KR960004556B1 - 마테우치효과를 이용한 좌표입력장치 - Google Patents

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Description

마테우치효과를 이용한 좌표입력장치

제1도는 본 발명에 의한 좌표입력장치의 주요부인 신호검출부의 개략블록도.

제2도는 원주방향으로 자화를 부여한 자성와이어의 펄스전압발생의 개념을 나타낸 원리도.

제3a도 및 제3b도는 각각 이 원리에 의한 교류자장과 발생펄스전압의 타이밍도.

제4도는 본 발명에 의한 좌표입력장치의 개념도.

제5도는 본 발명의 다른 실시예인 좌표검출의 동작을 설명하기 위한 기본구성의 개념도.

제6도는 U턴 절곡된 자성와이어가 외부자계에 의해 원주방향의 자화를 회전시키는 동작설명도.

제7도는 기판상에 자성체를 고정하는 구성도.

제8도는 전자석과 자성와이어패턴과의 수직거리를 측정하는 고감도센서의 개념도.

제9도는 본 발명에 의한 좌표입력장치의 전체구성을 나타낸 블록도.

제10도는 자성와이어의 X방향과 Y방향의 배열의 구성을 나타낸 좌표검출체의 단면도.

제11도는 인접하는 와이어에 생기는 마테우치효과전압과 각 와이어중심으로부터의 거리와의 관계를 나타낸 특성곡선도.

제12도는 그 거리와 인접와이어에 검출된 전압비의 관계를 나타낸 특성곡선도.

제13도는 좌표입력장치의 좌표점산출수순을 나타낸 플로차트.

제14도는 본 발명에 의한 자기이미지센서의 구성도.

제15도는 이 자기이미지센서의 검출유니트의 개념도.

제16도는 자기이미지센서의 여진신호 및 A-B간 검출신호의 타이밍도.

본 발명은 마테우치(Matteucci)효과를 이용한 좌표입력장치에 관한 것이다.

1개의 자성(磁性)와이어의 내부에 원주방향의 자화(磁化)를 부여하고, 이 와이어를 가로지르는 방향으로 외부로부터 교류자장(磁場)을 부여하면, 그 와이어의 양단에 펄스형의 전압이 발생하는, 이른바 마테우치효과가 생긴다. 이와 같은 효과는 알려져 있으나, 그 응용기술은 거의 없을 것이다.

또, 디지타이저(digitizer), 수서(手書)문자입력 등의 좌표입력장치로서 일본국 특개소 61(1986)-70628호에 개재된 바와 같은 것이 있으나, 상기 마테우치효과를 이용한 좌표입력장치는 알려져 있지 않다.

또한, 자기이미지센서로서 자기카드 등의 다트랙의 자기정보나, 면형상으로 존재하는 자성체가 발생하는 자계를 검출하는 것이 있으나, 다채널의 갭식 자기헤드, 자기저항소자어레이, 홀소자어레이 등이 사용되고 있어서, 가격적으로도 높은 것이고, 검출회로도 다채널분을 필요로 하고, 회로량도 큰 것으로 되는 등의 결점이 있었다.

본 발명의 목적은 마테우치효과를 이용한 좌표입력장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 마테우치효과를 이용한 좌표입력장치는, X방향과 Y방향으로 각각 등간격으로 배열된 복수개의 자성(磁性)와이어로 아루어지는 자성와이어매트릭스와, 이 자성와이어에 그 원주방향의 자화(磁化)를 부여하는 수단과, 선단부에 있어서 교류자계를 발생하는 좌표지시기와, 상기 자성와이어의 어느 하나에 상기 좌표지시기가 근접했을때, 이 자성와이어의 양단간에 생기는 마테우치효과전압을 검출하는 수단과, 상기 X축과 Y축의 각각에 대하여, 상기 전압검출수단으로 검출된 최소한 하나의 자성와이어의 좌표위치에 따라서 상기 좌표지시기가 지시한 좌표위치를 결정하는 수단을 구비한다.

다음에, 본 발명의 실시예에 대하여 첨부도면에 따라서 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명에 의한 좌표입력장치의 신호검출부를 나타내는 것이고, 자성와이어(1)를 좌표검출제로 하여 좌표지정용 전자석 또는 좌표지시기(2)에 의해 좌표지정부에 교류자계를 부여한다. 자성(磁性)와이어(1)에 직류전류를 흐르게 하여 원주방향의 자화(磁化)를 부여하기 위하여, 직류바이어스회로(4)를 배설한다. 직류바이어스회로(4)를 자성와이어(1)에 접속함으로써, 자성와이어(1)의 양단의 임피던스가 저하하고, 발생하는 펄스전압이 저하하지 않도록 하기 위하여, 자성와이어(1)의 최소한 일단에 교류고임피던스회로(3)를 배설한다. 이와 같이 하여 자성와이어(1)에 발생한 펄스전압을 자성와이어(1)의 양단 P-Q의 전압으로 하여, 배주파(倍周波)검지회로(5)를 사용하여 2f성분을 검지한다. 배주파검지회로(5)로서는 일반의 공진(共振)회로, 필터회로 또는 동기검파회로를 사용하는 것이 가능하다. 제어회로(6)는 좌표지정용 전자석(2)에 1f를 기본으로 하는 여진(勵振)전류를 공급하는 외에, 배주파검지회로(5)에 필요에 따라서 2f를 기본으로 하는 제어신호를 보낸다.

원주방향으로 자화를 부여한 자성와이어(1)에 교류자계를 부여한 양태를 제2도의 펄스전압발생원리에 나타낸다. 자성와이어(1)의 자화는 좌표지정용 전자석(2)으로부터 발생하는 교번자계에 의하여, 그 가지고 있는 원주방향자화의 일부가 반전,복귀를 반복한다. 이때, 자성와이어 양단에 발생하는 전자석의 자계 및 펄스전압의 양태를 제3a도, 제3b도에 나타낸다. 전자석이 발생하는 자계와 지자기(地磁氣)등으로부터 받는 자계의 합성치에 의존하여 자화의 반전(反轉)의 수가 변화한다. 자성와이어 양단에 발생하는 전압의 주파수성분은 전자석을 여진하는 주파수를 f라고 하면, 1f,2f,3f,…의 각 주파수성분의 합성치로 이루어진다.

이중, 1f 성분은 교류자계에 의해 크게 변동하는 것을 알 수 있고, 또한 2f 성분은 제3b도에서 이해할 수 있는 바와 같이 각 펄스가 동일 파형으로 되어 있고, 더욱이 변동이 적다. 그러므로, 자성와이어에 발생하는 펄스전압성분의 2f 성분을 검지하는 것이 유효하고, 제1도의 검지회로(5)는 2f 성분을 검지한다.

자성와이어에 원주방향의 자화를 부여하는 방법으로서는, 자성와이어에 직류전류를 흐르게 함으로써 우나사의 법칙으로 정해지는 자계에 의한 자화를 부여하는 방법이 용이하고, 이 목적으로 직류바이어스회로(4)가 사용된다. 이로써, 그 직류전류량도 콘트롤이 가능하다. 또, 자성와이어에 흐르게 하는 전류를 크게함으로써 지자기 등의 외부자계의 영향을 작게하는 것도 가능하다.

제4도는 제1도의 검출부를 XY매트릭스형으로 배설한 좌표입력장치로서의 개념도를 나타낸다. 좌표지정용 전자석(2)의 위치를 검출하기 위한 X방향, Y방향 각각에 복수의 자성와이어(1)가 배설된다. 제4도에서는 자성와이어(1)의 Y방향의 전압검출부만을 나타냈으나, 동일한 기능을 X방향에도 배설한다. 검출측 터미네이트회로(7)는 제1도의 교류고임피던스회로(3)의 기능과, 각 Y방향 자성와이어(1)로부터의 펄스신호를 순번으로 검출회로에 유도하기 위한 신호멀티플렉스회로와, 배주파검지회로를 가지고 있다. 또, 구동측 터미네이트회로(8)는 제1도의 경우의 직류전류바이어스회로(4)와, 필요에 따라서 회로(4)에 접속된 교류고임피던스회로(3)를 구비하고 있다. 좌표검출제어회로(9)는 좌표지정용 전자석(2)를 여진하는 외에, 배주파검지회로기능, 멀티플렉스회로기능을 제어하는 타이밍신호를 발생한다. 이들의 회로구성은 뒤에 더욱 상세히 설명한다.

이상 설명한 바와 같이, 원주방향으로 자화된 자성와이어에 교류로 여진한 좌표지시기를 근접시켰을때에 발생하는 자성와이어의 원주방향 자화반전시의 발생전압을 검출하는 좌표입력장치는 좌표검출체인 자성화이어가 권선 등을 필요로 하지 않고 전압을 발생하므로, 새로운 좌표입력장치의 검출원리로서 유효하다. 그러나, 자성와이어의 양단에 전압이 발생하므로, 좌표검출용으로 다수의 자성와이어를 어레이형으로 배설했을때, 그 자성와이어의 양단이 거리상으로 떨어저버려서, 그 자성와이어의 양단을 연결하는 신호의 귀환경로가 필요하게 된다. 그 귀환경로는 외프레임부분에 배설하면, 본래 자성와이어의 자화회전에 의해 발생하는 좌표검출신호 이외에, 자성와이어와 귀환경로가 만드는 루프코일이 외부자장과 전자(電磁)결합하여 신호를 발생한다. 이것은 자성와이어를 가늘게 했을 때에는 본래 검출하고자 하는 자성와이어의 원주방향자화의 회전시의 전압성분보다 커져서 좌표검출을 위한 신호의 S/N비의 저하를 야기한다.

좌표검출체와 귀환경로가 형성하는 루프코일에 의한 전자결합을 적게하는 방법으로서는 루프코일의 면적을 작게하는 방법이 유효하다. 이로써, 전자결합에 의한 검출전압중의 노이즈를 작게하는 방법이 가능하다. 또한, 원주방향으로 자화된 자성와이어의 검출원리에 의하여, 귀환경로도 동일 자성와이어로 함으로써 자화반전시의 신호는 왕로(往路)와 귀로(歸路)의 자성와이어가 발생하는 전압이 가산되게 되고, 왕로를 자성와이어, 귀로를 일반도체로 했을 때의 2배의 검출전압을 얻을 수 있다. 이를 위한 실시예를 제5도 및 제6도에 따라서 설명한다.

제5도에 있어서, 왕로의 자성와이어(1), 귀로의 자성와이어(1')를 U턴 고정점(1R)에서 U턴 절곡되어 있다. 양 와이어에 원주방향의 자화를 부여하기 위한 회로가 바이어스회로(4)이다. 자성와이어에는 교류신호원(2S)으로 여진한 좌표지시기(2)가 교류자계를 부여한다. 제6도는 좌표검출체의 동작원리를 나타낸 것이고, 화살표로 나타낸 바이어스전류에 의해 왕로의 자성와이어(1), 귀로의 자성와이어(1')의 내부에는 제6도에 나타낸 원주방향의 자화를 일으키고 있다. 이것이 좌표지시기(2)가 발생하는 자계에 의해 와이어의 자화의 방향이 회전할때, 자화회전부분에는 제6도에 나타낸 극성으로 자속변화에 의한 전압이 발생한다. 이것은 본 발명이 행하는 와이어의 U턴 절곡에 의해서도 발생전압이 가산방향으로 되어 발생전압이 2배화된다. 또, 왕로의 자성와이어(1)와 귀로의 자성와이어(1')를 매우 근접시켜서 U턴 절곡시키기 때문에, 양자의 와이어가 형성되는 루프코일의 면적은 작아진다. 그러므로, 자화회전에 의한 검출전압 이외의전자결합에 의한 전압을 작게 억제할 수 있다.

제7도는 다른 실시예를 나타낸 도면으로서, 자성체(14)를 자성세선(細線), 자성세(細) 패턴으로 하여, 기판(13)의 표면 및 배면상에 접착 또는 증착에 의해 고정한 것이다. 표면의 패턴과 배면의 패턴을 접속하기 위한 스루홀(15)이 기판(13)에 형성되어 있다. 특히, 자성세패턴을 만드는 경우, 기판(13)의 표면 및 배면에 전면자성막을 증착하고, 에칭에 의해 세패턴의 자성체(14)를 남기는 것도 가능하다. X,Y 양방향으로 배설하는 경우는 기판을 다층으로 함으로써, 실현할 수 있다.

제8도는 다른 실시예로서 자성체(14)를 반복하여 U턴 절곡한 형상으로 함으로써, 자성라인에서 발생된 검출전압을 가산하여 전체적으로 높은 검출전압을 얻음으로써 고감도화한 것이고, 이와 같은 구성으로 하면 좌표지시기(2)와의 수직거리를 고감도로 검출하는 근접센서를 실현할 수 있다. 물론, 근접센서로서는 제8도와 같이 다수의 U턴 절곡형상으로 하지 않고, 1개의 와이어를 사용해도 가능하다.

이상에서 설명한 자성와이어 또는 자성체는 마이너스의 자왜(磁歪)계수를 가지는 재료, 예를 들면 아몰퍼스(amorphous)재료가 유효하다.

다음에, 제9도에 나타낸 블록도에 따라서 좌표입력장치에 대하여 상세히 설명한다. 이 도면에 있어서, (18)은 X방향과 Y방향으로 각각 등간격으로 배열된 U턴 절곡형으로 한 자성와이어의 매트릭스이다. 모든 자성와이어의 일단은 라인(19)을 통하여 정전류(定電流)를 공급하는 직류바이어스회로(4)에 접속되어 있고, 또 타단은 각각 X디코더(20) 또는 Y디코더(21)의 각 스위칭트랜지스터의 콜렉터에 접속되어 있다. 각 스위칭트랜지스터의 에미터는 각각 동일회로부에 접속되어 있다.

와이어선택회로(23)는 X,Y디코더(20),(21)의 각 스위칭트랜지스터의 베이스에 순번으로 그것을 하나씩 스위치 온하기 위한 스위칭신호를 공급하고, 와이어를 1개씩 순번으로 스위치 온하여, 1개씩 순번으로 바이어스전류를 공급하여 간다.

좌표검출제어회로(9)는 와이어선택회로(23)에 와이어선택을 위한 타이밍펄스를 공급하는 동시에, 좌표지시기(2)에 교류자장을 발생하기 위한 교류전류를 공급한다.

좌표지시기(2)를 매트릭스(18)에 접근시켰을때, 그 근방의 자성와이어는 디코더를 통해 바이어스전류의 공급을 받으면, 라인(19)상에 제3b도에 나타낸 바와 같은 펄스전압이 생긴다. 이 펄스전압은 저항·콘덴서 결합회로(25)를 통해 검출회로(26)에서 검출되고, 샘플홀드회로(27)에서 샘플홀드되고, 그리고나서 A/D변환기(28)에서 디지탈신호로 되고, CPU(29)에서 신호처리되어 좌표데이터로서 도시하지 않은 호스트콤퓨터에 전송된다.

그리고, 와이어매트릭스는 제10도에 나타낸 바와 같이 좌표지시기(2)와 자성와이어와의 수직방향거리를 안정화하기 위하여, 자성와이어를 고정하기 위한 패널(30)에 X방향 좌표검출용 자성와이어(1X), (1X')와 Y방향 좌표검출용 자성와이어(1Y)(1Y')를 일정간격마다 배설한다. 와이어(1X)(1X'), 와이어(1Y)(1Y')는 각각 제5도 및 제6도에 나타낸 바와 같이 U턴 절곡되어 있고, 와이어 사이에는 절연체(31)를 개재하여 자화회전시의 발생전압이 단락하지 않도록 하고 있다. 또, X방향과 Y방향의 와이어의 사이에도 절연체(31)를 개재시키고 있다.

이 좌표입력장치에서는 좌표지시기와 그것으로부터의 거리에 따른 검출출력을 발생하는 자성와이어를 X, Y 각 방향으로 다수 배설하고, 좌표지시기로부터 발생하는 교류자계에 의하여, 검출출력이 커진 복수의 자성와이어의 복수의 출력을 사용하며, 좌표의추정계산을 행한다. 이로써, 예를 들면 10mm마다 X,Y방향의 좌표검출체를 배설해도, 분해능으로서 0.1mm를 얻는 것이 가능하게 된다. 이 기능은 제9도의 CPU(29)에 있어서 실행된다.

제11도는 3개의 와이어 N-1, N, N+1의 각각의 와이어중심으로부터 거리 δ만큼 떨어진 지점에 좌표지시기가 위치되었을때, 각 와이어에서 검출되는 마테우치효과 전압특성 V_N-1, V_N, V_N+1을 나타낸 것이다. 이 예에서는 와이어 사이의 거리는 5mm이다.

제11도에 나타낸 바와 같이, 좌표지시기가 와이어 N와 N+1의 사이에 있고, N에 가까운 측에 위치되어 있다고 하면, 와이어 N에는 전압 V_N, 와이어 N+1에는 전압 V_N+1, 와이어 N-1에는 전압 V_N-1이 각각 검출된다. 이 경우에는 V_N가 가장 크고, 다음에 V_N+1가 크므로, 큰쪽의 2개의 전압치를 채용하여, 작은쪽의 전압 V_N+1을 큰쪽의 전압으로 V_N으로 제산하면, V_N+1/V_N가 얻어진다. 이 값 V_N+1/V_N은 와이어중심으로부터의 거리 δ에 대해 제12도에 나타낸 바와 같은 특성으로 된다. 즉, 와이어 N(δ=0)에서는 가장 작은 값으로 되고, 그곳으로부터 우측으로 좌표지시기의 위치가 이동함에 따라서 커져가고, 와이어 N와 N+1의 중간지점(δ=2.5)에 달하면 1로 된다. 제12도에 나타낸 이 특성은 각 와이어로부터의 좌우방향으로 동일 형상이고, 따라서 이 특성을 미리 CPU(29)내의 메모리에 기억하여 두고, 각 와이어로부터의 검출전압중, 가장 큰 검출치를 나타낸 와이어 N와, 이것에 인접한 다음으로 큰 값을 나타낸 와이어 N+1로부터의 검출전압의 비(V_N+1/V_N)로부터, 가장 큰 검출전압을 나타낸 와이어 N로부터의 좌표지시기의 위치δ를 산출할 수 있고, 그것으로부터 좌표지시기가 나타내는 좌표점을 계산할 수 있다.

이 산출수순을 제13도의 플로차트에 따라서 설명한다. 이 도면에 있어서, 먼저 스텝 40에서 어떤 와이어로부터의 검출신호를 입력하고, 그 입력신호가 소정치보다 큰가 여부를 스텝 41에서 판단한다. 여기서, NO라고 판단되면 스텝 43으로 이행하나, 스텝 41에서 YES라고 판단된 때는 스텝 42에서 그 와이어의 좌표치와 검출신호의 크기를 메모리에 기록하고, 스텝 43으로 이행한다. 스텝 43에서, 전체 와이어의 검출이 종료되었는가 여부가 판단되고, 여기서 NO라고 판단되면 스텝 40으로 귀환하여, 다음의 와이어의 검출신호를 입력하나, YES라고 판단되면 스텝 44로 이행하고, 여기서 연속하여 일정치 이상의 값이라고 판단된 검출신호 V_N-1, V_N, V_N+1,…를 구하고, 다음에 스텝 45에서 그들중 최대치의 것, 예를 들면 V_N를 결정한다.

다음에, 스텝 46에서 최대치를 출력한 와이어 N의 양 옆의 와이어 N-1와 N+1의 검출신호 V_N-1와V_N+1를 비교한다. 그 비교결과가 V_N-1＞V_N+1일 때는, 스텝 47로 이행하여 V_N-1/V_N를 계산하고, 스텝 48에서 제12도에 나타낸 테이블(메모리에 기억되어 있음)을 참조하여 δ의 값을 구한다. 그리고, 스텝 49에서 와이어 N의 좌표치로부터 δ를 감산하여, 좌표지시기가 위치하는 좌표점을 산출한다.

스텝 46에서 V_N+1＞V_N-1이라고 판단되었을 때는 스텝 50으로 이행하여, V_N+1/V_N를 계산하고, 그 산출치 V_N+1/V_N에 따라서 스텝 51에서 테이블을 참조하여 δ의 값을 구하고, 그리고나서 스텝 52에서 와이어 N의 좌표치에 δ를 가산하여 좌표지시기의 위치좌표를 구한다. 이와 같이 하여 스텝 53에서 좌표계산을 종료한다.

이상의 좌표계산은 하나의 좌표축에 대하여 설명하였으나, 다른 좌표축에 대하여도 동일한 플로차트로 실행된다.

다음에, 또 다른 실시예에 대하여 설명한다. 영∼마이너스자왜계수의 자성와이어에 원주방향의 자화를 발생시키고, 그것에 여진코일에 의해 여진자계를 가하면 여진자계의 강도에 따라서, 원주방향자화반전시의 펄스전압이 발생한다. 이때 여진자계 외에, 외부자계가 있으면, 자화반전시의 펄스전압은 여진자계와 외부자계 양자의 영향을 받는다. 따라서, 여진자계를 미리 정해진 값으로 하여 두면 외부자계의 강도를 검출할 수 있다. 또, 복수개의 여진코일을 자성와이어에 따라서 배열하고, 스위치에 의해 순차 여진코일을 전환함으로써, 각각 해당하는 여진코일 근방의 외부자계를 검출할 수 있게 되어, 자기이미지센서를 실현할 수 있다.

영∼마이너스자왜계수의 자성와이어에 원주방향의 자화를 부여하는 방법으로서는 자성와이어에 적절한 트위스트를 부여하여 트위스트응력을 부여함으로써 실현할 수 있다.

영∼마이너스의 자왜계수를 가지는 자성와이어에 트위스트를 부여하는 등의 방법에 의해 원주방향의 자화를 부여한 것은 외부자계가 어떤일정치를 초과했을때, 자화의 반전을 일으키고, 이때 자속을로 했을때의 -d/dt에 비례한 전압을 발생한다. 따라서, 이 자성와이어에 교류자장을 부여했을때, 자성와이어 양단에는 자화반전시의 펄스전압이 발생한다. 여기서, 자성와이어의 근방에 여진코일에 의한 자계 이외의 자계가 존재했을 경우, 자성와이어에는 양자의 합성된 자계가 가해지게 되어, 합성된 자계에 의하여, 내부자화의 반전이 일어난다. 즉, 외부자계는 여진자계를 캐리어로 했을 때의 변조신호로서 작용하고, 자화반전에 의해 생기는 신호를 처리함으로써, 외부자계의 분리검출이 행해진다. 외부자계를 고분해능으로 검출하기 위해서는 여진자계의 범위를 좁게하면 되고, 페라이트 등에 의해 권선을 행한 것으로 실현할 수 있다.

이 실시예에 의한 자기이미지센서의 구성을 제14도에 나타낸다. 자기이미지센서는 검출체인 자성와이어(1), 이 와이어(1)에 국부적인 여진자계를 부여하는 하나 이상의 여진코일(55), 여진코일의 권선에 흐르는 여진전류를 전환하기 위한 전환스위치(56), 여진전류를 전환스위치(56)에 공급하는 발진기(57)로 이루어진다.

제14도의 자기이미지센서의 검출유니트는 제15도에 나타내는데, 자성와이어(1)의 내부에는 도시한 바와 같이 원주방향의 자화가 일어나고 있다.

이것은 여진코일(55)의 여진자계에 의해 내부자화의 방향이 반전하고, 이때 자성와이어(1)의 단자 A, B사이에 펄스형의 전압을 발생한다. 검출신호는 여진전류 즉 여진자계의 소정의 위상에 대응하여 펄스를 발생한다. 그러나, 여기서 여진자계 이외의 외부자계가 존재하면 자성와이어(1)내부의 자화의 일부에 미리 방향변화가 생기고, 그 부분에서는 여진자계의 인가에 의해 단자 A, B에 펄스전압을 발생시키는데 기여하지 않는 상태로 된다. 즉, 외부자계에 의해 검출신호의 크기가 변조되게 된다. 이 원리에 의해 자성와이어(1)에는 펄스전압이 발생한다. 제어회로(60)는 전환스위치(56)의 전환동작을 제어하는 동시에, 와이어(1)에 발생하는 펄스전압의 크기를 검출하여 자기이미지를 형성하는 자기이미지형성회로(61)를 제어한다. 여진자계가 외부자계에 의해 변조를 받는 것은 여진코일(55)의 각 여진자계가 인가되어 있는 자성와이어(1)의 부분만이고, 여진자계가 없는 다른 부분은 전혀 펄스신호에 영향을 주지 않는다. 따라서, 다수의 여진코일(55)을 자성와이어에 따라서 배열함으로써, 자기이미지센서로서의 분해능을 향상시키는 것이 가능하다. 여진코일(55)의 실현방법으로서는 페라이트봉에 권선한 것 외에, 구리클래드적층판을 다층으로 함으로써 기판상의 패턴(와권형 등)으로서도 실현가능하다. 여진코일(55)을 복수개 배열함으로써, 이들을 순차 여진함으로써 외부자계를 검출할 수 있는 부위가 와이어의 길이방향에 따라서 이동하므로, 자기이미지센서가 실현된다.

여진코일의 여진전류는 설계에 따라서는 수 10mA 이하이므로, 전환스위치(56)로서는 일반의 아날로그스위치 등이 이용가능하다.

제16도는 제14도로 구성되는 자기이미지센서의 동작신호를 나타낸 것이고, 여진코일 C1∼C6중 C1∼C4를 나타내고, 그들의 여진신호는 도시한 바와 같이 순차 전환되어 간다.

이때, 각 여진코일부근의 외부자계에 의해 검출신호는 변조를 받아서, 제16도의 A-B간 검출신호와 같은 진폭의 변조된 검출신호로 되어 나타난다.

자성와이어로서는 영∼마이너스의 자왜계수의 자성와이어를 사용한 경우, 원주방향의 자화를 일으키기 쉽고, 특히 와이어를 1턴/10㎝ 정도의 비율로 제14도중의 트위스트수단(59)에 의해 화살표 C로 나타낸 바와 같이 트위스트를 가함으로써 자화가 안정된다. 그리고, 와이어에 트위스트를 가하는 대신에 바이어스전류를 흐르게 해도 되고, 트위스트를 가한 후 바이어스전류를 흐르게 해도 된다.

이 실시예에서는 정밀한 권선작업, 자기코어의 정밀가공, 반도체기술을 사용하지 않고, 넓은 범위를 필요한 분해능으로 검출가능한 자기이미지센서를 실현할 수 있다. 또, 구조는 다른 것에 비해 매우 단순한 것으로 되어 코스트다운이 용이하다. 또, 동작원리가 정지독취이고, 검출매체의 이동속도에 의존하지 않는다.

Claims (13)

1. X방향과 Y방향으로 각각 등간격으로 배열된 복수개의 자성(磁性)와이어로 이루어지는 자성와이어매트릭스와, 이 자성와이어에 그 원주방향의 자화(磁化)를 부여하는 수단과, 선단부에 있어서 교류자계를 발생하는 좌표지시기와, 상기 자성와이어의 어느 하나에 상기 좌표지시기가 근접했을때, 이 자성와이어의 양단간에 생기는 마테우치효과전압을 검출하는 수단과, 상기 X축과 Y축의 각각에 대하여, 상기 전압검출수단으로 검출된 최소한 하나의 자성와이어의 좌표위치에 따라서 상기 좌표지시기가 지시한 좌표위치를 결정하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 마테우치효과를 이용한 좌표입력장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 원주방향자화수단은 각 자성와이어에 직류전류를 공급하는 수단인 것을 특징으로 하는 좌표입력장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 자성와이어는 영~마이너스의 자왜(磁歪)계수를 가지는 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 좌표입력장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 원주방향자화수단은 상기 자성와이어에 트위스트를 부여하는 수단인 것을 특징으로 하는 좌표입력장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 좌표지시기는 교류전원과, 이 교류전원으로부터의 교류전류에 의해 교류자장이 생기는 전자석을 구비한 것을 특징으로 하는 좌표입력장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 각 자성와이어의 최소한 일단에 삽입된 상기 마테우치효과전압을 유효하게 검출하기 위한 교류고임피던스수단을 가지는 것을 특징으로 하는 좌표입력장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 마테우치효과전압검출수단은 상기 좌표지시기의 교류자장의 주파수의 2배의 주파수성분을 검출하는 수단인 것을 특징으로 하는 좌표입력장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 자성와이어의 각각은 근접하여 배치된 왕로(往路)와 귀로(歸路)를 가지는 것을 특징으로 하는 좌표입력장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 자성와이어의 왕로와 귀로와의 사이에서 전기적으로 접촉하지 않도록 절연수단을 배설한 것을 특징으로 하는 좌표입력장치.
10. 제1항에 있어서, 상기 마테우치효과전압검출수단은 각각 상기 자성와이어의 각각에 일단에 접속된 복수의 스위칭소자와 그들을 한개씩 순번으로 개폐하는 수단을 가지는 디코더와, 이 디코더에 상기 스위칭 소자를 순번으로 개폐하기 위한 제어신호를 부여하는 와이어선택회로와, 상기 모든 자성와이어의 타단을 공통으로 접속하여 상기 마테우치효과전압을 검출하는 회로를 구비한 것을 특징으로 하는 좌표입력장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 전압검출회로는 상기 모든 자성와이어의 상기 타단에 접속된 라인과, 그 라인상에 나타난 상기 마테우치효과전압의 크기를 검출하는 검출회로를 가지는 것을 특징으로 하는 좌표입력장치.
12. 제1항에 있어서, 상기 좌표위치결정수단은 상기 X축과 Y축의 각각에 대하여, 각 자성와이어로부터 검출되는 마테우치효과전압중 최대전압을 나타낸 자성와이어의 좌표위치를 결정하는 수단과, 이 최대전압을 나타낸 자성와이어의 양측에 인접한 2개의 자성와이어에 나타난 전압을 비교하는 수단과, 이 비교의 결과 큰쪽의 자성와이어와 상기 최대전압을 나타낸 자성와이어의 각각에 나타난 마테우치효과전압에 따라서 이들 2개의 자성와이어 사이에 있는 좌표지시기의 좌표위치를 계산하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 좌표입력장치.
13. 제12항에 있어서, 상기 좌표위치계산수단은 상기 최대전압 V_N으로 상기 큰쪽의 전압 V_N+1을 계산하는 수단과, 그 계산치와 최대전압을 나타낸 자성와이어의 중심으로부터의 거리 δ와의 관계를 나타낸 테이블을 미리 메모리에 기억하여 두고, 상기 제산의 결과 얻어진 값으로부터 상기 테이블을 참조하여 상기 최대전압을 나타낸 자성와이어의 중심으로부터의 거리 δ를 구하는 수단과, 상기 최대전압을 나타낸 자성와이어의 좌표위치와 상기 거리δ로부터 상기 좌표지시기의 좌표위치를 계산하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 좌표입력장치.