JPH0350285B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0350285B2
JPH0350285B2 JP60102166A JP10216685A JPH0350285B2 JP H0350285 B2 JPH0350285 B2 JP H0350285B2 JP 60102166 A JP60102166 A JP 60102166A JP 10216685 A JP10216685 A JP 10216685A JP H0350285 B2 JPH0350285 B2 JP H0350285B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coil
magnetostrictive
voltage
pulse current
transmission media
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP60102166A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS61260321A (ja
Inventor
Azuma Murakami
Juji Katsuradaira
Yoshinori Taguchi
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.)
Wakomu KK
Original Assignee
Wakomu KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wakomu KK filed Critical Wakomu KK
Priority to JP60102166A priority Critical patent/JPS61260321A/ja
Priority to KR1019860003365A priority patent/KR940004825B1/ko
Priority to DE8686106510T priority patent/DE3665221D1/de
Priority to EP86106510A priority patent/EP0204184B1/en
Priority to US06/863,212 priority patent/US4709209A/en
Priority to CN86103324A priority patent/CN1009971B/zh
Publication of JPS61260321A publication Critical patent/JPS61260321A/ja
Publication of JPH0350285B2 publication Critical patent/JPH0350285B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B17/00Measuring arrangements characterised by the use of infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/004Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring coordinates of points
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/48Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using wave or particle radiation means
    • G01D5/485Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using wave or particle radiation means using magnetostrictive devices
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/046Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by electromagnetic means

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は位置指定用磁気発生器で指定された位
置を検出する装置に関し、特に磁歪効果を有する
磁歪伝達媒体を伝搬する磁歪振動波を利用して位
置指定用磁気発生器で指定された位置を検出する
位置検出装置に関するものである。
(従来技術) 従来のこの種の位置検出装置として、本出願人
が特願昭58−220071号等に提案したものがある。
これは位置指定用磁気発生器で瞬時的磁場変動を
発生させた時から、この瞬時的磁場変動により磁
歪伝達媒体中に生起した磁歪振動波が該磁歪伝達
媒体を伝搬し磁歪伝達媒体の端部に設けた検出コ
イルで検出されるまでの時間を処理装置で算出
し、この算出値から位置指定用磁気発生器で指定
された位置を検出する構成となつている。まず、
この従来例について説明する。
第5図は従来例に於けるX方向位置検出部の構
成説明図である。同図において、1a〜1dは磁
歪効果を有する材料で作られた磁歪伝達媒体であ
り、X方向に沿つて互いにほぼ平行に配置され
る。磁歪伝達媒体1a〜1dは、強磁性体であれ
ばどのようなものでも使用できるが、強い磁歪振
動波を発生させる為に磁歪効果の大きな材料、た
とえば鉄を多量に含むアモルフアス合金が特に望
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。アモルフアス合金
としては、例えばFe67Co18B14Si1(原子%)、
Fe81B13.5Si3.5C2(原子%)等が使用できる。磁歪
伝達媒体1a〜1dは細長い形状をしており、そ
の断面は長方形の薄帯状か円形の線状が望まし
く、薄帯状の場合、幅は数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。アモルフアス合金は製造上、厚さが20〜
50μmの薄いものがつくれるので、これを薄板状
或は線状に切断すれば良い。本実施例では、
Fe81B13.5Si3.5C2(原子%)から成る幅2mm、厚さ
0.02mmの磁歪伝達媒体を使用している。
2は磁歪伝達媒体1a〜1dの一端に共通に巻
回されたX方向第1コイルであり、巻回数は図示
例では2回であるが、1回或は3回以上にしても
良い。このX方向第1コイル2は瞬時的磁場変動
をコイル面に垂直に発生させて磁歪伝達媒体1a
〜1d各々の巻回部位に磁歪振動波を生起させる
為のものであり、コイル2の一端2aは、磁歪振
動波を発生させるに足るパルス電流を発生するパ
ルス電流発生器3の+端子に接続され、その他端
2bはその−端子に接続される。
4a〜4dはバイアス用磁性体であり、磁歪伝
達媒体1a〜1dのX方向第1コイル2の巻回部
分に磁歪伝達媒体1a〜1dの長手方向に平行な
バイアス磁界を加える為のものである。このよう
にバイアス磁界を印加するのは、少ない電流で大
きな磁歪振動波の発生を可能にする為である。即
ち、磁歪伝達媒体1a〜1dの電気機械結合係数
は例えば第6図に示すようにあるバイアス磁界の
とき最大となるから、このような磁気バイアスを
第1のコイル2の巻回部分に印加しておくことに
より効率良く磁歪振動波を発生することができ
る。なお、バイアス用磁性体4a,4cの極性と
バイアス用磁性体4b,4dの極性は反対であ
る。この理由は後述する。
又第5図において、磁歪伝達媒体1a〜1dに
巻回されたコイル5a〜5bは、磁歪伝達媒体1
a〜1dを伝搬する磁歪振動波による誘導電圧を
検出する為のものであり、磁歪伝達媒体の広い範
囲にわたつて巻回され、巻回された領域が位置検
出領域となる。巻ピツチは誘導起電力を高める為
に大きい方が好ましく、例えばこの実施例では平
均7ターン/cmとしている。
各コイル5a〜5dの巻方向は全て同一(左巻
き)であり、コイル5a,5bの巻き終り間、コ
イル5b,5cの巻き始め間、コイル5c,5d
の巻き終り間は互いに接続され、コイル5a,5
dの巻き始めは処理器6のX方向用入力端子にそ
れぞれ接続される。即ち、この実施例ではコイル
5a〜5dは直列に接続され、隣り同志では接続
の極性が、逆になつている。なお、コイル5a〜
5dによりX方向第2コイル5が構成される。又
7は位置指定用磁気発生器であり、この実施例で
は直径3mm、長さ50mmの棒磁石を使用している。
第5図では、この棒磁石7で指定されたX方向の
位置を検出しようとするものである。また、8は
測定開始等の指示を処理器6へ通知する為の超音
波信号を発信する送波器、9はこの超音波信号を
受信する受波器であり、この実施例では発信・受
信兼用の超音波セラミツクマイクロホンを両者に
使用している。なお、送波器8、受波器9の使用
例については後で詳細に説明する。
今、第5図において、位置指定用棒磁石7がN
極を下にしてX方向第1コイル2のコイル面中心
からX軸方向の距離lの磁歪伝達媒体1a上にあ
り、電気機械結合係数が大きくなる程度の磁気を
真下の磁歪伝達媒体1aの一部に加えているもの
とする。
このような状態において、X方向パルス電流発
生器3からパルス電流がX方向第1コイル2に印
加されると、X方向第1コイル2で瞬時的磁場変
動が発生しこれが原因で磁歪伝達媒体1a〜1d
のX方向第1コイル2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1a〜
1d固有の伝搬速度(約5000m/秒)で磁歪伝達
媒体1a〜1dを長手方向に沿つて伝搬する。そ
して、この伝搬中において、磁歪振動波が存在す
る磁歪伝達媒体1a〜1dの部位でその部位の電
気機械結合係数の大きさに応じて機械的エネルギ
ーから磁気的エネルギーへの変換が行なわれ、そ
の為X方向第2コイル5に誘導起電力が発生す
る。
第7図はX方向第2コイル5に発生する誘導起
電力の時間的変化の一例をX方向第1コイル2に
パルス電流を印加した時刻をt=0として図示し
たものである。同図に示すように、誘導起電力の
振幅は時刻t=0直後と時刻t0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t=0直後で誘導起電力の振幅が大きく
なるのは、X方向第1コイル2とX方向第2コイ
ル5間の電磁誘導作用によるものであり、時刻t
=t1〜t2において1サイクルの誘導起電力(磁歪
振動波による誘導電圧)の振幅が大きくなるの
は、X方向第1コイル2の巻回部分で発生した磁
歪振動波が磁歪伝達媒体1aを伝搬して位置指定
用棒磁石7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つた為である。位置指定
用棒磁石7を磁歪伝達媒体の長手方向X方向に沿
つて移動させると磁歪振動波による誘導電圧もそ
れに応じて時間軸上を移動する。従つて、時刻t0
からt1〜t2までの時間を測定することにより位置
指定用棒磁石7で指定されたX方向の位置、即ち
距離lを算出することができる。位置を算出する
為の伝搬時間としては、例えば第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−E1
り小さくなつた時点t3、閾値E1より大きくなつた
時点t4を使用しても良く、又、ゼロクロス点t5
使用しても良い。
また、第5図において、位置指定用棒磁石7を
磁歪伝達媒体1a〜1dの長手方向に垂直な方向
(Y方向)に平行移動させ、位置指定用棒磁石7
のN極が磁歪伝達媒体1a〜1dの上に位置した
ときも、第7図と同様の誘導電圧が得られる。こ
れは、コイル5a,5cとコイル5b,5dの接
続極性が逆であるが、バイアス用磁性体4a〜4
dの極性を反対にしてあることによる。従つて、
常に同一極性の磁歪振動による誘導電圧を取り出
すことができ、検出精度を高めることが可能とな
る。また、コイル5a,5cとコイル5b,5d
の接続極性を逆にしているので、X方向第1コイ
ル2からX方向第2コイル5に直接誘導される第
7図のt0の直後の誘導電圧は、互いに打ち消さ
れ、小さくなる。従つて、X方向第1コイル2と
X方向第2コイル5の間隔を狭くすることがで
き、その分位置検出領域を拡大することが可能と
なる。一般に、ほぼ半分の磁歪伝達媒体に巻回さ
れているX方向第2コイル部分の接続極性を他と
逆にすればこの効果は得られる。
なお、第5図の構成において、位置指定用棒磁
石7が磁歪伝達媒体1aの上にある場合、位置指
定用磁石7の極性或はバイアス用棒磁石4aの極
性を図示と逆にした場合、X方向第1コイル2或
はコイル5aの巻き方向を逆向きにした場合、及
びX方向第1コイル2或はコイル5aの接続を逆
極性にした場合、いずれも磁歪振動波による誘導
電圧の極性が反転することが実験により確められ
ている。
従つて、第5図においてコイル5b,5dの巻
き方を反対にした場合には、バイアス用磁性体4
b,4dの極性を逆にすれば、常に同一極性の磁
歪振動による誘導電圧を取り出すことができる。
但し、この場合は、X方向第1コイル2からコイ
ル5に直接誘導された誘導電圧が大きくなる欠点
がある。更に、誘導起電力は小さくなるがコイル
5a〜5dを並列に接続する構成としても良い。
第8図は第5図のX方向位置検出部を組合せて
使用するY方向位置検出部の構成説明図であり、
10a〜10dはY方向に沿つて互いにほぼ平行
に配列された磁歪伝達媒体、11は磁歪伝達媒体
10a〜10dの一端に共通に巻回されたY方向
第1コイル、15はY方向第1コイル11にパル
ス電流を印加して各磁歪伝達媒体10a〜10d
に同時に磁歪振動波を生起させるY方向用パルス
電流発生器、12a〜12dは磁歪伝達媒体10
a〜10dのY方向第1コイル11の巻回部分に
バイアス磁界を加えるバイアス用磁性体、13a
〜13dは磁歪伝達媒体10a〜10dの広い範
囲にわたつて巻回されたコイルである。このコイ
ル13a〜13dの巻方向は全て同一(本実施例
においては左巻き。)であり、コイル13a,1
3bの巻き終り間、コイル13b,13cの巻き
始め間、コイル13c,13dの巻き終り間は互
いに接続され、コイル13a,13dの巻き始め
は処理器6のY方向用入力端子に接続される。即
ち、第5図と同様に、コイル13a〜13dは直
列に接続され、隣り同志では接続の極性が逆にな
つている。なお、コイル13a〜13dによりY
方向第2コイル13が構成される。
第8図におけるY方向第1コイル11及びY方
向第2コイル13が巻回された磁歪伝達媒体10
a〜10dは、後で詳細するように、第5図にお
けるX方向第1コイル2及びX方向第2コイル5
が巻回された磁歪伝達媒体1a〜1dにできるだ
け近接するように重ね合され、位置指定用磁気発
生器で指定されたY方向の位置を検出する為のも
のである。なお、各部の構造及び作用は第5図と
同様であるから、その説明は省略する。
第9図は位置検出装置の検出部の構造例を示す
平面図、第10図は第9図A−A′線に沿う断面
図である。同図に示すように磁歪伝達媒体1を収
容したX方向第2コイル5は筐体30の内部底面
に設けた窪みに挿入され、その上に磁歪伝達媒体
10を収容したY方向第2コイル13が重ね合さ
れ、必要に応じて接着剤等で固定される。
X方向第1コイル2、Y方向第1コイル11の
一端は接地され、他端は導線で外部に取り出され
てX方向パルス電流発生器3、Y方向パルス電流
発生器15に接続される。また、X方向第2コイ
ル5、Y方向第2コイル13の一端は接地され、
他端は導線で外部に取り出されて処理器6に接続
される。バイアス用磁性体4,12は磁歪伝達媒
体1,10の端部に対向するように筐体30の内
部底面に固定されているが、磁歪伝達媒体1,1
0の上方、下方、側方に並列に配置しても良い。
筐体30には蓋31が被せられており、この蓋3
1の上で位置指定用棒磁石7を移動させるもので
ある。
第11図はX方向パルス電流発生器3、Y方向
パルス電流発生器15の実施例を示す電気回路図
であり、コンデンサ50を抵抗51,52を介し
て直流電源53により充電しておいた電荷を、コ
ンデンサ50と抵抗52の直列回路に並列に接続
したサイリスタ54をオンさせることで該サイリ
スタ54及び抵抗52を通して放電させ、抵抗5
2の端子電圧を第1のコイル2に印加する構成と
したものである。なお、サイリスタ54は第5図
の処理器6からトリガパルスがゲートに入力され
ることでオンされる。
第12図は処理器6の実施例を示す要部ブロツ
ク図である。同図において、切換スイツチ60〜
61は位置検出処理をマニユアルモードとオート
モードに切換える為のスイツチで互いに連動して
いる。また、切換スイツチ62はマニユアルモー
ド時にX方向位置検出とY方向位置検出とを切換
える為のスイツチである。また、トリガスイツチ
63はマニユアルモード時に測定位置を指定する
為のスイツチである。以下、各モード毎に第12
図の動作を説明する。
マニユアルモード (X方向位置検出) 切換スイツチ62をアース側に切換えると、ア
ナログマルチプレクサ64はX入力側に切換わる
と共に、アンド回路65が閉、アンド回路66が
インバータ67の出力によつて開となつてX方向
位置検出が可能となる。
第5図に示した送波器8より測定開始を示す超
音波信号、例えば所定周波数の連続パルス状の超
音波信号が送信されると、該超音波信号は受波器
9で受信され、連続パルス状の電気信号に変換さ
れる。該連続パルス信号は増幅器68で増幅さ
れ、波形整形器69で波形整形された後、出力バ
ツフア回路70に送出される。コンピユータ71
は出力バツフア回路70より前記連続パルス信号
を読み取り、測定開始を認識するが、この場合
(マニユアルモード時)は入力バツフア回路72
に対して何の信号も出力しない。
トリガスイツチ63をオンとすると、トリガパ
ルス発生器73より第13図Aに示すようなトリ
ガパルスが出力されることになる。該トリガパル
スによりワンシヨツトマルチバイブレータ74が
起動され、第13図Bに示すように約パルス幅
10μsecのパルスを発生し、カウンタ75をクリア
する共にRSフリツプフロツプ76をリセツトす
る。RSフリツプフロツプ76の出力はアンド
回路77にゲート信号として入力されているの
で、RSフリツプフロツプ76がリセツトされる
と、カウンタ75はクロツク発振器78のクロツ
クパルス(パルス繰返し周波数は例えば100MHz)
のカウントを開始する。又、ワンシヨツトマルチ
バイブレータ74の出力は、アンド回路66を介
してX方向パルス電流発生器3へトリガパルスと
して入力され、X方向第1コイル2にパルス電流
が印加される。
X方向第2コイル5に発生する磁歪振動波によ
る誘導起電力は、アナログマルチプレクサ64を
介して増幅器79で増幅され、閾値設定器として
の比較器80に入力される。比較器80に入力さ
れる磁歪振動波による誘導起電力が例えば第13
図Cの符号aに示すものとすると、比較器80の
+入力端子には例えば同図Cの符号bに示すよう
な閾値が直流電源E1により与えられており、比
較器80はアナログマルチプレクサ64の出力が
閾値b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例えば第13
図Dに示すようにその出力を“1”とする。
比較器80の出力はRSフリツプフロツプ76
をセツトするように構成されており、従つて、そ
の出力によつてアンド回路77は閉ざされ、カ
ウンタ75はそのカウント動作を停止する。この
ように、X方向第2コイル5に磁歪振動波による
誘導電圧が現れるとカウンタ75はカウント動作
を停止するので、最初にトリガパルスが出てから
の経過時間をカウンタのデイジタル値として知る
ことができる。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2から位置指定用棒磁石7までのX方向の距
離に対応したものとなる。このようにしてデイジ
タル値として得られたX方向位置データは、出力
バツフア回路70を介してデイジタル数字表示器
81に入力されてデイジタル値として表示された
り、コンピユータ71に入力されて処理されるこ
とになる。
(Y方向位置検出) 切換えスイツチ62を+VD側に切換えると、
アナログマルチプレクサ64はY入力側、つまり
Y方向第2コイル13側に切換わると共に、アン
ド回路65が開、アンド回路66が閉となるの
で、Y方向パルス電流発生器15が働き、Y方向
の位置検出が可能となる。Y方向位置検出処理の
動作はX方向の場合と同様に行なわれる。
オートモード オートモード時においては、切換スイツチ60
〜61はAUTO側に切換つており、コンピユー
タ71は出力バツフア回路70を介して波形整形
器69の出力を読取れ、入力バツフア回路72を
介してワンシヨツトマルチバイブレータ74へ起
動パルスを出力でき、また、アンド回路65,6
6の開閉、カウンタ75のクリア状態を制御でき
る。
第14図はオートモード時にコンピユータ71
が行なう処理の一例を示すフローチヤートであ
る。
同図に示すように、コンピユータ71は波形整
形器69より測定開始の信号が出力されると
(S1)、入力バツフア回路72を介して“0”の
XY切換指定出力を周辺回路に出力すると共に、
ワンシヨツトマルチバイブレータ74にトリガパ
ルスを送出し、X方向の位置の測定を開始する
(S2,S3)。次に、コンピユータ71はRSフリツ
プフロツプ76の出力を監視し(S4)、出力
が“0”になると出力バツフア回路70を介して
カウンタ75の内容を読取り(S5)、X方向の位
置を図示しないメモリ等に記憶する。次に、Y方
向の位置検出を行なう為に、XY切換指定出力を
“1”にし(S6)、ワンシヨツトマルチバイブレー
タ74にトリガパルスを送出する(S7)。そして、
RSフリツプフロツプ76の出力を監視し
(S8)、出力が“0”になると、出力バツフア回
路70を介してカウンタ75の内容を読取る
(S9)。
測定開始の信号が波形整形器69より出力され
続けていれば、次のX、Y方向の位置検出が前記
同様にして連続的に行なわれる。なお、この際に
同一のXおよびY方向の位置が連続的に読取られ
た場合には後から読取つた方を記憶しないように
してもよい。
(発明が解決しようとする問題点) ところで第13図に示す通り、この従来技術で
は時間とともに変化する検出レベルが一定閾値レ
ベルbを越えたとき、位置を時刻として検出す
る。したがつて、誘導起電力波形のピーク電圧が
閾値レベルbより小さいときには、上記位置の検
出ができない。また第7図にも示すように、位置
指定用磁石が置かれている位置を磁歪振動波が通
過する時刻では、大きな誘導起電力波形を生じる
のであるが、それ以外の時刻であつても、誘導起
電力のレベルが一定閾値レベルを越えた場合に
は、その時刻で、クロツクパルスのカウントを停
止するので、検出位置を誤まつてしまう。
このような事が生じる原因として次に説明する
ような現象がある。まず第一に、磁歪振動波は、
伝搬するにつれて減衰していくため、励磁側に近
い方に比べて、終端側では検出電圧が小さくな
る。第二に、励磁部分から同一距離であつても、
中央部分に比較して、両端部では、検出電圧が小
さくなる。第三に検出波形は第7図に示すような
ものであるが、位置指定用磁石の置かれている位
置に相当する時刻以外の検出電圧は零であること
が望ましい。しかし、実際には、位置指定用磁石
による検出電圧の5%程度のレベルの波を含んで
おり、その大きさは、アモルフアスの特性によつ
て決まり、多いものでは、10%〜30%程度になる
ものもある。これはこの装置自体の原因による不
要な電圧であるが、このほかにも外部からの電磁
誘導による雑音成分が重ね合わさつたり、またこ
の装置を置く場所の磁界が均一でない場合には、
検出波形に乱れを生じる。このように位置指定用
磁石以外の原因による検出電圧を総合して、ここ
では“ノイズ”と称する。第四に、検出波形は第
15図に示すように複数のピーク点を持つてお
り、最大の信号であるV2のピーク点の波を検出
する方がS/Nは良い。この時閾値レベルVTは、
V1<VT<V2にする必要がある。すなわち、閾値
レベルがV2よりも大きく設定されているときは
位置の検出はできないし、また、V1よりも小さ
く設定されるような場合は、検出位置が誤まつて
しまう。
つまり、第15図のV1にノイズが重なり合つ
て、閾値レベルを越えるようになれば、検出位置
を誤まる。また、有効エリアの周辺部で検出波形
が小さくなり、閾値レベルよりも小さくなれば、
位置の検出はできない。
従来技術でもう一つの問題点として、検出波形
のレベルの変化によつて読み取り精度が劣化する
ということである。第16図の実線で示された波
形は、検出電圧が比較的大きい時の検出波形であ
り、この場合一定閾値レベルVTを超えた時刻t1
クロツクパルスのカウントを停止する。また同図
の点線で示された波形は検出電圧が比較的小さい
時の検出波形であり、閾値レベルVTを超えた時
刻t2でクロツクパルスのカウントを停止する。従
つて、有効エリア内で、このような検出電圧の差
があると、正しい位置を検出することができず、
t1とt2の差であるΔtに相当する、距離のズレを生
じる。
(発明の目的) 本発明はこのような従来の問題点を解決したも
のであり、磁歪振動波による誘導起電力すなわち
誘導電圧のピークレベルが有効エリアの各部にお
いて異る場合でも、これに応じて閾値レベルが自
動調整されるようにすることによつて、座標位置
データが正確に得られる位置検出装置を得ること
を目的とする。
(問題点を解決するための手段) 本発明では上記目的を達成するため、互いにほ
ぼ平行に配列された複数の磁歪伝達媒体と、該複
数の磁歪伝達媒体の一端に巻回された第1コイル
と、上記複数の磁歪伝達媒体の広い範囲にわたつ
て巻回された第2コイルと、該第2コイルまたは
第1コイルの一方にパルス電流を印加して上記各
磁歪伝達媒体に磁歪振動波を生起させるパルス電
流発生器と、上記磁歪伝達媒体の局部的な電気機
械結合係数を大きくする磁気を発生する位置指定
用磁気発生器と、上記磁歪振動波が生起してから
上記第1コイルまたは第2コイルの他方に得られ
る磁歪振動波による誘導電圧のうち、所定の閾値
電圧を越えた電圧が得られるまでの時間を検知す
ることにより、上記位置指定用磁気発生器による
指定位置の位置データを求める処理装置とを備え
た位置検出装置において、誘導電圧中のピークレ
ベルに対応した所定の閾値電圧を設定する閾値設
定器を設けるとともに、1回の位置検出に対して
パルス電流を2回発生し、1回目のパルス電流に
よつて得られる誘導電圧から上記閾値設定器によ
り所定の閾値電圧を得て、該得られた所定の閾値
電圧及び2回目のパルス電流によつて得られる誘
導電圧に基いて実際の位置検出を行うようになし
た位置検出装置を提案する。
(作用) 本発明によれば、1回目のパルス電流によつて
得られる誘導電圧中のピークレベルに対応した所
定の閾値電圧が設定され、2回目のパルス電流に
よつて得られる誘導電圧がこの閾値電圧を越える
タイミングが検出されて位置検出がなされる。
(発明の実施例) 第1図は本発明の位置検出装置の要部となる回
路ブロツク接続図である。同図において、80C
は比較器で、これの一方の入力端子には、第2コ
イル5,13に誘導される電圧が入力され、他方
の入力端子には分圧抵抗R1,R2の接続中点に接
続されている。93は閾値設定器としてのピーク
ホールド回路で、これに入力される上記誘導電圧
に応じて変化する閾値電圧を出力し、この出力電
圧を上記抵抗R1,R2により分圧して、比較器8
0Cに入力する。また、このピークホールド回路
93はサンプルゲートパルスの入力端子SGおよ
びリセツトパルスの入力端子RSを有する。
次に、この回路の動作を第2図の回路各部の信
号を見ながら説明する。なお、従来は磁歪振動発
生用パルスが1回出る度に1回の測定データが得
られたが、本発明では同様のパルスが2回出た後
に1回の測定データが得られる。
いま、これを第2図を見ながら説明すると、ま
ず、パルス電流発生器から1回目のパルスが出さ
れた時は、カウンター回路は動作せずに、サンプ
ルゲートパルスの期間における磁歪振動波による
検出波形のピークレベルを保持するようにピーク
ホールド回路が動作する。続いて2回目のパルス
が出された後にカウンターが動作して、クロツク
パルスの数をカウントする。そして磁歪振動波の
検出波形がある閾値レベルを超えた時にクロツク
パルスのカウントを停止するのであるが、この時
の閾値レベルは第1回目のパルスが出された後、
その磁歪振動波による検出波形のピーク値を保持
することによつて得られたピークホールド回路の
出力電圧によつて与えられるものである。すなわ
ち、第1回目のパルスが出された後のサンプルゲ
ートパルスの設定期間における検出波形の最も高
いレベルの電圧が保持されて、抵抗R1,R2によ
る分圧比によつて得られる値の直流電圧が比較器
80Cに比較電圧として入力される。この直流電
圧は1回目のパルスによる磁歪振動波の検出波形
がピーク点に達した時刻から、2回目のパルスが
出された後データーの読取りが終了し、さらに次
回の測定のため1回目のパルスが出されるまで保
持される。ピークホールド回路93のリセツトパ
ルスは、この期間においてそれまで保持されてい
たピーク電圧をゼロにセツトする。なお、第2図
におけるリセツトパルス、サンプルゲートパル
ス、カウンタリセツトパルスはハードウエアある
いはソフトウエアによつて生成できる。
このように、1回目のパルスによつて得られる
誘導電圧のピーク値が、抵抗R1,R2による分圧
比によつてそのピーク値の一定割合の電圧とし
て、つまり閾値レベルとして設定されるため、誘
導電圧のピーク値が小さくてもこれの検出は可能
である。
第3図a,bはそれぞれ誘導電圧が大きい場合
と小さい場合において、ピークレベルと閾値レベ
ルとの関係を示すものである。同図において、
VP,VP′は誘導電圧のピークレベル、VT,
VT′は閾値レベルであり、これらは次式の如き関
係を有する。
VT/VP=VT′/VP′=R2/(R1+R2) また、閾値レベルがピーク電圧に応じて変化す
るため、閾値レベルを波形の山または谷の先端に
近い部分に設定することもでき、この場合、ノイ
ズなどにより検出位置を誤まるという可能性は従
来と比べて非常に少なくなる。かくして、有効エ
リア内で波形の振巾が大きく異なる場合でも、上
記誘導電圧の検出が確実に行える。
また、従来装置では閾値レベルが固定であつた
ので、その闘値レベルやこれと比較すべき入力電
圧の増巾度を調整するのに時間がかかり、面倒な
作業を伴つたが、この方式では、ノイズの大小や
波形の大小の違いは従来ほど気にする必要がな
く、カーソルを有効エリアの中央付近においたと
きの入力信号レベル、闘値レベルがほぼ規定値に
なるように調整するだけでよい。なお、誘導電圧
の検出は、第4図のような波形のc点付近を検出
する場合には、第1図の回路をそのまま使用する
ことができるが、第4図のa点,b点,d点,e
点,f点で検出する場合でも、それぞれに対応す
る検出回路(図示せず)に第1図の回路を合せて
使用することにより、同じ効果を得ることができ
る。
(発明の効果) 以上説明したように本発明によれば、互いにほ
ぼ平行に配列された複数の磁歪伝達媒体と、該複
数の磁歪伝達媒体の一端に巻回された第1コイル
と、上記複数の磁歪伝達媒体の広い範囲にわたつ
て巻回された第2コイルと、該第2コイルまたは
第1コイルの一方にパルス電流を印加して上記各
磁歪伝達媒体に磁歪振動波を生起させるパルス電
流発生器と、上記磁歪伝達媒体の局部的な電気機
械結合係数を大きくする磁気を発生する位置指定
用磁気発生器と、上記磁歪振動波が生起してから
上記第1コイルまたは第2コイルの他方に得られ
る磁歪振動波による誘導電圧のうち、所定の闘値
電圧を越えた電圧が得られるまでの時間を検知す
ることにより、上記位置指定用磁気発生器による
指定位置の位置データを求める処理装置とを備え
た位置検出装置において、誘導電圧中のピークレ
ベルに対応した所定の闘値電圧を設定する闘値設
定器を設けるとともに、1回の位置検出に対して
パルス電流を2回発生し、1回目のパルス電流に
よつて得られる誘導電圧から上記闘値設定器によ
り所定の闘値電圧を得て、該得られた所定の闘値
電圧及び2回目のパルス電流によつて得られる誘
導電圧に基いて実際の位置検出を行うようになし
たので、位置指定用磁気発生器による誘導電圧の
レベルがその指定位置等によつて変化しても常に
適切な闘値電圧を設定して位置検出することがで
き、有効エリアを従来より広く取ることができる
とともにノイズを誤つて検出したり、検出し損つ
たりすることがなく、一定の周期、即ちパルス電
流を2回発生する度に必ず位置データが得られ、
また、誘導電圧のレベル変化に伴う検出誤差をな
くすことができ、どのような位置においても常に
正確な位置データが得られるとともに、磁界の強
さの異なる位置指定用磁気発生器を無調整で共用
することができ、また、各部の調整、検査が容易
となり、製造効率を向上させることができる。
また、位置指定用磁気発生器は位置検出のため
のタイミング信号等を装置側へ送る必要がなく、
装置との間をコードレスとすることができ、コー
ドがその疲労により断線したり、からみついた
り、じやましたりすることがなく、従つて、操作
性が良く、位置指定用磁気発生器を任意の位置に
容易に移動させることができ、また、磁歪伝達媒
体の電気機械結合係数をある部分のみ数Oe程度
変化させることにより位置指定できるので、位置
指定用磁気発生器をタブレツトに必ずしも近接さ
せる必要はなく、数cm以上の間隔をあけても良
く、また、磁性体以外の物体を介在させても良
く、これらの場合でも高い分解能で位置検出でき
る等の利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にかかる位置検出装置の要部を
示す回路ブロツク接続図、第2図は第1図の回路
各部の信号のタイムチヤート、第3図は誘導電圧
のピークレベルと設定闘値レベルとの関係を示す
波形図、第4図は誘導電圧波形各部の検出位置を
示す説明図、第5図は従来例におけるX方向位置
検出部の構成説明図、第6図は磁気バイアス対電
気機械結合係数の特性図、第7図はX方向第2コ
イル5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8図は第5図のX方向位置検出部
と組合せて使用するY方向位置検出部の構成説明
図、第9図は位置検出装置の検出部の構成例を示
す平面図、第10図は第9図のA−A′線に沿う
断面図、第11図はX方向パルス電流発生器3、
Y方向パルス電流発生器15の実施例を示す電気
回路図、第12図は処理器6の実施例を示す要部
ブロツク図、第13図は第12図の動作説明図、
第14図はコンピユータ71が行なう処理の一例
を示すフローチヤート、第15図は誘導電圧に存
在する各ピーク点を示す波形図、第16図は誘導
電圧のレベルの変化によつて検出位置が変化する
ことを示す波形図である。 1a〜1d……X方向の磁歪伝達媒体、2……
X方向第1コイル、3……X方向のパルス電流発
生器、5……X方向第2コイル、6……処理器、
7……棒磁石、8……超音波の送波器、9……超
音波の受波器、10a〜10d……Y方向の磁歪
伝達媒体、11……Y方向第1コイル、13……
Y方向第2コイル、15……Y方向のパルス電流
発生器、80C……比較器、93……闘値設定
器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 互いにほぼ平行に配列された複数の磁歪伝達
    媒体と、 該複数の磁歪伝達媒体の一端に巻回された第1
    コイルと、 上記複数の磁歪伝達媒体の広い範囲にわたつて
    巻回された第2コイルと、 該第2コイルまたは第1コイルの一方にパルス
    電流を印加して上記各磁歪伝達媒体に磁歪振動波
    を生起させるパルス電流発生器と、 上記磁歪伝達媒体の局部的な電気機械結合係数
    を大きくする磁気を発生する位置指定用磁気発生
    器と、 上記磁歪振動波が生起してから上記第1コイル
    または第2コイルの他方に得られる磁歪振動波に
    よる誘導電圧のうち、所定の閾値電圧を越えた電
    圧が得られるまでの時間を検知することにより、
    上記位置指定用磁気発生器による指定位置の位置
    データを求める処理装置とを備えた位置検出装置
    において、 誘導電圧中のピークレベルに対応した所定の閾
    値電圧を設定する閾値設定器を設けるとともに、 1回の位置検出に対してパルス電流を2回発生
    し、1回目のパルス電流によつて得られる誘導電
    圧から上記閾値設定器により所定の閾値電圧を得
    て、該得られた所定の閾値電圧及び2回目のパル
    ス電流によつて得られる誘導電圧に基いて実際の
    位置検出を行うようになした ことを特徴とする位置検出装置。
JP60102166A 1985-05-14 1985-05-14 位置検出装置 Granted JPS61260321A (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60102166A JPS61260321A (ja) 1985-05-14 1985-05-14 位置検出装置
KR1019860003365A KR940004825B1 (ko) 1985-05-14 1986-04-30 위치 검출 장치
DE8686106510T DE3665221D1 (en) 1985-05-14 1986-05-13 Position detecting apparatus
EP86106510A EP0204184B1 (en) 1985-05-14 1986-05-13 Position detecting apparatus
US06/863,212 US4709209A (en) 1985-05-14 1986-05-14 Magnetostrictive vibration wave position detecting apparatus with variable threshold detecting valves
CN86103324A CN1009971B (zh) 1985-05-14 1986-05-14 位置检出装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60102166A JPS61260321A (ja) 1985-05-14 1985-05-14 位置検出装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61260321A JPS61260321A (ja) 1986-11-18
JPH0350285B2 true JPH0350285B2 (ja) 1991-08-01

Family

ID=14320122

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60102166A Granted JPS61260321A (ja) 1985-05-14 1985-05-14 位置検出装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4709209A (ja)
EP (1) EP0204184B1 (ja)
JP (1) JPS61260321A (ja)
KR (1) KR940004825B1 (ja)
CN (1) CN1009971B (ja)
DE (1) DE3665221D1 (ja)

Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0229637A3 (en) * 1986-01-09 1988-10-05 Wacom Co., Ltd. Electronic blackboard apparatus
FR2611894A1 (fr) * 1987-02-26 1988-09-09 Thomson Semiconducteurs Dispositif electronique de mesure d'angle
JPH0618029B2 (ja) * 1987-04-15 1994-03-09 キヤノン株式会社 画像処理装置
JPH0610613B2 (ja) * 1987-05-28 1994-02-09 株式会社ワコム 位置検出装置
JP2583509B2 (ja) * 1987-06-16 1997-02-19 株式会社 ワコム 座標入力装置
DE3885521T2 (de) * 1987-07-01 1994-03-17 Canon Kk Koordinateneingabevorrichtung.
US4837716A (en) * 1987-07-24 1989-06-06 Chia Hui Lin Twin-rate charging and discharging proportional type cursor position determining device
US4849666A (en) * 1987-12-29 1989-07-18 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Electromagnetic isolator/actuator system
US5050135A (en) * 1989-12-20 1991-09-17 Unico, Inc. Magnetostrictive multiple position sensing device
US5334933A (en) * 1991-09-09 1994-08-02 Mts Systems Corporation Variable rejection method for improved signal discrimination in a magnetostrictive position transducer
EP0843278B1 (en) * 1992-05-22 2002-10-23 Sharp Kabushiki Kaisha Display-integrated type tablet device
JP3225157B2 (ja) * 1994-03-18 2001-11-05 株式会社ワコム 位置検出装置及び方法
US6249234B1 (en) 1994-05-14 2001-06-19 Absolute Sensors Limited Position detector
US20030062889A1 (en) * 1996-12-12 2003-04-03 Synaptics (Uk) Limited Position detector
US5714720A (en) * 1994-09-15 1998-02-03 Calcomp Inc. High efficiency passive pointer digitizer system
DE4445819C2 (de) * 1994-12-21 1997-07-10 Honeywell Ag Abstands/Positions-Meßvorrichtung
US6788221B1 (en) 1996-06-28 2004-09-07 Synaptics (Uk) Limited Signal processing apparatus and method
EP0985132B1 (en) 1997-05-28 2005-11-09 Synaptics (UK) Limited Method of and wire bonding apparatus for manufacturing a transducer
GB9720954D0 (en) 1997-10-02 1997-12-03 Scient Generics Ltd Commutators for motors
GB9721891D0 (en) 1997-10-15 1997-12-17 Scient Generics Ltd Symmetrically connected spiral transducer
GB9811151D0 (en) 1998-05-22 1998-07-22 Scient Generics Ltd Rotary encoder
CA2352363A1 (en) 1998-11-27 2000-06-08 Synaptics (Uk) Limited Position sensor
US7019672B2 (en) * 1998-12-24 2006-03-28 Synaptics (Uk) Limited Position sensor
AU2002326008A1 (en) 2001-05-21 2003-01-02 Synaptics (Uk) Limited Position sensor
GB2403017A (en) 2002-03-05 2004-12-22 Synaptics Position sensor
AU2003232360A1 (en) 2002-06-05 2003-12-22 Synaptics (Uk) Limited Signal transfer method and apparatus
GB0317370D0 (en) 2003-07-24 2003-08-27 Synaptics Uk Ltd Magnetic calibration array
GB0319945D0 (en) 2003-08-26 2003-09-24 Synaptics Uk Ltd Inductive sensing system
JP2005283274A (ja) * 2004-03-29 2005-10-13 Fujinon Corp 位置検出装置
KR100730385B1 (ko) * 2005-10-19 2007-06-19 상지대학교산학협력단 자성박막을 이용한 맥진 센서
WO2008081571A1 (ja) * 2007-01-02 2008-07-10 Azuma Systems Co., Ltd. 金属状態検出装置及び金属状態検出方法
EP2145158B1 (en) 2007-05-10 2018-03-07 Cambridge Integrated Circuits Limited Transducer
US20090184930A1 (en) * 2008-01-17 2009-07-23 Seagate Technology Llc Position detecting display panel
GB2488389C (en) 2010-12-24 2018-08-22 Cambridge Integrated Circuits Ltd Position sensing transducer
GB2503006B (en) 2012-06-13 2017-08-09 Cambridge Integrated Circuits Ltd Position sensing transducer
CN103681101A (zh) * 2012-09-26 2014-03-26 江苏海纳纳米技术开发有限公司 具有磁流变弹性体的磁开关装置
DE102013205910A1 (de) * 2013-04-04 2014-10-09 Robert Bosch Gmbh Objektsuchgerät und Verfahren zum Orten eines metallischen und/oder magnetisierbaren Objekts
DE102013011668B3 (de) * 2013-07-12 2014-11-13 Festo Ag & Co. Kg Sensorsystem und Verfahren zur automatisierten Festlegung eines Schaltpunkts für ein Sensorsystem
CN119811714B (zh) * 2024-12-24 2025-10-24 中广核工程有限公司 控制棒棒位探测器信号参数调整方法、系统及相关设备

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3846580A (en) * 1972-12-06 1974-11-05 Summagraphics Corp Position determination device
US4319189A (en) * 1979-06-29 1982-03-09 International Business Machines Corporation Magnetoacoustic position sensor employing pulse code sequence generators and detectors
JPS6012826B2 (ja) * 1980-01-07 1985-04-03 株式会社日立製作所 受信回路
US4634973A (en) * 1983-06-29 1987-01-06 Wacom Co., Ltd. Position detecting apparatus
JPS6057844U (ja) * 1983-08-05 1985-04-22 株式会社ワコム 座標入力装置における位置指定用磁気発生器
JPS60221820A (ja) * 1983-08-05 1985-11-06 Wacom Co Ltd 位置検出装置
JPS6132130A (ja) * 1984-07-23 1986-02-14 Seiko Instr & Electronics Ltd 座標読取装置
EP0169538B1 (en) * 1984-07-25 1991-05-29 Hitachi, Ltd. Tablet type coordinate input apparatus using elastic waves
JPH111918A (ja) * 1997-06-12 1999-01-06 Hiruko Hokkaido Kk 融雪機の蓋固定安全装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR940004825B1 (ko) 1994-06-01
JPS61260321A (ja) 1986-11-18
EP0204184A1 (en) 1986-12-10
CN1009971B (zh) 1990-10-10
EP0204184B1 (en) 1989-08-23
CN86103324A (zh) 1986-12-17
KR860009288A (ko) 1986-12-22
US4709209A (en) 1987-11-24
DE3665221D1 (en) 1989-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0350285B2 (ja)
JPS6231374B2 (ja)
JPH0210970B2 (ja)
JP3177700B2 (ja) 磁歪線を用いた測尺装置
JPS6259329B2 (ja)
JP3799415B2 (ja) 磁歪式変位検出装置
RU2080559C1 (ru) Магнитострикционный преобразователь перемещения в код
EP2243174B1 (en) Magnetostrictive displacement transducer with phase shifted bias burst
Meydan et al. Displacement transducers using magnetostrictive delay line principle in amorphous materials
JPH07306030A (ja) 変位検出装置
JPH0215804B2 (ja)
Hristoforou New position sensor based on the magnetostrictive delay line principle
JPH02183117A (ja) 変位検出装置
JPS60164214A (ja) 位置検出装置
SU1129490A1 (ru) Способ бесконтактного измерени перемещений
JPS6231373B2 (ja)
SU1758429A1 (ru) Устройство дл измерени перемещений
JPH0368407B2 (ja)
JPH0377526B2 (ja)
JPS608709A (ja) 位置検出装置
JPH0210973B2 (ja)
JPH05172555A (ja) 磁歪式変位検出装置
JPS62126427A (ja) 位置検出装置
JPS60125519A (ja) 位置検出装置
JPS60135819A (ja) 座標位置検出装置