JPH07146102A

JPH07146102A - 位置検出装置

Info

Publication number: JPH07146102A
Application number: JP5295685A
Authority: JP
Inventors: Takashi Arita; 隆有田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1993-11-25
Filing date: 1993-11-25
Publication date: 1995-06-06
Anticipated expiration: 2015-06-26
Also published as: JP3056622B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は可動体の位置を検出する位置検出装
置に関し、小型化かつ高精度な検出を行うことを目的と
する。【構成】ロアヨーク２２の一端にホール素子２４を配
置し、該ロアヨーク２２上でマグネット２５及びマグネ
ット２５上に設けたアッパヨーク２６で構成される可動
体２７を移動自在に設ける。可動体２７がホール素子２
４上に位置したときに該ホール素子２４を含めて閉磁気
回路を形成させる構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、可動体の位置を検出す
る位置検出装置に関する。

【０００２】近年、可動体の位置を検出する方式とし
て、磁気検出型、メカニカルスイッチ（接触）型、光検
出型等があり、端部位置を検出するリミットスイッチと
して、又は例えばコンピュータ表示のカーソル移動のよ
うな相対位置を検出するものとして実用化されている。
このような位置検出は常に高精度が要求されていると共
に、装置のダウンサイジングに伴って小型化、薄型化が
要求されている。

【０００３】

【従来の技術】図１３に、従来の磁気による位置検出の
説明図を示す。図１３（Ａ）は構成図であり、図１３
（Ｂ）は検出特性のグラフである。

【０００４】図１３（Ａ）に示す位置検出装置１１
_Aは、プリント基板１２上に磁電変換素子のセンサ１３
が実装されて、例えば検出を行う位置に配置される。そ
して、可動体としてマグネット１４が移動する構成であ
る。

【０００５】すなわち、マグネット１４がセンサ１３に
近づくと、センサ１３はマグネット１４の磁界１４ａの
強さに応じて出力電圧（Ｖ）が変化するもので、センサ
１３とマグネット１４との距離Ｌに対する特性が図１３
（Ｂ）に示される。そこで、図１３（Ｂ）に示すよう
に、しきい値ａ（Ｖ）を設定して、マグネット１４の端
部位置を検出し、又は出力電圧（Ｖ）に応じた距離Ｌを
検出するものである。

【０００６】また、磁気検出型として図示しないが磁気
エンコーダがある。これは、例えばＮ極とＳ極とが交互
に形成されている直状板と、この上方を長手方向に沿っ
て移動する磁気センサとで構成されるもので、磁気セン
サを移動させた時の出力電圧の変化から該磁気センサの
直板状に対する位置を検出するものである。

【０００７】続いて、図１４に、従来の接触による位置
検出の説明図を示す。図１４に示す位置検出装置１１_B
は、プリント基板１５上に端子Ａに接続される所定数の
パターン１６_Aと端子Ｂに接続される所定数のパターン
１６_Bが形成される。パターン１６_Aと１６_Bは、その
端部では対向する同位置に形成されており、端部以外で
は交互に形成される。そして、パターン１６_A，１６_B
を接触されるコンタクト１７が端子Ｃに接続され、パタ
ーン１６_A，１６_Bの配列方向にスライド自在に構成さ
れる。

【０００８】すなわち、コンタクト１７をスライドさせ
ると、端子Ｃに対して端子ＡとＢとが交互に接触してス
イッチ信号が得られ、端部では端子Ｃが端子Ａ，Ｂと同
時に接触して端部を検出するものである。

【０００９】また、図示しないが抵抗上を接触子を摺動
させ、その抵抗値より位置検出を行う方法も一般的なも
のとして使用されている。

【００１０】さらに、図示しないが、光検出型として例
えば光エンコーダがある。これは、例えば幅の異なるス
リットが微小間隔で平行に形成された直状板と、これに
対してその長手方向に移動自在であり、直状板の厚さ方
向で受光素子と発光素子とが対峙する移動子で構成され
る。

【００１１】すなわち、移動子を移動させたときの受光
素子、発光素子間の受光量、（受光素子の出力電流）の
変化より移動子の直状板に対する位置を検出するもので
ある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図１３に示す
ような磁気検出によるものは、マグネット１４の磁束密
度のばらつきや装置への取り付け誤差等により正確な位
置検出ができないと共に、マグネットの漏れ磁束を考慮
すると該マグネットを大型にしなければならず小型化に
限界があるという問題がある。

【００１３】また、磁気エンコーダは検出精度を向上さ
せるためには直状板にＳ，Ｎ極を微小間隔で設けなけれ
ばならず高価になると共に、磁気センサと直状板とのギ
ャップを保つために組立調整を精密に行う必要がある。
また、センサはデジタル出力であることから絶対位置検
出が困難であると共に、直状板にセンサを対向して配置
しなければならず薄型化が困難であるという問題があ
る。

【００１４】ところで、近年プリペイドカード、キャッ
シュカード、クレジットカードやコンピュータ等のフロ
ッピディスク等が普及している。これらは、いずれも磁
気記録式のものであり、外部からの強い磁界の影響でデ
ータが破壊されることから、マグネットを使用する位置
検出装置は、その漏れ磁界による影響を回避するための
対策を講じる必要があるという問題がある。

【００１５】一方、図１４に示すような位置検出装置１
１_Bや摺動抵抗方式のものは、接触式であることから、
磨耗により寿命が短かく、使用中の位置情報にばらつき
を生じ易いという問題がある。また、図１４に示す場合
は、コンタクト１７が左右何れかの方向に移動したのか
を検出するために図のように２列のパターン１６_A，１
６_Bが必要となって小型化に限界があるという問題があ
る。

【００１６】そこで、本発明は上記課題に鑑みなされた
もので、小型かつ高精度な位置検出を行う位置検出装置
を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１では直線板状又は湾曲板状に形成された所
定長の第１の磁性部材と、該第１の磁性部材の少なくと
も一端に設けられ、形成される閉磁気回路により磁束を
検出する検出手段と、該第１の磁性部材上を長さ方向に
移動自在な磁束発生部を備える可動体と、該検出手段上
に少なくとも端部が該第１の磁性部材に対向して設けら
れ、又は該可動体の該磁束発生部上に設けられて、該可
動体が該検出手段の近傍に移動したときに該検出手段を
含んで前記閉磁気回路を形成させるための第２の磁性部
材と、で構成する。

【００１８】また、請求項２では、同一の形状及び長さ
で対向する第１及び第２の磁性部材と、該第１及び第２
の磁性部材間で長さ方向に移動自在であり、磁束発生部
及び該磁束発生部と該第２の磁性部材との間に介在され
て両端部が該第１の磁性部材と対向する磁性板を備える
可動体と、該第１又は第２の磁性部材の両端に設けら
れ、何れかの一端に該可動体が移動したときに、該第１
の磁性部材と該磁性板との間に位置して閉磁気回路を形
成することで該可動体を検出する検出手段と、で構成す
る。

【００１９】

【作用】請求項１の発明では、第１の磁性部材上を磁束
発生部を備える可動体が移動し、この可動体が第１の磁
性部材の一端に設けられた検出手段の近傍に位置したと
きに磁束発生部より第２の磁性部材、検出手段、第１の
磁性部材、そして磁束発生部へと閉磁気回路が形成され
る。このときに検出手段の検出特性が変化することによ
り端部の位置を検出するものである。

【００２０】このように、磁束発生部は検出手段の水平
方向に配置させることから、従来に比して小型、薄型化
を図ることが可能になる共に、閉磁気回路を形成するに
あたり、第１及び第２の磁性部材により漏れる磁束が低
減されて検出感度が向上し、高精度な検出を行うことが
可能となる。

【００２１】また、請求項２の発明では、第１及び第２
の磁性部材間で磁気発生部及び磁性板を備える可動体を
移動させ、両端に検出手段を設けることで、可動体が端
部以外の部分では空間を介在させて閉磁気回路による両
端の検出手段で該可動体の位置が検出され、何れかの端
部では磁性板で検出手段を介在させた閉磁気回路により
可動体の端部位置が検出されるものである。

【００２２】このように、上述と同様に検出手段と可動
体が水平方向に配置されることから、小型化、薄型化を
図ることが可能となると共に、両端に設けた検出手段及
び磁性板による漏れ磁束が低減された閉磁気回路の形成
により可動体の高精度な位置検出を行うことが可能とな
る。

【００２３】

【実施例】図１に、本発明の第１実施例の構成図を示
す。図１に示す位置検出装置２１は、直線板状に形成さ
れた所定長の第１の磁性部材であるロアヨーク２２の一
端にプリント基板２３に実装された検出手段である磁電
変換素子、例えばホール素子２４が実装されて配置され
る。

【００２４】ロアヨーク２２上には、磁束発生部である
円柱状のマグネット（例えばサマリウムコバルト永久磁
石）２５が移動自在に設けられ、マグネット２５上にロ
アヨーク２２に対向する板状の第２の磁性部材であるア
ッパヨーク２６が該マグネット２５より延出して設けら
れる。すなわち、アッパヨーク２６はその端部を含めて
マグネット２５より延出する部分でロアヨーク２２と対
向する。このマグネット２５及びアッパヨーク２６で可
動体２７を構成する。

【００２５】そこで、図２に、図１の作用説明図を示
す。図２（Ａ）に示すように、可動体２７の摺動でマグ
ネット２５がホール素子２４より離れた位置、すなわち
ホール素子２４がアッパヨーク２６の延出部分とロアヨ
ーク２２間の位置以外の位置の状態ではマグネット２５
より発生する磁束（磁界）はマグネット２５，アッパヨ
ーク２７，空間、ロアヨーク２２で閉磁気回路が形成さ
れてホール素子２４には影響を与えない。

【００２６】そして、図２（Ｂ）に示すように、可動体
２７をホール素子２４方向に移動させて、アッパヨーク
２６の延出部分とロアヨーク２２の間の空間内にホール
素子２４が位置すると、マグネット２５，アッパヨーク
２７，ホール素子２４（プリント基板２３），ロアヨー
ク２２間が閉磁気回路が形成される。

【００２７】ホール素子２４は、検知する磁束に対応し
て、その出力電圧が増加するもので、ホール素子２４と
マグネット２５の距離をＬとすると、図２（Ｃ）に示す
ように、ホール素子２４を含めて閉磁気回路が形成され
ると、その出力電圧が急峻に上昇する。そして、しきい
値をａと設定することで可動体２７の移動の限度位置、
すなわちリミットスイッチとして機能させるものであ
る。

【００２８】このように、磁束を発生させるマグネット
２５とアッパヨーク２６で構成される可動体２７がホー
ル素子２４と水平方向に配置（従来は垂直方向）される
ことから、薄型化、小型化することができる。また、マ
グネット２５より延出されるアッパヨーク２６で閉磁気
回路が形成されて漏れ磁束を低減することができ、これ
によってプリペイドカードやフロッピディスク等の磁気
記録媒体への影響を防止することができる。

【００２９】さらに、漏れ磁束が低減されることは、マ
グネット２５より発生する磁束を有効利用することがで
き、マグネット２５を小型化することができ低コスト化
を図ることができる。

【００３０】また、アッパヨーク２６で閉磁気回路を形
成することから、ホール素子２４による検知の出力特性
が急峻となり、距離Ｌの誤差や組立て誤差が吸収されて
高精度な位置検出を行うことができるものである。

【００３１】次に、図３に、図１のアッパヨークの他の
形状の構成図を示し、図４に図３の出力特性のグラフを
示す。図１では、マグネット２５の高さがプリント基板
２３とホール素子２４との高さと若干高い位置関係の場
合を示しているが、図３（Ａ）は、マグネット２５を高
めに設定し、その分アッパヨーク２６ａの延出部分の先
端を下方向（ロアヨーク２２に向けて）に鉤状に形成し
たものである。

【００３２】これによれば、閉磁気回路を形成する場合
に、磁束がアッパヨーク２６ａの鉤状の先端に集中され
るもので、図４（Ａ）に示すようにホール素子２４のよ
り急峻な出力特性を得ることができ、より高精度に位置
検出を行うことができる。

【００３３】また、図３（Ｂ）はホール素子２４に近接
させるためにアッパヨーク２６ｂのマグネット２５から
の延出部分を階段状に形成したもので、図４（Ｂ）に示
すように図１と同様の出力特性（図２（Ｃ））となる。
すなわち、図３（Ａ）に比べて特性の急峻性は劣るが検
出範囲が広く装置の組立誤差等を吸収することができる
ものである。

【００３４】続いて、図５に、図１のマグネットの他の
形状の構成図を示す。図１では円柱状のマグネット２５
を示したが、図５（Ａ）では立方形状のマグネット２５
ａとしたもので、図５（Ｂ）は中空円筒状のマグネット
２５ｂとしたものである。

【００３５】立方形状のマグネット２５ａは、板状より
直線的に切り出せばよく加工性が容易であり、低コスト
とすることができる。また、中空円筒状のマグネット２
５ｂは、円柱状等に比べて垂直漏洩磁界が低減され、薄
型形状とした場合に磁気記録媒体に悪影響を及ぼすこと
が回避されるものである。

【００３６】なお、これらのマグネットの形状は後述す
る実施例においても同様である。

【００３７】また、マグネット２５，２５ａ，２５ｂの
垂直方向の漏洩磁界を低減する方法として、ロアヨーク
２２を厚くしてもよく、別に磁性部材を設けて全体とし
て厚くしてもよい。

【００３８】次に、図６に、第１実施例の他の実施例の
構成図を示す。図６（Ａ）に示す位置検出装置２１は、
ロアヨーク２２上に摺動部材であるフィルム２８を設け
たもので、他は図３（Ａ）と同様である。このフィルム
２８は、例えばフィルムベース表面をフッ素加工して厚
さ0.1 mm〜0.2 mmのもので、マグネット２５の移動に際
して摩擦を低減させるものである。

【００３９】また、図６（Ｂ）の位置検出装置２１は、
湾曲板状のロアヨーク２２ａを用いて、その一端にプリ
ント基板２３に実装されたホール素子２４が配置され、
ロアヨーク２２ａ上を当接面が該ロアヨーク２２ａと同
曲率のマグネット２５ｃが移動する。また、マグネット
２５ｃの上面も同様の曲率で形成され、さらに同じ曲率
のアッパヨーク２６ｃが設けられて可動体２７が構成さ
れる。これにより、円弧形状の場合の位置検出をも可能
とするものである。

【００４０】なお、図６（Ａ）のように、湾曲形状のロ
アヨーク２２ａ上にフィルム２８を形成してもよい。

【００４１】また、図６（Ａ），（Ｂ）に示す他の実施
例は、後述する第２実施例以外の実施例、適用例につい
ても適用できるものであり、説明を省略する。

【００４２】次に、図７に、本発明の第２実施例の構成
図を示す。図７（Ａ）は組立て構成図であり、図７
（Ｂ）は側部断面図である。図７（Ａ），（Ｂ）におい
て位置検出装置２１は、ロアヨーク２２と同一形状、同
一長さの第２の磁性部材であるアッパヨーク３１が所定
間隔で対向して配置され、その両端には、プリント基板
２３ａ，２３ｂに実装された検出手段である磁電変換素
子、例えばホール素子２４ａ，２４ｂが設けられる。

【００４３】ロアヨーク２２上には、スライダ３２に保
持された磁束発生部であるマグネット（永久磁石）２５
が長手方向に移動自在に設けられ、該マグネット２５上
には磁性板であるリミットプレート３３_Aがアッパヨー
ク３１の下面と当接して設けられる。このリミットプレ
ート３３_Aは、マグネット２５よりロアヨーク２２の長
手方向の両端に延出部分を有し、その先端がロアヨーク
２２と対向するように鉤状にリミット対向部３３ａ，３
３ｂが形成される。

【００４４】このスライダ３２，マグネット２５及びリ
ミットプレート３３により可動体２７を構成する。可動
体２７はスライダ３２を介してロアヨーク２２の長手方
向に移動し、ロアヨーク２２の端部に位置したときに、
リミットプレート３３_Aのリミット対向部３３ａ又は３
３ｂがホール素子２４ａ又は２４ｂ上に位置される。

【００４５】そこで、図８に図７の検出動作の説明図を
示し、図９に図８の出力特性のグラフを示す。この場
合、図９（Ａ）はホール素子２４ａのマグネット２５か
らの距離Ｌに対する出力電圧のグラフであり、図９
（Ｂ）は図９（Ａ）に対応するホール素子２４ｂの出力
特性のグラフであり、図９（Ｃ）は図９（Ａ）と図９
（Ｂ）の差の出力特性のグラフである。

【００４６】図８（Ａ）において、マグネット２５（可
動体２７）が左端のホール素子２４ａに近接した場合、
マグネット２５から発生する磁束は、マグネット２５か
らリミットプレート３３_A，リミット対向部３３ａを伝
達してホール素子２４ａへ垂直方向に伝わり、ロアヨー
ク２２，マグネット２５へと閉磁気回路を形成する。こ
のときのホール素子２４ａの出力は図９（Ａ）のａに示
す点である。

【００４７】この位置から図８（Ｂ）に示すように可動
体２７を右側に移動させた場合、マグネット２５から発
生する主な磁束は、リミットプレート３３_A，アッパヨ
ーク３１を介してホール素子２４ａに伝達し、ロアヨー
ク２２，マグネット２５へと閉磁気回路が形成される。
このときのホール素子２４ａの出力は図９（Ａ）のｂに
示す点である。すなわち、リミットプレート３３_Aがホ
ール素子２４ａより離れることから、ホール素子２４ａ
に伝達される垂直磁束密度が急激に減少するものであ
る。

【００４８】そして、図８（Ｃ）に示すように、さらに
右側に可動体２７を移動させた場合、マグネット２５か
ら発生する磁束を図８（Ｂ）と同様の経路でホール素子
２４ａが検出する。このときのホール素子２４ａの出力
は図９（Ａ）のＣに示す点である。

【００４９】このような検出原理は、右端のホール素子
２４ｂにおいて同様であり、図８（Ａ）〜（Ｃ）に対応
するホール素子２４ｂの出力が図９（Ｂ）に示される。
すなわち、ホール素子２４ｂはホール素子２４ａと対称
な出力特性を示すものである。

【００５０】そこで、左右のホール素子２４ａ，２４ｂ
の出力の差をとると、図９（Ｃ）に示すように、ｄ−ｅ
間及びｆ−ｇ間は変化量が大きく、各端のリミット位置
として検出することができ、ｅ−ｆ間は一様に変化する
特性を示しており、しかも出力零を境として正負により
可動体２７の移動方向及び位置を検出することができる
ものである。

【００５１】なお、装置の小型化、薄型化、高精度位置
検出の基本的効果は第１実施例と同様であり、以下の実
施例においても同様である。

【００５２】次に、図１０に、本発明の第３実施例の構
成図を示す。図１０に示す位置検出装置２１は、まず、
ロアヨーク２２の両端に配置されるプリント基板２３
ａ，２３ｂに、それぞれ２つのホール素子２４ａ₁，２
４ａ₂，２４ｂ₁，２４ｂ₂が並設されて実装される。
また、ロアヨーク２２上を移動するスライダ３２に保持
されたマグネット２５上には図７に示すリミットプレー
ト３３_Aより幅（図上奥方向）の狭いリミットプレート
３３_Bが設けられて可動体２７を構成し、その上方に当
接されてアッパヨーク３１ａが配置される。

【００５３】リミットプレート３３_Bはその両端がロア
ヨーク２２方向に鉤状に形成されたリミット対向部３３
ａ₁，３３ｂ₁が形成される。また、アッパヨーク３１
ａは、その両端でロアヨーク２２方向に鉤状に形成され
た対向部３４ａ，３４ｂと、切欠部３５ａ，３５ｂとが
形成される。この対向部３４ａ，３４ｂはホール素子２
４ａ₁，２４ｂ₁上に位置され、切欠部３５ａ，３５ｂ
には移動するリミットプレート３３_Bのリミット対向部
３３ａ₁，３３ｂ₁が位置されてホール素子２４ａ₂，
２４ｂ₂上に位置される。

【００５４】図１０に示す位置検出装置２１は、ホール
素子２４ａ₁，２４ｂ₁が可動体２７の中間位置検出用
のもので、ホール素子２４ａ₁，２４ｂ₁が可動体２７
のリミット位置検出用のものである。すなわち、可動体
２７がリミット位置以外の位置のときにはマグネット２
５からの磁束はリミットプレート３３ｂを通ってアッパ
ヨーク３１ａの対向部３４ａ，３４ｂよりホール素子２
４ａ₁，２４ｂ₁に与えられ、その出力特性により可動
体２７の位置が検出される。

【００５５】この状態は図７及び図８（Ｂ），（Ｃ）と
同様であるが、アッパヨーク３１ａの対向部３４ａ，３
４ｂに磁束が集中して漏れ磁束が減少することにより高
精度に位置検出することができる。この場合、リミット
用のホール素子２４ａ₂，２４ｂ₂は磁束が伝達されず
に検出されない。

【００５６】また、可動体２７が何れかの一端に移動す
ると、例えばアッパヨーク３１ａの切欠部３５ａに３４
ｂにリミットプレート３３ｂのリミット対向部３３ａ₁
が位置し、ホール素子２４ａ₂にマグネット２５より発
生する磁束を伝達する。これによりホール素子２４ａ₂
は急激な磁束変化を検出して、可動体２７のリミット位
置を検出するものである。

【００５７】次に、図１１に、本発明の一適用例の構成
図を示す。上述の第１〜第３実施例は一次元の位置検出
装置２１について示したが、図１１ではこれを用いた二
次元の位置検出装置４１について説明する。図１１
（Ａ）は概略斜視図、図１１（Ｂ）はその平面図であ
る。

【００５８】図１１（Ａ），（Ｂ）の位置検出装置４１
は、基本的には図７に示す位置検出装置２１（図１０に
示す位置検出装置２１でもよい）をそれぞれ第１のモジ
ュール２１ｘと第２のモジュール２１ｙとして、プリン
ト基板４２上にＸ軸方向とＹ軸方向に配置したものであ
る。

【００５９】この場合、マグネット２５を保持するスラ
イダ（移動機構）３２ｘ，３２ｙには溝４３ｘ，４３ｙ
が形成され、その交差する位置にスライダ３２ｘ，３２
ｙを操作する操作部４４が該溝４３ｘ，４３ｙ内を摺動
自在に設けられる。

【００６０】すなわち、スライダ３２ｘがアッパヨーク
３１ｘ（ロアヨークは図に表われず）下のホール素子２
４ax，２４bx間でマグネット２５ｘ及びリミットプレー
ト３３_AXをＸ軸方向に移動させ、スライダ３２ｙがアッ
パヨーク３１ｙ（ロアヨークは図に表われず）下のホー
ル素子２４ay，２４by間でマグネット２５Ｙ及びリミッ
トプレート３３ＡＹをＹ軸方向に移動させる。スライダ
３２ｘ，３２ｙは、操作者が操作部４４を上下左右斜め
方向に移動させることによりスライドされる。

【００６１】また、プリント基板４２上には、ホール素
子２４ax，２４ay，２４bx，２４byからの出力信号に基
づいて位置検出の演算を行うデータ処理用ＣＰＵ（４
５）が搭載されると共に、信号ケーブル４６が接続され
る。

【００６２】このような位置検出装置４１は、例えばコ
ンピュータのディスプレイ上のカーソル又はアイコンを
移動させるためのポインティングデバイスとして適用す
ることができる。

【００６３】操作部をキートップ４４として任意の方向
に動かすと、その移動量がＸ軸、Ｙ軸成分に分割され、
Ｘ軸のスライダ３２ｘとＹ軸のスライダ３２ｙが移動す
る。このスライダ３２ｘ，３２ｙの移動量に比例してホ
ール素子２４ax，２４bx，２４ay，２４byの出力電圧が
変化し、データ処理用ＣＰＵ４５において出力電圧をカ
ーソル移動信号に変換してコンピュータに伝達する。

【００６４】ＣＰＵ４５内では、カーソルの動きを相対
移動制御するものである。すなわち、キートップ４４の
移動量に応じてカーソルが相対移動するものである。そ
して、キートップ４４が端部付近まで移動されると、対
応するホール素子の出力電圧が急激に変化することによ
りリミット検出される。この状態で例えばカーソルの移
動を停止させるが、又は連続的に一定方向に移動させる
ようにする。

【００６５】このような位置検出装置４１は上述のよう
な薄型化、小型化を図ることができ、例えば携帯用のコ
ンピュータに搭載することができる。

【００６６】そこで、図１２に、本発明の一適用例の外
観図を示す。図１２において、携帯用のコンピュータ５
１は、キーボード５２の手前領域に上述の位置検出装置
４１をポインティングデバイスとして搭載しており、キ
ートップ４４が表出する。この場合、例えば近傍の２つ
のキートップ５３ａ，５３ｂをマウススイッチに相当す
るクリックスイッチとして使用するものである。

【００６７】これによれば、非接触で位置検出すること
から、長期間使用可能となり信頼性を向上させることが
できると共に、マウスやトラックボールと比べて構造が
簡易で安価に製造することができるものである。

【００６８】なお、図１１では、第１〜第３実施例の位
置検出装置２１をＸ軸、Ｙ軸の二次元に配置した場合を
示したが、Ｚ軸を含めて三次元に配置して適用すること
ができるものである。

【００６９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、第１の磁
性部材上の一端に検出手段を設け、磁束発生部と第２の
磁性部材で構成される可動体を該検出手段の水平方向に
移動自在に設けて端部位置検出させることにより、小
型、薄型化を図ることができると共に、端部での検出に
よる特性を急峻とすることができ、高精度に位置検出を
行うことができる。

【００７０】また、両端に検出手段が設けられた第１及
び第２の磁性部材間で磁気発生部と磁性板で構成される
可動体を該検出手段の水平方向に移動自在に設けること
により、該可動体の移動位置及び端部位置の検出を、小
型、薄型化かつ高精度に行うことができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の構成図である。

【図２】図１の作用説明図である。

【図３】図１のアッパヨークの他の形状の構成図であ
る。

【図４】図３の出力特性のグラフである。

【図５】図１のマグネットの他の形状の構成図である。

【図６】第１実施例の他の実施例の構成図である。

【図７】本発明の第２実施例の構成図である・

【図８】図７の検出動作の説明図である。

【図９】図８の出力特性のグラフである。

【図１０】本発明の第３実施例の構成図である。

【図１１】本発明の一適用例の構成図である。

【図１２】本発明の一適用例の外観図である。

【図１３】従来の磁気による位置検出の説明図である。

【図１４】従来の接触による位置検出の説明図である。

【符号の説明】

２１，４１位置検出装置２２，２２ａ，３１，３１ａロアヨーク２３ａ，２３ｂ，４２プリント基板２４，２４ａ，２４ｂ，２４ａ₁，２４ａ₂，２４
ｂ₁，２４ｂ₂ ホール素子２５，２５ａ〜２５ｃマグネット２６，２６ａ〜２６ｃアッパヨーク２７可動体２８フィルム３２スライダ３３_A，３３_B リミットプレート３３ａ，３３ｂ，３３ａ₁，３３ｂ₁ リミット対向部３４ａ，３４ｂ対向部３５ａ，３５ｂ切欠部４３ｘ，４３ｙ溝４４操作部４５データ処理用ＣＰＵ４６信号ケーブル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直線板状又は湾曲板状に形成された所定
長の第１の磁性部材（２２，２２ａ）と、該第１の磁性部材（２２，２２ａ）の少なくとも一端に
設けられ、形成される閉磁気回路により磁束を検出する
検出手段（２４）と、該第１の磁性部材（２２，２２ａ）上を長さ方向に移動
自在な磁束発生部（２５，２５ａ〜２５ｃ）を備える可
動体（２７）と、該検出手段（２４）上に少なくとも端部が該第１の磁性
部材（２２，２２ａ）に対向して設けられ、又は該可動
体（２７）の該磁束発生部（２５，２５ａ〜２５ｃ）上
に設けられて、該可動体（２７）が該検出手段（２４）
の近傍に移動したときに該検出手段（２４）を含んで前
記閉磁気回路を形成させるための第２の磁性部材（２
６，２６ａ〜２６ｃ）と、を有することを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】同一の形状及び長さで対向する第１及び
第２の磁性部材（２２，３１）と、該第１及び第２の磁性部材（２２，３１）間で長さ方向
に移動自在であり、磁束発生部（２５）及び該磁束発生
部（２５）と該第２の磁性部材（３１）との間に介在さ
れて両端部が該第１の磁性部材（２２）と対向する磁性
板（３３_A，３３_B）を備える可動体（２７）と、該第１又は第２の磁性部材（２２，３１）の両端に設け
られ、何れかの一端に該可動体（２７）が移動したとき
に、該第１の磁性部材（２２）と該磁性板（３３_A，３
３_B）との間に位置して閉磁気回路を形成することで該
可動体（２７）を検出する検出手段（２４ａ，２４ｂ，
２４ａ₁，２４ａ₂，２４ｂ₁，２４ｂ ₂）と、を有することを特徴とする位置検出装置。
【請求項３】前記第１又は第２の磁性部材（２２，３
１）の両端にそれぞれ対向部（３４ａ，３４ｂ）と切欠
部（３５ａ，３５ｂ）とを形成すると共に、前記磁性板
（３３ｂ）を該切欠部（３５ａ，３５ｂ）に位置させる
幅で形成し、前記検出手段（２４ａ₁，２４ａ₂，２４ｂ₁，２４ｂ
₂）を、該対向部（３４ａ，３４ｂ）に対応する第１の
センサ（２４ａ₁，２４ｂ₁）と、該切欠部（３５ａ，
３５ｂ）に位置された該磁性板（３３_B）に対応する第
２のセンサ（２４ａ₂，２４ｂ₂）とで構成することを
特徴とする請求項２記載の位置検出装置。
【請求項４】前記可動体（２７）における磁束発生部
（２５）を移動させる前記第１の磁性部材（２２）上に
摺動部材（２８）を設けることを特徴とする請求項１又
は２記載の位置検出装置。
【請求項５】請求項２において、前記第１及び第２の
磁性部材（２２，３１）、前記可動体（２７）、及び前
記検出手段（２４ａ，２４ｂ）で構成して該可動体（２
７）を該第１及び第２の磁性部材（２２，３１）間で移
動させる移動機構（３２）を設けた第１のモジュール
（２１ｘ）と、該第１のモジュール（２１ｘ）と同一構成の第２のモジ
ュール（２１ｙ）と、を有し、該第１のモジュール（２１ｘ）における該可動体（２７
ｘ）をＸ軸方向に移動させるべく配置すると共に、該第
２のモジュール（２１ｙ）における該可動体（２７ｙ）
をＹ軸方向に移動させるべく配置し、該第１のモジュー
ル（２１ｘ）の移動機構（３２ｘ）と共に該第２のモジ
ュール（２１ｙ）の移動機構（３２ｙ）を操作させる操
作部（４４）を設けることを特徴とする位置検出装置。
【請求項６】前記第２の磁性部材（２６ａ）の先端形
状を鉤状に形成することを特徴とする請求項１，２，３
又は５記載の位置検出装置。
【請求項７】前記第２の磁性部材（２６ｂ）の先端形
状を、装置組立誤差の吸収のための段階状に形成するこ
とを特徴とする請求項１，２，３又は５記載の位置検出
装置。
【請求項８】前記磁束発生部（２５ｂ）を、円筒中空
状に形成することを特徴とする請求項１，２，３又は５
記載の位置検出装置。
【請求項９】請求項５において、コンピュータのキー
ボード入力ケース内に組み込まれ、ディスプレイ上のカ
ーソル又はポインタを任意の位置に移動させるポインタ
デバイスとされることを特徴とする位置検出装置。