JPS6175421A - Position detecting device - Google Patents

Position detecting device

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Publication number
JPS6175421A
JPS6175421A JP59184198A JP18419884A JPS6175421A JP S6175421 A JPS6175421 A JP S6175421A JP 59184198 A JP59184198 A JP 59184198A JP 18419884 A JP18419884 A JP 18419884A JP S6175421 A JPS6175421 A JP S6175421A
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JP
Japan
Prior art keywords
coil
magnetostrictive
signal
magnetic generator
transmission medium
Prior art date
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Pending
Application number
JP59184198A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Azuma Murakami
東 村上
Yoshinori Taguchi
田口 義徳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wacom Co Ltd
Original Assignee
Wacom Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS6175421A publication Critical patent/JPS6175421A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To improve the operability of a magnetic generator for position specification and to improve the operability, specially, when handwritten characters and a figure are inputted by fitting an oscillation pickup to an input panel and providing a timing detecting circuit. CONSTITUTION:The oscillation pickup 10 has a piezoelectric element in its flat disc type main body 11 and transduces oscillation transmitted to the main body 11 into an electric signal through piezoelectric effect, and its output signal is outputted to the timing detecting circuit 20 through a lead line 12. The circuit 20 consists of a preamplifier 21, AGC amplifier 22, band-pass filter 23, etc.; the amplifiers 21 and 22 amplify the output signal of the pickup 10 up to a specific level and the filter 23 extracts only a necessary signal from the amplified signal. Namely, only the signal of oscillation generated when the magnetic generator for position specification is moved on the input panel is extracted, so a timing signal corresponding to only the movement period is extracted. Consequently, the operability of the magnetic generator for position specification and the operativity, specially, when handwritten characters and a figure are inputted.

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9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1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ずる位
置指定用磁気発生器2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. 9 shows an example of a conventional position detection device of this type, which includes a long magnetostrictive transmission medium 1 and a first 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 2 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
第1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的エネルギーから磁気的
エネルギーへの変換が行われ、第2コイル3に誘導起電
力が発生する。
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 vibration wave in the area where the first 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, 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、前記磁
歪振動波がその部位に到達した時、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, the magnetostrictive vibration waves are transmitted to that part. When it reaches , 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
大ぎな誘導起電力が発生する時点までの時間は、磁歪撮
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@5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 imaging wave is used for position specification from the position where the first coil 2 of the magnetostrictive transmission medium 1 is provided. It is equal to the time required for the magnetic generator 6 to reach the specified position. Therefore, by detecting this time by the processing device 5 and multiplying it by the speed of the magnetostrictive vibration wave, the distance between the position specifying magnetic generator 6 and the first coil 2 @5, 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 detection device in which a plurality of position detection elements each including the magnetostrictive transmission medium 1, the first coil 2, and the second coil 3 as described above are arranged in parallel and combined in the X and Y directions has already been put into practical use. .

(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
べき座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ずようにするこ
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。
(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 coordinate position to be input, a predetermined timing signal is applied to the coordinate value detected at that time. It is also possible not to take out the only one, but in either case a timing signal is required.

このタイミング信号は、位置指定用磁気発生器6にスイ
ッチを設けて、該スイッチのオン・オフに基づいて発生
させるようにしたものが多かったが、座標検出の都度、
スイッチを操作しなければならず、特に手書き文字や図
形を入力する場合、文字のストロークを描いている間は
スイッチオンしタイミング信号を出し、ストロークから
次のストロークへ移る間はスイッチオフする等、スイッ
チのオン・オフを短い周期で頻繁に、しかもストローク
に合せて正確に繰返す必要があり、操作性に難点があっ
た。また、位置指定用磁気発生器6にスイッチを設けた
ものでは、そのスイッチのオン・オフを処理装置5に伝
達するため、位置指定用磁気発生器6にコードを取付け
たり、超音波や赤外線の発振装置を設けたりしなければ
ならず、位置指定操作に不自由を及ぼしたり、構成が複
雑となりコストアップを招く欠点があった。また、位置
検出面上に感圧ゴムパッド等を設Gjで位置指定用磁気
発生器6を該ゴムパッドに押付けたタイミングを検出す
るようになしたものも提案されているが、手書き文字を
入力する時のような連続的なタイミング信号を必要とす
る場合には使用できないという欠点があった。
In most cases, this timing signal is generated by providing a switch in the position specifying magnetic generator 6 and generating it based on the on/off state of the switch.
It is necessary to operate a switch, especially when inputting handwritten characters or figures, such as turning it on while drawing the stroke of the character and issuing a timing signal, and turning it off while moving from one stroke to the next stroke. The switch had to be turned on and off frequently in short cycles, and precisely in accordance with the stroke, making it difficult to operate. In addition, in the case where the magnetic generator 6 for position designation is equipped with a switch, in order to transmit on/off of the switch to the processing device 5, a cord is attached to the magnetic generator 6 for position designation, or ultrasonic or infrared rays are used. An oscillation device must be provided, which has disadvantages such as inconvenience in position designation operations and a complicated configuration that increases costs. In addition, it has been proposed that a pressure-sensitive rubber pad or the like is provided on the position detection surface to detect the timing when the position specifying magnetic generator 6 is pressed against the rubber pad at Gj. It has the disadvantage that it cannot be used in cases where a continuous timing signal is required, such as in the case of

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、特に手書き文字や図形を入力する際
に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 detection device with good operability for a magnetic generator for position specification, especially when inputting handwritten characters and figures. be.

(問題点を解決するための手段) 位置指定用磁気発生器を、位置検出装置の入力パネル、
またはその上に載せた記入用紙に接触させて移動すると
、該入力パネルにある特定の周波数の振動が発生する。
(Means for solving the problem) The magnetic generator for position specification is connected to the input panel of the position detection device,
Or, when the input panel is moved in contact with a form placed on it, vibrations of a certain frequency are generated in the input panel.

この振動の周波数は、位置指定用磁気発生器、入力パネ
ル及び記入用紙の材質や構造等によって決まるが、一般
に、入力操作の際、入力パネルに接触する池のもの、例
えば手等によって発生する振動とはまったく異なる。
The frequency of this vibration is determined by the material and structure of the magnetic generator for position specification, the input panel, and the entry form, but in general, vibrations generated by objects that come into contact with the input panel, such as hands, during input operations. It's completely different.

従って、入力パネルに発生する振動の中よりこの位置指
定用磁気発生器の移動に基づく振動を検出することによ
り文字または図形のストロークを描いている期間に相通
するタイミングを検出することができる。
Therefore, by detecting the vibrations caused by the movement of the position specifying magnetic generator among the vibrations generated in the input panel, it is possible to detect the timing that coincides with the period in which the stroke of a character or figure is being drawn.

そこで、本発明では、定常的な磁場を発生ずる位置指定
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、入力パネル312に振動ピックアップ10を
取付けるとともに、該振動ピックアップ10の出力信号
より位置指定用磁気発生器50を入力パネル312上で
移動させた際に発生する振動による信号のみを取出すタ
イミング検出回路20を設けた。
Therefore, in the present invention, in a position detection device that detects a position specified by a position specifying magnetic generator that generates a steady magnetic field, the vibration pickup 10 is attached to the input panel 312, and the output signal of the vibration pickup 10 is A timing detection circuit 20 is provided that extracts only the signal caused by the vibration generated when the position specifying magnetic generator 50 is moved on the input panel 312.

(作用) 前記構成によれば、位置指定用磁気発生器50により入
力パネル312上を筆記するのみで、位置指定用磁気発
生器50が入力パネル312に接し、かつ移動している
タイミング、即ち位置検出のタイミングを取出すことが
でき、従って通常の筆記と同じような感覚で手書き文字
や図形の入力ができ、操作性の良い装置を実現できる。
(Function) According to the above configuration, by simply writing on the input panel 312 using the position specifying magnetic generator 50, the timing when the position specifying magnetic generator 50 is in contact with the input panel 312 and is moving, that is, the position The timing of detection can be extracted, and therefore handwritten characters and figures can be input in the same way as normal writing, making it possible to realize a device with good operability.

(実施例) 第1図乃至第8図は本発明の一実施例を示ザもので、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、10は振動ピックアップ、20はタイミ
ング検出回路、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。以下、図面につ
いて各部の構成及び作用を詳細に説明する。
(Embodiment) FIGS. 1 to 8 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, 10 is a vibration pickup, 20 is a timing detection circuit, 30 is a tablet, 40 is a position detection circuit, and 50 is a position specifying magnetic generator. Hereinafter, the configuration and operation of each part will be explained in detail with reference to the drawings.

第2図は振動ピックアップ10とタイミング検出回路2
0の詳細を示すものである。振動ピックアップ10は、
偏平円盤形状の本体11内に、例えば圧電素子を内蔵し
、本体11に伝わる振動を圧電効果によって電気信号に
変換するもので、第4図に示すようにタブレット30の
入力パネル312の裏側に接着剤等により固定される。
Figure 2 shows the vibration pickup 10 and timing detection circuit 2.
0 details. The vibration pickup 10 is
For example, a piezoelectric element is built into the flat disc-shaped main body 11, and the vibrations transmitted to the main body 11 are converted into electrical signals by the piezoelectric effect.As shown in FIG. It is fixed with an agent etc.

該撮動ピックアップ10の出力信号はリー ド線12を
介してタイミング検出回路20に出力される。
The output signal of the imaging pickup 10 is outputted to a timing detection circuit 20 via a lead wire 12.

タイミング検出回路20は、前置増幅器21と、AGC
(オートゲインコント[1−ル)増幅器22と、バンド
パスフィルタ23と、整流回路24と、コンパレータ2
5とからなっており、前記前置増幅器21及びAGC増
幅器22は、撮動ピックアップ10の出力信号を所定の
レベルまで増幅し、またバンドパスフィルタ23は該増
幅した信号より入力パネル312に位置指定用磁気発生
器50を接触させて移動した際に発生ずる撮動の周波数
成分、例えばi kl−1z付近の信号のみを取出J−
0整流回路24はバンドパスフィルタ23の出力を整流
・平滑し、さらにコンパレータ25は整流回路24の出
力信号を所定の基準電圧Eと比較し、該基準電圧E以上
の時にはハイレベルの信号を、基準電圧Eより小さい時
にはローレベルの信号を位置検出回路40に送出する。
The timing detection circuit 20 includes a preamplifier 21 and an AGC
(Auto gain control [1-R) amplifier 22, band pass filter 23, rectifier circuit 24, comparator 2
5, the preamplifier 21 and AGC amplifier 22 amplify the output signal of the imaging pickup 10 to a predetermined level, and the bandpass filter 23 specifies the position of the input panel 312 from the amplified signal. Extracts only the frequency components of imaging that occur when the magnetism generator 50 is moved in contact with the camera, for example, signals around i kl-1z.
The 0 rectifier circuit 24 rectifies and smoothes the output of the bandpass filter 23, and the comparator 25 compares the output signal of the rectifier circuit 24 with a predetermined reference voltage E, and when the output signal is higher than the reference voltage E, a high level signal is output. When the voltage is lower than the reference voltage E, a low level signal is sent to the position detection circuit 40.

このハイレベルの信号が、入力パネル312上で文字ま
たは図形のストロークを描いている期間に相当するタイ
ミング信号となる。
This high-level signal becomes a timing signal corresponding to the period during which a stroke of a character or figure is drawn on the input panel 312.

第3図はタブレット3o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 3o, and FIG. 4 is a sectional view taken along the line A--A 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
に磁歪効果の大ぎ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FC6□C018B14Si1
(原子%>、 +”e  B   3i  3.5C2
(原子%)81  13.5 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mm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、これを辞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 in order to generate strong magnetostrictive vibration waves, a material with a large magnetostrictive effect, such as an amorphous alloy containing a large amount of iron, is particularly desirable. 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 FC6□C018B14Si1
(atomic %>, +”e B 3i 3.5C2
(atomic %) 81 13.5 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 mm and the thickness is several μm.
A thickness of about 10 μm is easy to manufacture and has good characteristics. Since amorphous alloys can be manufactured into thin pieces with a thickness of 20 to 50 μm, they can be cut into board shapes or linear shapes.

本実施例ではFeB51C(原子%) 81 13.5  3.5 2 から成る幅2m111.厚さo、02IIIIllの磁
歪伝達媒体を使用している。
In this example, a width of 2 m111. A magnetostrictive transmission medium with a thickness of o and 02IIIll 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 are elongated cylindrical reinforcing members made of synthetic resin or the like, each of which houses 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、隣接する補強材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でる電圧が逆方向
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器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回以上にしても良い。このX方向第1コイル35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, and when a current is applied to the coil 35, a coil is generated from a portion corresponding to each magnetostrictive transmission medium 31. When a magnetic flux is applied to the coil 35 or a magnetic flux in one direction is applied to the coil 35, the voltage generated in each part is in the opposite direction. Therefore, pulse noise generated when a pulse current is passed through the coil 35 and induction from the outside cancel each other out between adjacent portions of the coil 35 and are weakened. Note that although the number of turns is one in the illustrated example, it may be wound two or more times. This X-direction first coil 35 is for generating instantaneous magnetic field fluctuations to generate magnetostrictive vibration waves in each winding portion of the magnetostrictive transmission medium 31, and one end of the coil 35 is connected to a position detection circuit to be described later. 40 pulse current generator, 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′lイルであり、隣接する補強材
34間でひねられ、互いに隣接する磁歪伝達媒体32毎
に逆方向に巻回されている。
Moreover, 36 is a Y-direction 1'l-th coil arranged on the reinforcing material 34 at one end of the magnetostrictive transmission medium 32, and is twisted between the adjacent reinforcing materials 34 and reversed for each adjacent magnetostrictive transmission medium 32. It is wound in the direction.

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、この磁歪撮動波の発生位置を指定ザる為
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示
す係数)は例えば第5図に示すようにあるバイアス磁界
のとき最大となるから、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く磁歪振動波を発生J
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 a large magnetostrictive vibration wave with a small amount of current, and to specify the generation position of this magnetostrictive imaging wave. That is, the electromechanical coupling coefficient (coefficient indicating the 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. Since it is maximum when , such a magnetic bias is
Direction first coil 35. Magnetostrictive vibration waves can be efficiently generated by applying the voltage to the winding portion of the first coil 36 in the Y direction.
can be done.

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:」イル
39は各磁歪伝達媒体31上に全て同一方向(この実施
例では左巻ぎ)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3
9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潤し合
って弱められる。
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 coils 39 are all wound in the same direction (left-handed in this embodiment) on each magnetostrictive transmission medium 31, and are connected in series so that adjacent coils have opposite polarities. . Therefore, when magnetic flux in one direction is applied to all the coils 39, the voltage and current direction generated in each coil 39, or the direction of the coil 3
When a current is passed through the entire coil 9, the direction of magnetic flux generated in each coil 39 is opposite between adjacent coils, and external induction and noise are weakened by mutually impinging on each other between the adjacent coils.

前記コイル39の巻きピッチはX方向M1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
高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2二2イル39は磁歪伝達媒体31を伝搬する磁
歪撮動波による誘導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 M1 coil 35 in the X direction toward the other end on the opposite side, and the induced voltage becomes smaller due to the attenuation of the magnetostrictive vibration waves. It makes up for that. Generally, in order to increase the induced electromotive force, it is preferable that the winding pitch be large. This X
The second 22nd direction coil 39 is for detecting the induced voltage caused by the magnetostrictive imaging 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 the 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と補強材33とX方
向第1コイル35とX方向第2コイル39とから成る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とから成る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、基準位置指定用内磁石
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
、またはアクリル等の合成樹脂より成る蓋が被せられ、
この藍が入力パネル312を構成する。
The
The direction position detection section is inserted into a recess provided in the inner bottom surface of the non-magnetic metal case 311, and is connected to the magnetostrictive transmission medium 32, the reinforcing material 34, the first Y-direction coil 36, and the second Y-direction coil 310. 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 designating inner 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 made of non-magnetic metal or synthetic resin such as acrylic.
This indigo constitutes the input panel 312.

第6図は位置指定用磁気発生器(以下、位置指示器と称
す。)50の構造を示すもので、ペン状の容器51の先
端部に円筒状の棒磁石52をN極を下にして植え込み、
さらにその内部にボールペン等のペン軸53を設けたも
のである。また、54は棒磁石52を押えるためのスペ
ーサである。
FIG. 6 shows the structure of a position designating magnetic generator (hereinafter referred to as a position indicator) 50, in which a cylindrical bar magnet 52 is placed at the tip of a pen-shaped container 51 with the N pole facing down. shrubbery,
Furthermore, a pen shaft 53 such as a ballpoint pen is provided inside the pen. Further, 54 is a spacer for holding down the bar magnet 52.

第7図は位置検出回路40の構成を示す回路ブロック図
である。以下、位置検出回路40の各ブロックの構成と
ともに装置全体の動作について詳述する。
FIG. 7 is a circuit block diagram showing the configuration of the position detection circuit 40. Below, the configuration of each block of the position detection circuit 40 and the operation of the entire device will be described in detail.

今、位置指示器50が、タブレット30のX方向第1:
jイル35のコイル面中心からXfd方向の距離11の
磁歪伝達媒体31上、またY方向第1コイル36のコイ
ル面中心からY軸方向の距離ノ、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程度の磁気を磁
歪伝達媒体31゜32に加えているものとする。
Now, the position indicator 50 indicates the first position in the X direction of the tablet 30:
The electric machine It is assumed that magnetism is applied to the magnetostrictive transmission media 31 and 32 to the extent that the coupling coefficient becomes large.

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は出力バッフ?42を介してカウン
タ43をリセットすると共にX方向用パルス電流発生器
44を動作させる。カウンタ43はクロック発生器45
のクロックパルス(パルス繰り返し周波数は、例えば1
00MH7)のカウントを開始する。
When the power switch (not shown) of the position detection circuit 40 is turned on, the control circuit 41 outputs an output buffer. 42, the counter 43 is reset, and the X-direction pulse current generator 44 is operated. The counter 43 is a clock generator 45
clock pulse (pulse repetition frequency is, for example, 1
00MH7) starts counting.

X方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
波が生起する。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
長平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 X direction operates and the pulse current
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. do. This magnetostrictive vibration wave propagates along the elongated direction of the magnetostrictive transmission medium 31 at a propagation speed (approximately 5000 m/sec) specific to the magnetostrictive transmission medium 31. During this propagation, mechanical energy is converted into magnetic energy at a portion of the magnetostrictive transmission medium 31 where the magnetostrictive vibration wave exists, depending on the magnitude of the electromechanical coupling coefficient at that portion, so that An induced electromotive force is generated in the direction second coil 39.

第8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−・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。
FIG. 8 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.

周回に示すように、誘導起電力の振幅は時刻1−0直模
と時刻t。からt1〜t2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〜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3g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する。
As shown in the circuit, the amplitude of the induced electromotive force is at time 1-0 and at time t. It becomes large after t1 to t2 seconds have passed since then, and becomes small at other times. The reason why the amplitude of the induced electromotive force becomes large immediately after time 1-0 is due to the electromagnetic induction effect between the first X-direction coil 35 and the second X-direction coil 39. The amplitude of the induced electromotive force (induced 3g voltage due to magnetostrictive vibration waves) increases because the magnetostrictive vibration waves generated in the winding portion of the first coil 35 in the X direction propagate through the magnetostrictive transmission medium 31 and reach the position indicator 50.
This is because the electromechanical coupling coefficient becomes large at that point. 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2350で指定されたX方向の位置
、即ち距離11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8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, it is possible to calculate the position in the X direction specified by the position instruction 2350, that is, the distance 11. As shown in FIG. 8, the propagation time for calculating the position is, for example, the time t3 when the amplitude of the induced voltage due to magnetostrictive vibration becomes smaller than the threshold value -El, and the time t4 when it becomes larger than the threshold value E.
Alternatively, the zero cross point t5 may be used.

前述したX方向第2コイル3つで発生ずる誘導起電力は
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、
出力バッファ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コイル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3つ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°毎秒約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方向の距離11に対応したものとな
る。このようにしてデジタル値としてカウンタ43に得
られたX方向位置データは入カバッノア47を介して制
御回路41に読み込まれる。
The induced electromotive force generated by the three X-direction second coils 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 three second coils in the X direction. Further, this value corresponds to the distance 11 in the X direction from the first coil 35 in the X direction to the position indicator 50 because the magnetostrictive vibration waves travel at a speed of about 5000 m/sec. The X-direction position data obtained by the counter 43 as a digital value in this manner is read into the control circuit 41 via the input cover noah 47.

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、+’+ij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 in +'+ij. Thereafter, this is repeated at a predetermined period. By moving the position indicator 50, position data indicated one after another can be obtained.

ここで、入力パネル312上に記入用紙(図示せず)を
置き、その上より位置指示器50により通常の筆記時と
同じように文字や図形を描くと、記入用紙上にストロー
クが描かれている、即ち位置指示器50が入力パネル3
12に接触して移動している期間、前述したようにタイ
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、入カバツノ7
47を介して制御回路41に読込まれ、該制御回路41
はタイミング信号が出ている期間におけるX、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Jる
Here, when a writing form (not shown) is placed on the input panel 312 and characters and figures are drawn on it using the position indicator 50 in the same way as when writing normally, a stroke is drawn on the writing form. In other words, the position indicator 50 is connected to the input panel 3.
12, the timing signal is sent from the timing detection circuit 20 to the position detection circuit 40 as described above. The timing signal is input to the input cover 7.
47 to the control circuit 41, and the control circuit 41
The X and Y direction position data during the period when the timing signal is output are sent to a computer etc. as input coordinate values.

前記構成によれば、タブレット30の入ツノパネル31
2上に位置指示器50を置いたのみでは座標入力されず
、また、文字や図形のスト[]−りとストロークとの間
で入力パネル312と位置指示器50が離れる時にも座
標入力されず、接触させて動かした時のみ座標入力がで
きるので、通常の筆記と同様な自然な感じで手書き文字
や図面等の入力が可能となる。また、記入用紙上には位
置指示器50のペン軸53による文字や図形が描かれる
ため、表示装置等を見ることなくどのようなデータを入
力したか確認できる。また、位置指示器5oには、コー
ドは勿論、スイッチその他の和気回路等が不要となり、
簡単かつ安価に製作できる。
According to the above configuration, the horn panel 31 containing the tablet 30
Coordinates cannot be input simply by placing the position indicator 50 on the input panel 312, and coordinates cannot be input even when the input panel 312 and the position indicator 50 are separated between the strokes of characters or figures. Since coordinates can only be input when the device is in contact and moved, it is possible to input handwritten characters, drawings, etc. with a natural feeling similar to normal writing. Further, since characters and figures are drawn on the entry form using the pen shaft 53 of the position indicator 50, it is possible to check what data has been input without looking at the display device or the like. In addition, the position indicator 5o does not require a switch or other wake circuit, as well as a cord.
It can be manufactured easily and inexpensively.

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を磁歪撮動波の検知用
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 the magnetostrictive imaging wave, it may be reversed. In that case, a magnetostrictive vibration wave is generated directly under the position indicator 50, and the second coil 39
.. At 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
い。
In addition, although the above-mentioned embodiment was applied to the transmission of magnetostrictive vibration waves, it is also possible to use the electromagnetic induction of a magnetic body.

(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、入力パネルに取付けた撮動ピ
ックアップと、該振動ピックアップの出力信号より位置
指定用磁気発生器を入力パネル上で移動させた際に発生
する振動による信号のみを取出すタイミング検出回路と
を備えたので、入力パネル上で位置指定用磁気発生器を
該入力パネルに接触させて移動した期間のみに相当する
タイミング信号を取出すことができ、手書き文字や図形
の座標入力を通常の筆記と同様な自然な感じで行なうこ
とが可能となり、また、位置指定用磁気発生器には」−
ドは勿論、スイッチその他の電気回路等が不要となり、
簡単かつ安価に製作、提供できる等の利点がある。
(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, the imaging pickup attached to the input panel and a timing detection circuit that extracts only the signal caused by the vibration generated when the position specifying magnetic generator is moved on the input panel from the output signal of the vibration pickup, so the position specifying magnetic generator can be used on the input panel. It is possible to extract a timing signal corresponding only to the period during which the generator is brought into contact with the input panel and moved, making it possible to input the coordinates of handwritten characters and figures in a natural manner similar to normal handwriting. , for the magnetic generator for position specification.
Of course, there is no need for switches or other electrical circuits,
It has the advantage of being easy to manufacture and provide at low cost.

【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図乃至第8図
は本発明の位置検出装置の一実施例を示し、第1図はそ
の概要を示す説明図、第2図は振動ピックアップとタイ
ミング検出回路の構成を示J説明図、第3図はタブレッ
トの構造を示ず平面図、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図は位置指定用磁気発生器の構造を示す断
面図、第7図は位置検出回路のブロック図、第8図はX
方向第2コイル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9図は従来の位置検出装置の一例を示
す説明図である。 10・・・振動ピックアップ、20・・・タイミング検
出回路、30・・・タブレット、312・・・入力パネ
ル、40・・・位置検出回路、50・・・位置指定用磁
気発生器。 第1図 第2図 第3図 第5図 第8図
The drawings are for explaining the present invention, and FIGS. 1 to 8 show an embodiment of the position detection device of the present invention, FIG. 1 is an explanatory diagram showing the outline thereof, and FIG. 2 is a vibration pickup and Fig. 3 is a plan view showing the structure of the timing detection circuit, Fig. 4 is a cross-sectional view taken along line A-A in Fig. 3, and Fig. 5 shows magnetic bias versus electric machine. A characteristic diagram of the coupling coefficient, Fig. 6 is a sectional view showing the structure of the magnetic generator for position specification, Fig. 7 is a block diagram of the position detection circuit, and Fig. 8 is the X
A diagram showing an example of a temporal change in the induced electromotive force generated in the second coil in the direction, and FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of a conventional position detection device. DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Vibration pickup, 20... Timing detection circuit, 30... Tablet, 312... Input panel, 40... Position detection circuit, 50... Magnetic generator for position specification. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 5 Figure 8

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、入力パネル
に取付けた振動ピックアップと、該振動ピックアップの
出力信号より位置指定用磁気発生器を入力パネル上で移
動させた際に発生する振動による信号のみを取出すタイ
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。
In a position detection device that detects a position specified by a position specifying magnetic generator that generates a steady magnetic field, the position specifying magnetic generator is input using a vibration pickup attached to an input panel and the output signal of the vibration pickup. A position detection device characterized by comprising a timing detection circuit that picks up only signals caused by vibrations generated when the panel is moved.
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