JPS6136823A - Position detector - Google Patents

Position detector

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JPS6136823A
JPS6136823A JP15649684A JP15649684A JPS6136823A JP S6136823 A JPS6136823 A JP S6136823A JP 15649684 A JP15649684 A JP 15649684A JP 15649684 A JP15649684 A JP 15649684A JP S6136823 A JPS6136823 A JP S6136823A
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coil
magnetostrictive
generator
pressure
transmission medium
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Yoshinori Taguchi
田口 義徳
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Abstract

PURPOSE:To attain an input action with high operability without setting any code, etc. by putting a pad containing a pressure-sensitive rubber sheet held between upper and lower electrodes on a position detecting surface and detecting the timing when a contact is obtained between said rubber sheet and a generator of magnetism for position designation. CONSTITUTION:A pressure-sensitive rubber sheet 12 has the resistance of several hundreds of KOMEGA/mm.<2> with no pressure applied and then several tens of OMEGA/mm.<2> when the pressure is applied. No current is virtually flowed between upper and lower electrodes 11 and 13 as long as no pressure is applied to the electrode 11 of a pad 10 from a generator of magnetism for position designation. Then the voltage of a DC power supply E emerges as it is at the input of a multivibrator 21, and the multivibrator 21 has no actuation. While said magnetism generator has a light contact with either area on the electrode 11. Thus a current flows between both electrodes 11 and 13 at the contact area of the magnetism generator. Then the voltage of the input terminal of the vibrator 21 is equal to an earth potential, and the vibrator 21 delivers a prescribed one-shot pulse.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は定常的な磁場を発生する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おいて、特
に位置指定用磁気発生器の操゛作性を良くした装置に関
するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to a position detection device that detects a position designated by a position designation magnetic generator that generates a steady magnetic field. The present invention relates to a device with improved operability.

(従来の技術) 第8図は従来のこの種の位置検出装置の一例を示すもの
で、長尺の磁歪伝達媒体1と、磁歪伝達媒体1の一端の
周囲に配設された第7コイル2と、磁歪伝達媒体1の広
い範囲の周囲に配設された第2コイル3と、パルス電流
発生器4と、処理装置5と、定常的な磁場を発生する位
置指定用磁気発生器1例えば棒磁石6と、バイアス用磁
性体7とからなっている。
(Prior Art) FIG. 8 shows an example of a conventional position detection device of this type, which includes a long magnetostrictive transmission medium 1 and a seventh coil 2 disposed around one end of the magnetostrictive transmission medium 1. , a second coil 3 disposed around a wide area of the magnetostrictive transmission medium 1, a pulse current generator 4, a processing device 5, and a position specifying magnetic generator 1 that generates a steady magnetic field, such as a rod. It consists of a magnet 6 and a bias magnetic body 7.

このような構成において、パルス電流発生器4より第1
コイル2にパルス電流を加えると、該第1コイル2で瞬
時的磁場変動が発生し、これにより磁歪伝達媒体1の該
M1コイル2の巻回部位に磁歪振動波が生起する。この
磁歪振動波は磁歪伝達媒体1固有の伝搬速度で長手方向
に沿って伝搬するが、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1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陶工ンルギーから磁気的
エネルギーへの変換が行われ、第2コイル3に誘導起電
力が発生ずる。
In such a configuration, the pulse current generator 4
When a pulse current is applied to the coil 2, an instantaneous magnetic field fluctuation occurs in the first coil 2, thereby generating a magnetostrictive oscillatory wave in the area where the M1 coil 2 of the magnetostrictive transmission medium 1 is wound. This magnetostrictive vibration wave propagates along the longitudinal direction at a propagation speed unique to the magnetostrictive transmission medium 1, but during this propagation, the electromechanical coupling coefficient of that part increases at a portion of the magnetostrictive transmission medium 1 where the magnetostriction vibration wave exists. Accordingly, the mechanical energy is converted into magnetic energy, and an induced electromotive force is generated in the second coil 3.

ここで、前記位置指定用磁気発生器6により磁歪伝達媒
体1のある部位が指定され、その部位に電気機械結合係
数が大きくなる程度の磁気が加えられていると、#起磁
歪振動波がその8位に到達した時、第2コイル3に大き
な誘導起電力が発生する。
Here, when a certain part of the magnetostrictive transmission medium 1 is designated by the position designating magnetic generator 6 and magnetism is applied to that part to an extent that increases the electromechanical coupling coefficient, #magnetostrictive vibration waves are generated at that part. When the 8th position is reached, a large induced electromotive force is generated in the second coil 3.

従って、パルス電流を第1コイル2に加えた時点からこ
の大きな誘導起電力が発生ずる時点までの時間は、磁歪
振動波が磁歪伝達媒体1の第1コイル2を設けた位置か
ら位置指定用磁気発生器6により指定した位置に到達す
るのに必要とする時間と等しくなる。従って、この時間
を処理装置5によって検出し、これを磁歪振動波の速度
に乗することにより位置指定用磁気発生器6と第1コイ
ル2との間の距離J、即ち位置指定用磁気発生器6の座
標値を検出することが出来る。
Therefore, during the time from the time when a pulse current is applied to the first coil 2 to the time when this large induced electromotive force is generated, the magnetostrictive vibration wave moves from the position where the first coil 2 of the magnetostrictive transmission medium 1 is provided to the position specifying magnet. It is equal to the time required to reach the position specified by the generator 6. Therefore, by detecting this time by the processing device 5 and multiplying it by the speed of the magnetostrictive vibration wave, the distance J between the position specifying magnetic generator 6 and the first coil 2, that is, the position specifying magnetic generator 6 coordinate values can be detected.

前述したような磁歪伝達媒体1と第1コイル2と第2コ
イル3とからなる位置検出素子を複数本並列に並べ、こ
れをXおよびY方向に組合せ゛た位置検出装置も既に実
用化されている。
A position detecting device in which a plurality of position detecting elements each consisting of the magnetostrictive transmission medium 1, the first coil 2, and the second coil 3 as described above are arranged in parallel and is combined in the X and Y directions has already been put into practical use. There is.

(発明が解決しようとする問題点) 前記位置検出装置の場合、所定のタイミング信号を与え
た時のみ第1コイル2にパルス電流を加えて、この時検
出される座標値を取出すようにすることもでき、また、
あらかじめ一定の周期で第1コイル2にパルス電流を加
えるようにしておき、位置指定用磁気発生器6を入力す
べき8標位置に置いた時に所定のタイミング信号を与え
てその時に検出される座標値のみを取出すようにするこ
ともできるが、いずれの場合でもタイミング信号が必要
となる。このタイミング信号発生用のスイッチ手段は位
置指定用磁気発生器6に設けることが多かったが、該ス
イッチ手段のみを位置指定用磁気発生器6に設ける場合
は処理装置との間にコードを必要とし、またコードレス
とするため超音波や赤外線を用いて処理H置に伝達する
場合は送信機や信号発生回路、電池等を位置指定用磁気
発生器6に持たせなければならず、大型でしかも重くな
る欠点があり、いずれの場合にも位置指定の操作性の悪
化を避けることは困難ぐあった。
(Problems to be Solved by the Invention) In the case of the position detection device, a pulse current is applied to the first coil 2 only when a predetermined timing signal is applied, and the coordinate values detected at this time are extracted. You can also,
A pulse current is applied to the first coil 2 at a certain period in advance, and when the position specifying magnetic generator 6 is placed at the 8 mark position to be input, a predetermined timing signal is given to determine the coordinates detected at that time. It is also possible to extract only the value, but in either case a timing signal is required. The switch means for generating this timing signal was often provided in the position specifying magnetic generator 6, but when only the switch means is provided in the position specifying magnetic generator 6, a cord is required between the position specifying magnetic generator 6 and the processing device. In addition, in order to make it cordless, if ultrasonic waves or infrared rays are used to transmit information to the processing location, the transmitter, signal generation circuit, battery, etc. must be attached to the position specifying magnetic generator 6, which is large and heavy. In either case, it is difficult to avoid deterioration in the operability of specifying a position.

本発明はこのような従来の欠点を解決し、位置指定用磁
気発生器の操作性の良い位置検出装置を実現することを
目的とするものである。
It is an object of the present invention to solve these conventional drawbacks and to realize a position detecting device for a position specifying magnetic generator with good operability.

(問題点を解決するための手段) 第1図は本発明の要部を示すもので、10は感圧式のパ
ッド、20は該パッド1に磁気発生器が接触したタイミ
ングを検出するタイミング検出回路である。
(Means for Solving the Problems) FIG. 1 shows the main parts of the present invention, in which 10 is a pressure-sensitive pad, 20 is a timing detection circuit that detects the timing when the magnetic generator comes into contact with the pad 1. It is.

バンド10は、フレキシブルな基板11aに薄い銅箔1
1bを張付けた上部電極11と、圧力が加わると抵抗値
が減少する感圧ゴムシート12と、絶縁性基板13aに
薄い銅箔13bを張付けた下部電極13とからなってお
り、上部電極11と下部電極13との間に感圧ゴムシー
ト12を挾み込んで構成されている。タイミング検出回
路20は、+5ボルト(ハイレベル)の直流電源Eとワ
ンショットマルチバイブレータ21とからなっており、
該ワンショットマルチバイブレータ21は入力電圧がハ
イレベル(+5ボルト)か゛らローレベル(Oボルト)
に変化した時、所定のワンショットパルスを出力する。
The band 10 consists of a thin copper foil 1 on a flexible substrate 11a.
It consists of an upper electrode 11 with a thin copper foil 13b pasted on it, a pressure-sensitive rubber sheet 12 whose resistance value decreases when pressure is applied, and a lower electrode 13 with a thin copper foil 13b pasted on an insulating substrate 13a. A pressure sensitive rubber sheet 12 is inserted between the lower electrode 13 and the lower electrode 13. The timing detection circuit 20 consists of a +5 volt (high level) DC power supply E and a one-shot multivibrator 21.
The one-shot multivibrator 21 has an input voltage ranging from a high level (+5 volts) to a low level (O volts).
When the voltage changes to , a predetermined one-shot pulse is output.

直流電源Eは前記上部電極11及びワンショットマルチ
バイブレータ21の入力端子と接続し、また下部電極1
3は接地されている。
The DC power source E is connected to the input terminals of the upper electrode 11 and the one-shot multivibrator 21, and is also connected to the lower electrode 1.
3 is grounded.

(作用) 前記感圧ゴムシート12の抵抗は圧力が加わってない時
は数百にΩ/l1m2であるが、圧力が加わると数十Ω
/1II12となる。従って、パッド10において、上
部電極11に位置指定用磁気発生器による圧力が加わっ
ていないと、該上部電極11と下部電極13との間には
ほとんど電流が流れず、マルチバイブレータ210入力
端子には直流電源Eの電圧がそのまま現われ、該マルチ
バイブレータ21は動作しない。一方、上部電極11上
のいずれかの箇所に位置指定用磁気発生器を軽く押付け
ると、その部分で上部電極11と下部電極13との間に
電流が流れ、マルチバイブレーク21の入力端子の電圧
が接地電位、即ちOボルト(ローレベル)になり、マル
チバイブレータ21は所定のワンショットパルスを出力
する。
(Function) The resistance of the pressure-sensitive rubber sheet 12 is several hundred Ω/l1m2 when no pressure is applied, but it decreases to several tens of Ω when pressure is applied.
/1II12. Therefore, in the pad 10, if pressure is not applied to the upper electrode 11 by the position specifying magnetic generator, almost no current will flow between the upper electrode 11 and the lower electrode 13, and the multivibrator 210 input terminal The voltage of the DC power source E appears as is, and the multivibrator 21 does not operate. On the other hand, when the position specifying magnetic generator is lightly pressed on any part of the upper electrode 11, a current flows between the upper electrode 11 and the lower electrode 13 at that part, and the voltage at the input terminal of the multi-vibration break 21 is becomes the ground potential, that is, O volts (low level), and the multivibrator 21 outputs a predetermined one-shot pulse.

従って、パッド10を位置検出装置の位置検出面上に載
置し、タイミング検出回路20の出力を処理装置に送出
するようにすれば、位置指定用磁気発生器にコードを取
付けたり、超音波や赤外線の送信機や信号発生回路、電
池等を設けることなく、タイミング信号を取出すことが
でき、操作性の良い入力動作が可能となる。
Therefore, if the pad 10 is placed on the position detection surface of the position detection device and the output of the timing detection circuit 20 is sent to the processing device, a cord can be attached to the magnetic generator for position designation, or an ultrasonic wave or Timing signals can be extracted without providing an infrared transmitter, a signal generation circuit, a battery, etc., and input operations with good operability are possible.

(実施例) 第2図乃至第7図は本発明の一実施例を示すもので、こ
こでは磁歪振動波を利用した位置検出装置に適用した例
を示す。図中、30はタブレット、40は位置検出回路
、50は位置指定用磁気発生器である。前記パッド10
はタブレット30の座標入力範囲とほぼ同一面積の入力
範囲を有し、その位置検出面上に載置される。タイミン
グ検出回路20は位置検出回路40にタイミング信号を
送出する。而して、パッド10上にて位置指定用磁気発
生器50を操作し、入力すべき位置で該磁気発生器50
をバンド10に押付ければ、座標゛入力が可能となる。
(Embodiment) FIGS. 2 to 7 show an embodiment of the present invention, and here, an example in which the present invention is applied to a position detection device using magnetostrictive vibration waves is shown. In the figure, 30 is a tablet, 40 is a position detection circuit, and 50 is a position designating magnetic generator. The pad 10
has an input range approximately the same area as the coordinate input range of the tablet 30, and is placed on its position detection surface. The timing detection circuit 20 sends a timing signal to the position detection circuit 40. Then, operate the magnetic generator 50 for position designation on the pad 10, and press the magnetic generator 50 at the position to be input.
By pressing the button on the band 10, the coordinates can be input.

次に図面について各部の構成及び作用を詳細に説明する
Next, the structure and operation of each part will be explained in detail with reference to the drawings.

第3図はタブレット30の構造を示す平面図、第4図は
第3図A−A′線に沿う断面図である。
FIG. 3 is a plan view showing the structure of the tablet 30, and FIG. 4 is a sectional view taken along the line AA' in FIG.

同図において、31はX方向の磁歪伝達媒体、32はY
方向の磁歪伝達媒体であり、それぞれ複数本互いにほぼ
平行に配置される。磁歪伝達媒体31.32は強磁性体
であれば使用できるが、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F e 67CO1sB 14
s I  1(原子%) 、 F e81B13.58
1 3.502 (原子%)等が使用できる。磁歪伝達
媒体31.32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mat程度、厚さは数μm〜数10μm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ば良い。
In the figure, 31 is a magnetostrictive transmission medium in the X direction, and 32 is a Y direction magnetostrictive transmission medium.
A plurality of magnetostrictive transmission media are arranged substantially parallel to each other. Any ferromagnetic material can be used as the magnetostrictive transmission medium 31, 32, but a material with a large magnetostrictive effect, such as an amorphous alloy containing a large amount of iron, is particularly desirable in order to generate strong magnetostrictive vibration waves. Further, it is preferable to use a material with a small coercive force that is difficult to magnetize even when a magnet is brought close to the material. Examples of amorphous alloys include Fe 67CO1sB 14
s I 1 (atomic %), Fe81B13.58
1 3.502 (atomic %) etc. can be used. The magnetostrictive transmission medium 31, 32 has an elongated shape, and its cross section is preferably a rectangular thin strip or a circular linear shape, and in the case of a thin strip, the width is about several mats and the thickness is about several μm to several tens of μm. It is easy to use and has good properties. Because amorphous alloys can be made as thin as 20-50 μm,
This may be cut into thin plate shapes or linear shapes.

本実施例ではFe81B13.58’  3.502(
原子%)から成る幅2 mm、厚さ0.02ma+の磁
歪伝達媒体を使用している。
In this example, Fe81B13.58' 3.502(
A magnetostrictive transmission medium having a width of 2 mm and a thickness of 0.02 ma+ is used.

33.34は、合成樹脂等から成る細長円筒状の補強材
で、前記磁歪伝達媒体、31.32をそれぞれその内部
に収容している。
Reference numerals 33 and 34 denote elongated cylindrical reinforcing members made of synthetic resin or the like, each of which accommodates the magnetostrictive transmission medium 31 and 32 therein.

35は磁歪伝達媒体31の一端の補強材33上に配設さ
れたX方向第1コイルである。このX方向第1コイル3
5は、隣接づ“る補強材33間でひねられ、互いに隣接
する磁歪伝達媒体31毎に逆方向に巻回されており、コ
イル35に電流を流した時に各磁歪伝達媒体31に対応
した部分より生起される磁束、又はコイル35に一方向
の磁束が加わった時に前記各部分に生起する電圧が逆方
向となる如くしである。このため、コイル35にパルス
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
がコイル35の隣接する各部分の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@以上にしても良い。このX方向第1コイル3
5は瞬時的磁場変動を発生して磁歪伝達媒体31の各々
の巻回部位に磁歪振動波を生起させる為のものであり、
コイル35の一端は、後述する位置検出回路40のパル
ス電流発生器に接続され、その他端は接地される。
35 is a first coil in the X direction disposed on the reinforcing member 33 at one end of the magnetostrictive transmission medium 31. This X-direction first coil 3
5 is twisted between adjacent reinforcing members 33 and wound in opposite directions for each adjacent magnetostrictive transmission medium 31, so that when a current is applied to the coil 35, a portion corresponding to each magnetostrictive transmission medium 31 is twisted. The magnetic flux generated by the coil 35 or the voltage generated in each part when a magnetic flux in one direction is applied to the coil 35 is in the opposite direction.For this reason, the pulse generated when a pulse current is passed through the coil 35 Noise and external induction cancel each other between adjacent parts of the coil 35 and are weakened.The number of windings is one in the illustrated example, but it may be 2 or more. 1st coil 3
5 is for generating instantaneous magnetic field fluctuations to generate magnetostrictive vibration waves in each winding portion of the magnetostrictive transmission medium 31;
One end of the coil 35 is connected to a pulse current generator of a position detection circuit 40 described later, and the other end is grounded.

また、36は磁歪伝達媒体32の一端の補強材34上に
配設されたY方向第1コイルであり、隣接する補強材3
4間でひねられ、互いに隣接τる磁歪伝達媒体32毎に
逆方向に巻回されている。
Further, 36 is a first coil in the Y direction disposed on the reinforcing member 34 at one end of the magnetostrictive transmission medium 32, and the adjacent reinforcing member 3
The magnetostrictive transmission medium 32 is twisted between two adjacent magnetostrictive transmission media 32 and wound in opposite directions.

このY方向第1コイル36の一端は、コイル35と同様
に、パルス電流発生器に接続され、他端は接地される。
One end of this Y-direction first coil 36 is connected to a pulse current generator like the coil 35, and the other end is grounded.

なお、作用についてはコイル35と同様である。Note that the action is similar to that of the coil 35.

37.38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31のX方向第1コイル35の巻
回部分、及び磁歪伝達媒体32のY方向第1コイル36
の巻回部分に長手方向に平行なバイアス磁界をそれぞれ
加える為のものである。このようにバイアス磁界を印加
するのは、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、こ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31.32の電気機械結合
係数(機械的エネルギーから電気的エネルギー、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承
り係数)は例えば第5図に示すようにあるバイアス磁界
のとぎ最大となるから、このような磁気バイアスを、X
方向第1コイル35.Y方向第1コイル36の巻回部分
に印加しておくことにより効率良(磁歪振動波を発生す
ることができる。
Reference numerals 37 and 38 are magnetic generators for specifying reference positions, for example square magnets, which are connected to the winding portion of the first coil 35 in the X direction of the magnetostrictive transmission medium 31 and the first coil 36 in the Y direction of the magnetostrictive transmission medium 32.
This is to apply a bias magnetic field parallel to the longitudinal direction to each winding portion of the coil. The reason for applying the bias magnetic field in this manner is to enable the generation of large magnetostrictive vibration waves with a small amount of current, and to specify the generation position of the magnetostrictive vibration waves. That is, the electromechanical coupling coefficient (coefficient of conversion efficiency from mechanical energy to electrical energy or from electrical energy to mechanical energy) of the magnetostrictive transmission medium 31, 32 is determined by a certain bias magnetic field as shown in FIG. 5, for example. Since this is the maximum, such a magnetic bias is
Direction first coil 35. By applying the voltage to the wound portion of the first coil 36 in the Y direction, it is possible to generate magnetostrictive vibration waves with high efficiency.

39は磁歪伝達媒体31の広い範囲にわたって補強材3
3上に配設されたX方向第2コイルである。該コイル3
9は各磁歪伝達媒体31上に全て同一方向(この実施例
では左巻き)に巻回され、且つ隣接するコイル同士で接
続の極性が逆になる如く直列に接続されている。従って
、全てのコイル39に一方向の磁束が加わった時に各コ
イル39に生起する電圧、電流の方向、又はコイル。
39 is a reinforcing material 3 over a wide range of the magnetostrictive transmission medium 31.
This is the second coil in the X direction disposed on the top of the second coil. The coil 3
The coils 9 are all wound in the same direction (left-handed in this embodiment) on each magnetostrictive transmission medium 31, and are connected in series such that adjacent coils have opposite connection polarities. Therefore, when magnetic flux in one direction is applied to all coils 39, the voltage, current direction, or coil that occurs in each coil 39.

39全体に電流を流した時に各コイル39に生起される
磁束の方向が隣接するコイル同士で逆方向となり、外部
からの誘導や雑音が隣接するコイル間で互いに打ち消し
合って弱められる。
When a current is passed through the entire coil 39, the direction of magnetic flux generated in each coil 39 is opposite between adjacent coils, and external induction and noise cancel each other between adjacent coils and are weakened.

前記コイル39の巻きピッチはX方向第1コイル35に
近接している側の一端より反対側の他端に向って徐々に
密に巻回されており、磁歪振動波の減衰により誘導電圧
が小さくなるのを補なっている。一般的に誘導起電力を
^める為には巻きピッチは大きい方が好ましい。このX
方向第2コイル39は磁歪伝達媒体31を伝搬づる磁歪
振動波による誘1j電圧を検出する為のものであり、一
端は位置検出回路40のパルス検出器に接続され、又他
端は接地され、巻回された領域が位置検出領域となる。
The winding pitch of the coil 39 is such that it is wound gradually more densely from one end on the side close to the first coil 35 in the X direction toward the other end on the opposite side, and the induced voltage is small due to the attenuation of the magnetostrictive vibration waves. It makes up for becoming. Generally, in order to reduce the induced electromotive force, it is preferable to have a larger winding pitch. This X
The second coil 39 is for detecting the induced voltage due to the magnetostrictive vibration wave propagating through the magnetostrictive transmission medium 31, and one end is connected to the pulse detector of the position detection circuit 40, and the other end is grounded. The wound area becomes a position detection area.

また、310は磁歪伝達媒体32の広い範囲にわたって
補強材34上に配設されたY方向第2コイルであり、該
コイル310は各磁歪伝達媒体32上に全て同一方向(
この実施例では左巻き)に巻回され、且つ隣接するコイ
ル同士で接続の極性が逆になる如く直列に接続されてい
る。また、このコイル310の巻きピッチはY方向第1
コイル34に近接している側の一端より反対側の他端に
向って徐々に密に巻回されており、その一端は、コイル
39と同様に、パルス検出器に接続され、他端は接地さ
れている。なお、作用についてはコイル39と同様であ
る。
Further, 310 is a Y-direction second coil disposed on the reinforcing member 34 over a wide range of the magnetostrictive transmission medium 32, and the coil 310 is arranged on each magnetostrictive transmission medium 32 in the same direction (
In this embodiment, the coils are wound in a left-handed manner, and are connected in series such that adjacent coils have opposite polarities. Moreover, the winding pitch of this coil 310 is the first in the Y direction.
It is wound gradually more densely from one end close to the coil 34 to the other end on the opposite side, one end of which is connected to a pulse detector like the coil 39, and the other end is grounded. has been done. Note that the action is similar to that of the coil 39.

前述したX方向の磁歪伝達媒体31ど補強拐33どX方
向第1コイル35とX方向第2コイル39どから成るX
方向の位置検出部は、非磁性の金属ケース311の内部
底面に設けた窪みに挿入され、又、磁歪伝達媒体32と
補強材34とY方向第1コイル36とY方向第2コイル
310どから成るY方向の位置検出部は前記X方向の位
置検出部の上に直交するよう重ね合わされ、必要に応じ
て接着剤等で固定される。また、基準位置指定出角磁石
37.38は磁歪伝達媒体31.32の端部に対向する
ように金属ケース311の内部底面に固定されるが、磁
歪伝達媒体31.32の上方、下方、側方に並列に配置
しても良い。金属゛ケース311の上部には非磁性の金
属にり成る蓋312が被せられる。
The above-mentioned
The direction position detecting section is inserted into a recess provided in the inner bottom surface of the non-magnetic metal case 311, and is inserted into a recess provided in the inner bottom surface of the non-magnetic metal case 311, and also detects the direction from the magnetostrictive transmission medium 32, the reinforcing material 34, the first coil 36 in the Y direction, the second coil 310 in the Y direction, etc. The Y-direction position detecting section is superimposed orthogonally on the X-direction position detecting section, and is fixed with an adhesive or the like as necessary. Further, the reference position specifying angle magnets 37.38 are fixed to the inner bottom surface of the metal case 311 so as to face the ends of the magnetostrictive transmission medium 31.32, They may be arranged in parallel in either direction. The top of the metal case 311 is covered with a lid 312 made of non-magnetic metal.

位置指定用磁気発生器(以下、位置指示器と称す。>5
0は、例えばペン状の容器の先端に小さな棒磁石をN極
を下にして植え込んだものであって、パッド10を傷付
けないための先端部にキャップを付けたものが望ましい
Magnetic generator for position designation (hereinafter referred to as position indicator)>5
0 is, for example, a pen-shaped container with a small bar magnet implanted at the tip with its north pole facing down, and preferably has a cap attached to the tip to prevent damage to the pad 10.

第6図は位置検出回路4oの描成を示す回路ブロック図
である。以下、タブレット30、位置検出回路40及び
位置指示器50による座標入力動作について詳述する。
FIG. 6 is a circuit block diagram showing a depiction of the position detection circuit 4o. Coordinate input operations using the tablet 30, position detection circuit 40, and position indicator 50 will be described in detail below.

今、位置指示器50がパッド10を介してタブレット3
0のX方向第1コイル35のコイル面中心からX軸方向
の距離11の磁歪伝達媒体31上、またY方向第1コー
rル36のコイル面中心からY軸方向の距[12の磁歪
伝達媒体32上にあり、電気機械結合係数が大きくなる
Pi!iの磁気を磁歪伝達媒体31.32に加えている
ものとする。
Now, the position indicator 50 is connected to the tablet 3 via the pad 10.
0 on the magnetostrictive transmission medium 31 at a distance of 11 in the X-axis direction from the coil surface center of the first coil 35 in the X direction, and a distance of 12 in the Y-axis direction from the coil surface center of the first coil 36 in the Y direction. Pi!, which is on the medium 32 and has a large electromechanical coupling coefficient. It is assumed that a magnetism of i is applied to the magnetostrictive transmission media 31 and 32.

(但し、パッド10を導通させる程に押付けられてはい
ないものとする。) 位置検出回路40の電源スィッチ(図示せず)をオンす
ると、制御回路41は出力バラフン・42を介してカウ
ンタ43をリセツトリ−るど共にXh方向パルス電流発
生器44を動作させる。カウンタ43はクロック発生器
45のクロツクパルス(パルス繰り返し周波数は、例え
ば100M)−1z )のカウントを開始する。
(However, it is assumed that the pad 10 is not pressed to the extent that it becomes conductive.) When the power switch (not shown) of the position detection circuit 40 is turned on, the control circuit 41 controls the counter 43 via the output ballast 42. During reset, the Xh direction pulse current generator 44 is operated. The counter 43 starts counting the clock pulses (pulse repetition frequency is, for example, 100M)-1z) of the clock generator 45.

Xh向用パルス電流発生器44が動作しパルス電流がX
方向第1コイル35に印加されると、X方向第1コイル
35で瞬時的磁場変動が発生し、これが原因で磁歪伝達
媒体31のX方向第1コイル35の巻回部分で磁歪振動
波が生起づる。この磁歪振動波は磁歪伝達媒体31固有
の伝搬速度(約5000m/秒)で磁歪伝達媒体31を
長手方向に沿って伝搬する。そして、この伝搬中にJ5
いて、磁歪振動波が存在する磁歪伝達媒体31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2コイル39に誘導起電力が発生する。
The pulse current generator 44 for the Xh direction operates and the pulse current is
When the magnetic field is applied to the first coil 35 in the X direction, an instantaneous magnetic field fluctuation occurs in the first coil 35 in the X direction, and this causes a magnetostrictive vibration wave to be generated in the wound portion of the first coil 35 in the X direction of the magnetostrictive transmission medium 31. Zuru. This magnetostrictive vibration wave propagates along the longitudinal direction of the magnetostrictive transmission medium 31 at a propagation speed (approximately 5000 m/sec) specific to the magnetostrictive transmission medium 31. And during this propagation, J5
Then, at a portion of the magnetostrictive transmission medium 31 where the magnetostrictive vibration waves exist, mechanical energy is converted into magnetic energy according to the magnitude of the electromechanical coupling coefficient at that portion. An induced electromotive force is generated.

第7図はX方向第2コイル39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35にパルス電流
を印加した時刻を1=0として図示したものである。同
図に示ずように、誘導起電力の振幅は時刻1=0直後と
時刻10から11〜12秒経過したあたりで大きくなり
、他の時刻では小さくなる。時刻1=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35とX
方向第2コイル39間の電磁誘導作用によるものであり
、時刻1=11〜12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35の巻回部分で発生した磁歪振動
波が、磁歪伝達媒体31を伝搬して位置指示器50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。位置指示器50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づ−る。
FIG. 7 shows an example of the temporal change in the induced electromotive force generated in the second coil 39 in the X direction, with the time when the pulse current is applied to the first coil 35 in the X direction being 1=0. As shown in the figure, the amplitude of the induced electromotive force increases immediately after time 1=0 and around 11 to 12 seconds after time 10, and decreases at other times. Immediately after time 1=0, the amplitude of the induced electromotive force becomes large because the first coil 35 in the X direction and the
This is due to the electromagnetic induction effect between the second coils 39 in the X direction, and the reason why the amplitude of one cycle of induced electromotive force (induced voltage due to magnetostrictive oscillation waves) becomes large at time 1=11 to 12 is due to the electromagnetic induction effect between the first coils 35 in the X direction. This is because the magnetostrictive vibration waves generated in the winding portion propagate through the magnetostrictive transmission medium 31 and reach the vicinity directly below the position indicator 50, and the electromechanical coupling coefficient becomes large at that portion. When the position indicator 50 is moved along the longitudinal direction X of the magnetostrictive transmission medium, the voltage induced by the magnetostrictive vibration waves also moves on the time axis accordingly.

従って、時刻t からt1〜t2までの時間を測定する
ことにより位置指示器50で指定されたX方向の位置、
即ち距1IllI11を算出することかできる。位置を
算出する為の伝搬時間としては、たとえば、第7図に示
すように磁歪振動による誘導電圧の振幅が閾値−Elよ
り小さくなった時点t3、閾値E、より大きくなった時
点t4 を使用しても良く、又、ゼロクロス点t5を使
用しても良い。
Therefore, by measuring the time from time t to t1 to t2, the position in the X direction specified by the position indicator 50,
That is, the distance 1IllI11 can be calculated. As the propagation time for calculating the position, for example, as shown in FIG. 7, the time point t3 when the amplitude of the induced voltage due to magnetostrictive vibration becomes smaller than the threshold value -El, the threshold value E, and the time point t4 when it becomes larger are used. Alternatively, the zero cross point t5 may be used.

前述したX方向第2コイル39で発生する誘導起電力は
X方向用パルス検出器46に入力される。X方向用パル
ス検出器46は増幅器、比較器等からなっており、誘導
起電力が例えば前述した閾値E1より大きい間、即ち磁
歪振動波による誘導電圧の正極性部分を検出したときに
その出力をハイレベルとする。制御回路41は入力バッ
フ747を介してこのハイレベルの信号を読み込むと、
出ツノバッファ42を介してカウンタ43にストップ信
号を出力しカウントを停止する。この時カウンタ43に
は、X方向第1」イル35にパルス電流が加えられた時
刻からX方向第2コイル39に磁歪振動波による誘導電
圧が現われるまでの時間に相当するデジタル値が得られ
る。また、この値は、磁歪振動波が毎秒的5000mの
速さで進むことにより、X方向第1コイル35から位置
指示器50までのX方向の距l1lIt11に対応した
ものとイfる。このようにしてデジタル1直としてカウ
ンタ43に得られたX方向位置データは入力バッファ4
7を介して制御回路41に読み込まれる。
The induced electromotive force generated in the X-direction second coil 39 described above is input to the X-direction pulse detector 46. The X-direction pulse detector 46 is composed of an amplifier, a comparator, etc., and outputs its output while the induced electromotive force is greater than, for example, the aforementioned threshold value E1, that is, when it detects the positive polarity portion of the induced voltage due to the magnetostrictive vibration wave. High level. When the control circuit 41 reads this high level signal via the input buffer 747,
A stop signal is output to the counter 43 via the output buffer 42 to stop counting. At this time, the counter 43 obtains a digital value corresponding to the time from the time when the pulse current is applied to the first coil 35 in the X direction until the induced voltage due to the magnetostrictive vibration wave appears in the second coil 39 in the X direction. Further, this value corresponds to the distance l1lIt11 in the X direction from the first coil 35 in the X direction to the position indicator 50 because the magnetostrictive vibration wave travels at a speed of 5000 m per second. The X-direction position data obtained in the counter 43 as digital 1st shift in this way is transferred to the input buffer 4.
7 to the control circuit 41.

ついで制御回路41は再度カウンタ43をリセットしY
方向用パルス電流発生器48を動作し、Y方向用パルス
検出器49の出力を監視し、前記同様にして位置指示器
50のY方向位置データを得る。以下、これを所定の周
期で繰り返す。位置指示器50を動かせば、次々に指示
される位置データを得ることができる。
Then, the control circuit 41 resets the counter 43 again and returns Y.
The direction pulse current generator 48 is operated, the output of the Y direction pulse detector 49 is monitored, and the Y direction position data of the position indicator 50 is obtained in the same manner as described above. Thereafter, this is repeated at a predetermined period. By moving the position indicator 50, position data indicated one after another can be obtained.

このような状態において、位置指示器50をパッド10
に軽く押付【プると、タイミング検出回路20よりタイ
ミング信号が位置検出回路40に送出される。該タイミ
ング信号は入力バッフ747を介して制御回路41に読
込まれ、該制御回路41は座標入力を認識し、その時点
におけるX。
In this state, the position indicator 50 is placed on the pad 10.
When pressed lightly, a timing signal is sent from the timing detection circuit 20 to the position detection circuit 40. The timing signal is read into the control circuit 41 via the input buffer 747, and the control circuit 41 recognizes the coordinate input and determines the X value at that time.

Y方向位置データを入力座標値としてコンピュータ等に
送出する。
The Y direction position data is sent to a computer etc. as input coordinate values.

前記構成によれば、タブレット上のパッド10に位置指
示器50を置いたのみでは座標入ノjされず、軽く押付
けた時のみ座標入力ができるので、通常の筆記具を使う
ように自然な感じで入力操作が可能となる。また、制御
回路41に得られるデータをすべてCRTのような異方
装置に送り表示させれば、位置指示器50の指示位置を
より正確に知ることかでき、より正確な座標入力が可能
となる。
According to the above configuration, the coordinates are not input simply by placing the position indicator 50 on the pad 10 on the tablet, and the coordinates can be input only by pressing lightly, so it feels as natural as using a normal writing instrument. Input operations are now possible. Furthermore, if all the data obtained by the control circuit 41 is sent to an anisotropic device such as a CRT and displayed, the indicated position of the position indicator 50 can be known more accurately, and more accurate coordinate input is possible. .

前記実施例ではX方向第1コイル35.Y方向第1コイ
ル36を磁歪振動波の発生用に使用し、X方向第2コイ
ル39.Y方向第2コイル310を磁歪振動波の検知用
として使用したが逆としても良く、その場合には位置指
示器50の直下で磁歪振動波が発生し、第2コイル39
,310で誘導圧力が発生することになる。
In the embodiment described above, the X-direction first coil 35. The first coil 36 in the Y direction is used for generating magnetostrictive vibration waves, and the second coil 39 in the X direction is used for generating magnetostrictive vibration waves. Although the second coil 310 in the Y direction is used for detecting magnetostrictive vibration waves, it may be used in the opposite direction. In that case, magnetostrictive vibration waves are generated directly under the position indicator 50, and the second coil 39
, 310, an induced pressure will be generated.

なお、前記実施例は磁歪振動波の伝達によるものについ
て適用したが、磁性体の電磁誘導を利用したものでも良
く、要は位置検出の為に位置°指示器より瞬時的な信号
をタブレット側(またはその逆に)に与える必要のない
ものであれば良い。
Although the above embodiment was applied to transmission of magnetostrictive vibration waves, it is also possible to use electromagnetic induction of a magnetic material, and the point is to send an instantaneous signal from the position indicator to the tablet side ( Or vice versa), it is fine as long as it is not necessary to give.

(発明の効果) 以上説明したように本発明によれば、定常的な磁場を発
生する位置指定用磁気発生器で指定された位置を検出す
る位置検出装置において、位置検出面上に載置した感圧
式のパッドと、該パッドに前記位置指定用磁気発生器が
接触したタイミングを検出するタイミング検出回路とを
備えたので、位置指定用磁気発生器にコードを取付けた
り、超音波や赤外線の送信機や信号発生回路、電池等を
設けることなくタイミング信号を取出すことができ、位
置指定用磁気発生器を構成簡単且つ小型、軽量にでき、
通常の筆記具を使うように自然な感じで操作性の良い入
力動作が可能となる。また、タイミング信号はパッドに
位置指示器を置いたのみでは発生されず、軽く押付4テ
た時のみ発生するので、検出装置に得られるデータをづ
べでCRTのような表示装置に送り表示させれば、位置
指定用磁気発生器の指示位置をより正確に知ることがで
き、より正確な座標入力が可能となる等の利点がある。
(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, in a position detection device that detects a position designated by a position designation magnetic generator that generates a steady magnetic field, Equipped with a pressure-sensitive pad and a timing detection circuit that detects the timing when the position specifying magnetic generator comes into contact with the pad, it is possible to attach a cord to the position specifying magnetic generator or transmit ultrasonic waves or infrared rays. The timing signal can be extracted without installing a machine, signal generation circuit, battery, etc., and the magnetic generator for position specification can be easily configured, small, and lightweight.
It enables input operations that feel natural and easy to operate, just like using a regular writing instrument. In addition, the timing signal is not generated just by placing the position indicator on the pad, but only when it is lightly pressed 4 times, so the data obtained by the detection device is sent to a display device such as a CRT and displayed. This has the advantage that the indicated position of the position specifying magnetic generator can be known more accurately, and more accurate coordinate input becomes possible.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面は本発明の説明に供するもので、第1図は本発明の
要部の構成を示す説明図、第2図乃至M7図は本発明の
一実施例を示し、第2図はその概要を示す説明図、第3
図はタブレットの構造を示す平面図、第4図は第3図A
−A−線に沿う断面図、第5図は磁気バイアス対電気機
械結合係数の特性図、第6図は位置検出回路のブロック
図、第7図はX方向第2コイルに発生ずる誘導起電力の
時間的変化の一例を示す縮図、第8図は従来の位置検出
装置の一例を示す説明図である。 10・・・感圧式のパッド、11・・・上部電極、12
・・・感圧ゴムシート、13・・・下部電極、20・・
・タイミング検出回路、21・・・ワンショットマルチ
バイブレータ、E・・・直流電源。 特許出願人  株式会社 ワコム 代理人弁理士  古 1)精 孝 第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 第7図
The drawings are for explaining the present invention. FIG. 1 is an explanatory diagram showing the configuration of the main part of the present invention, FIGS. 2 to M7 show an embodiment of the present invention, and FIG. Explanatory diagram showing, 3rd
The figure is a plan view showing the structure of the tablet, and Figure 4 is Figure 3A.
5 is a characteristic diagram of magnetic bias versus electromechanical coupling coefficient, 6 is a block diagram of the position detection circuit, and 7 is an induced electromotive force generated in the second coil in the X direction. FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of a conventional position detection device. 10... Pressure-sensitive pad, 11... Upper electrode, 12
...Pressure sensitive rubber sheet, 13... Lower electrode, 20...
- Timing detection circuit, 21... One-shot multivibrator, E... DC power supply. Patent applicant Wacom Co., Ltd. Patent attorney Furu 1) Takashi SeiFigure 1Figure 2Figure 3Figure 4Figure 5Figure 7

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 定常的な磁場を発生する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おいて、位置検出面
上に載置した感圧式のパツドと、該パツドに前記位置指
定用磁気発生器が接触したタイミングを検出するタイミ
ング検出回路とを備えたことを特徴とする位置検出装置
A position detection device that detects a position specified by a position designation magnetic generator that generates a steady magnetic field, includes a pressure-sensitive pad placed on a position detection surface, and a position designation magnetic generator attached to the pad. 1. A position detection device comprising: a timing detection circuit that detects the timing of contact.
JP15649684A 1984-07-28 1984-07-28 Position detector Granted JPS6136823A (en)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52130522A (en) * 1976-04-26 1977-11-01 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Electromagnetic couplig type data input unit
JPS53125726A (en) * 1977-04-11 1978-11-02 Kokusai Denshin Denwa Co Ltd Code generator
JPS5474333A (en) * 1977-11-25 1979-06-14 Mishima Kosan Co Ltd Coordinates reader

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