基準電圧、就中、分圧器（１６、１７
   ）からの基準電圧（Ｖ＿Ｅ）を受信するコンパレータ（
   １５）で構成されてなる特許請求の範囲第６項に記載の
   ポテンシオメータ回路。 ８、前記検査手段は、前記ピックアップ装置の有効出力
   電圧と該ピックアップ装置の補助電圧（Ｖ＿Ｃ＿１）が
   入力されるマルチプレクサ（１６ｂ、１６ａ）と、マル
   チプレクサの出力が入力されるＡ／Ｄコンバータ（１７
   ｂ、１７ａ）より構成されてなる特許請求の範囲第６項
   に記載のポテンシオメータ回路。 ９、一方の入力端子でピックアップ装置の有効出力電圧
   （Ｖ＿Ｂ＿１）を、また、他方の入力端子で基準電圧（
   Ｖ＿Ｅ）、特に分圧器（１６、１７）からの基準電圧（
   Ｖ＿Ｅ）を受信するコンパレータ（１５）と、該ピック
   アップ装置の有効出力電圧（Ｖ＿Ｂ＿１）を受信するＡ
   ／Ｄコンバータ（１８）とを有し、前記ピックアップ装
   置の有効出力電圧が基準電圧より高いことをコンパレー
   タが示す場合でなければ前記コンバータのデジタル出力
   が伝送されない特許請求の範囲第５項に記載のポテンシ
   オメータ回路。 １０、さらにＡ／Ｄコンバータ（１８）の出力電圧を格
   納するために適した記憶ユニット（１９）と、コンパレ
   ータの現在の出力電圧（Ｓ＿４）を、その前に記憶ユニ
   ットに格納されていた出力（Ｓ＿３）とを比較するため
   のコンパレータ（２１）を備えている特許請求の範囲第
   ９項に記載のポテンシオメータ回路。 １１、前記特許請求の範囲第１項乃至第４項の何れか１
   項に記載の位置および変位のピックアップ装置と、該ピ
   ックアップ装置の有効出力の出力端子（Ｂ＿１）および
   該ピックアップ装置の他の出力端子（Ａ＿１、Ｃ＿１、
   Ｄ＿１）に接続されたマイクロプロセッサ（２５、２５
   ａ）との組合わせを含むことを特徴とした装置。 １２、特許請求の範囲第１項から第４項までの何れか１
   項に記載のピックアップ装置の複数を並列接続して含ん
   でいることを特徴とする等化または補正回路。