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    • 专利摘要:

    公开号:WO1982000880A1
    申请号:PCT/JP1981/000196
    申请日:1981-08-27
    公开日:1982-03-18
    发明作者:Corp Sony
    申请人:Yoshida K；Shikakura K；Sakano A；Tamaru H；Tadama M；
    IPC主号:G01D5-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 位 置 検 出 技術分野
    [0002] 本発明は磁歪遅延線を用いて平 ®上の任意の点の位置を
    [0003] X 、 Y座標の値 と して検出するよ う に した位置検出装置に 関する も のであ る。
    [0004] 背景技術
    [0005] 従来よ 第 1 図に示すよ う な磁歪遅延線 （ 以下磁歪線 と 云う ） を用いた位置検出装置が知られてい る。 第 1 図にお いて、 基板（11)上にはニ ッ ケ ル 、 鉄、 コ バ ル ト 等か ら成る磁 歪線（1X) ( 1Y)が X 、 Υ方向にそれぞれ複数本づっ （ 図示の 例では 1 0 本づつ ） 平行に配列されてい る。 これらの磁歪 線（1Χ) ( 1Υ)は、 例えば着磁又はバ イ ア ス磁石によって、 長 さ方向に対 して略 4 5 °に磁化された状態 と なって る。 磁 歪線（ 1Χ)の両端はダ ン パー部材（7) (8)に 固定され、 磁歪籙
    [0006] ( 1Υ)の両端はダ ン パ一部材（9) ttO)に固定されてい る。 ま た X 方向の磁歪線（ 1X)の一端部には X軸方向駆動コ ィ ル（2X)が 設けられ、 Y方向の磁歪鎳（ 1Y)の一端部には Y軍¾方向駆動 コ イ ル（2Y)が設けられて る。 この X 、 Y軸平面上の例え ば a 点には、 検出 コ イ ル （3)の一端が接 している。
    [0007] この状態において、 先ず駆動コ イ ル（2X)の端子にパ ル ス (4)を印加する と 、 この駆動コ イ ル（2X)か ら磁界が発生し、
    [0008] OMPI
    [0009] 鶴 ， この磁界によって各磁歪線（1X)に磁気歪みが生じ、 この磁 気歪みが縦振動 と して X方向にそれぞれ進行する。 この う ち a 点を含む磁歪線 （1Xa ) に生じた振動が距離 ¾を進行し て a 点に到達する と、 検出コ イ ル （3)の端子に正弦波状の検 出パ ル ス （5)が発生する。 従って、 駆動コ イ ル（2X)にパ ル ス (4)を加えてから検出コ イ ル （3)に検出パ ル ス （5)が得られるま での時間 は距離 を表わすも の と る。 次に惑動コ イ ル (2Y)の端子にパ ル ス （6)を印加する と各磁歪線（2Y)に振動が 発生し、 この う ち a 点を含む磁歪線 （1Ya) に生 じた振動が 距離； を進行 して a 点に到達する と、 検出コ イ ル （3)よ 検 出パ ル ス （5)が得られる。 従って、 パ ル ス （6)が加えられてか ら検出パ.ル ス （5)が得られるま での時間 T2は距離； ^を表わす も の と る。 尚、 検出点は a 点のよ う に必ずし も磁歪線 (1X)(1Y) が交叉している点でな ぐ て も よ く 、 例えば b 、 c 、 d 点のよ う に、 磁歪線（ 1X) ( 1 Y)の間の点であって も よ 。 その場合、 検出 コ イ ル （3)から得られる検出パ ル スは、 両側 の磁歪線から得られる検出パ ル スを合成した波形 とな i 、 この合成波形の ピーク点がその検出点の位置と対応 した も の と るる。 従って上記位置検出装置によれば、 X 、 Y平面 上の庄意の 'f立置を X 、 Y座標の値と して検出する こ とがで き る。 尚、 実際の装置では上記 、 T2は、 例えばカ ウ ン タ によ ]) ク ロ ッ クパ ル ス の計数値 と して検出される。 また検 出 コ ィ ル （3)は例えば棒状の容器に組み込まれてペ ン と して 使用でき るよ う に成されている。 ま た X 、 Υ軸平面は通常
    [0010] f OMPI は数 1 ひ ^四方の面積を有 し、 この平面内に数 1 0 〜数 1 0 0 本の磁歪線が X、 Y方向に配列される。 ま た磁歪線 は例えば厚さ数 1 0 ίί m 、 巾約 1 麟の リ ボ ン状の も のが用 い られる。
    [0011] 第 2 図に実際の装置の、 X Y平面、 回路構成及 び各点に おける出力パ ル スを示す。 尚、 第 2 図は X軸方向の座標の みを検出する場合であ i 、 Y軸方向の磁歪線 Π Υ)は省略さ れて^る o
    [0012] 第 2図において、 検出 コ イ ル（3)が設けられた上記ペ ンを 検出点 a に押 し当てる と 、 このペ ン に設け られたス ィ ッ チ ( 図示せず ） が閉 ざされる。 これに よ ] 、 ヘ ッ ドア ン プ (12) よ Ϊ) 制御演算回路 (13)に駆動信号が加えられる。 制御演算回 路（13)は 時点で ト リ ガパ ル ス （17)を出力 して駆勣パルス発生 回路 Mに加える と共に、 カ ウ ン タ （L5)をス ター ト させる。 こ れによ 力 ゥ ン タ （15)がク ロ ッ ク発生回路 (16)から 加えられる 例えば 5 0 MHz の ク 口 ッ ク パルス の 力 ゥ ン 卜 を開始する。 これと同時に駆動コ ィ ル（ 2X)に t2時点で駆動パ ル ス （18)がカロ え られて、 各磁歪線（1X)に磁歪振動が発生する。 そ して磁 歪線 （1Xa ) を伝搬する振動が Tx時間を伝搬 し、 a 点で検出 コ イ ル（3)によ ]9 検出される こ とに よ J 、 t5時点で検出パ ル ス （5)が得られる。 この検出パ ル ス （5)はへ ッ ドア ン プ (12)を通 じ波形処理回路 (19)に加え られて処理される こ とに よ ] 、 力 ゥ ン 卜 ス ト ッ プ信号 と D 、 こ の信号によ ] カ ウ ン タ （15)の カ ウ ン ト が停止される 。 こ の と き の カ ウ ン 卜 数 π。の値が制
    [0013] OMPI
    [0014] WIPO 御演算回路 α3)に加えられる。 制御演算回路 α3)では、 予め測 定された か ら t2ま での.時間 τ12及び t3か ら ま での時間
    [0015] Τ34 をカ ウ ン ト 数に換算した値 、 n2の和 （ + n2 )を n0 か ら減算し、 n0 — ( + ιι2 ) = に基いて次の演算を行 う こ とに よ 座標 を求める。
    [0016] 但し " ： 振動伝搬速度、 ： ク ロ ッ ク周期、 f ： ク ロ ッ ク周波数。
    [0017] 例えば！^ = 1 0 0 0 、 " = 5 Km /sec、 / = 5 0 MHz とする と、
    [0018] 5 x 1 0、
    [0019] s x 1 0 0 0 = 1 0
    [0020] 5 0 x 1 0'
    [0021] と な る o
    [0022] 而 して、 上述の動作にお て ト リ ガパ ル ス （17)が加えられ る時点 から駆動パル ス as)が発生する時点 t2ま での時間 τ12 は種々の原因によ ]) 変動する。 この変動は温度、 駆動パル ス （18)の レ ベ ル変動、 負荷の変動等によ J 生じる。 ま た駆動 パ ル ス発生回路（^は S C R 、 G C S 等のよ う ¾薛間的に大 電流を扱 う 素子が用 られているため、 この素子のスイ ツ チ ング時間、 温度、 電源電圧変動等によって も 上記 T12 の 変動が生じる。 このよ う 変動に よって駆勣パルス（18)の発 生時点 t2が最大 2時点ま で移動する場合は、 X座標の原点 0 をこの 2時点を充分カバーする位置ま で実質的に移動さ せる必要がある。 このため 動コ イ ル（2X)と原点 0 との間 の長さ 1の部分は検出が不可能 と ]9 、 検出範囲がせばめ られる。 これと共に上記変動によ カ ウ ン ト 数 n0が変動す
    [0023] Ο ΡΙ るので、 検出された座標の値に誤差が生じ る。
    [0024] 発明の開示
    [0025] 本発明に係る位置検出装置は 、 駆動コ イ ルに上記憨動パ ル ス が発生 したこ とを検出 し、 この検出時点から検出コ ィ ルによ る磁歪振動の検出時点ま での時間を測定する よ う に している Q
    [0026] 本発明の実施例においては、 駆動コ ィ ルに検出回路を接 続 して駆動パ ル ス の発生を検出 し、 この検出信号に基いて 力 ゥ ン タを動作させる よ う に してい る。
    [0027] 本発明に係る位置検出装置によれば、 検出不能部分が除 去されて、 検出範囲が広がる と共に、 第 2 図の 〜 t2間の 誤差が除去されるので、 検出精度を向上させる こ とができ る O
    [0028] 図面の簡単な説明
    [0029] 第 1 図は従来の位置検出装置の斜視図であ る。
    [0030] 第 2 図は動作を説明するための回路構成及び出力波形等 を示す図であ る。
    [0031] 第 3 図は本発明の回路構成及び出力波形等の実施例を示 す図であ る。
    [0032] 第 4 図は本発明の他の実施例を示す回路図であ る。
    [0033] 発明を実施するための最良の形
    [0034] 本発明の実施例を第 3 図について第 2 図 と 同一部分には 同一符号を付して説明する。
    [0035] 本実施洌は駆動コ ィ ル（2X)に 発生 した駆動 ルス を検
    [0036] OMPI 一 出回路 によ 検出 し、 この検出されたパ ル スを波形処理 回路〔21)で処理する こ とによ ！） ス ター ト 信号 (22)を得るよ う に した ものである。 このス タ ー ト 信号（22)は制御演算回路 (13)に 加えられ、 これによつて駆動パ ルス 8)の発生と珞同時に力 ゥ ン タ（15)の カ ウ ン ト が開始される。 従って磁歪籙（1X)に磁 歪振動が発生 した時点から検出動作が行われるので、 上記 時点 と対応する位置、 即ち駆動コ イ ル（2X)の位置を X座標 の原点とする こ とができ 、 第 1 の検出不能範囲 1を解消す る こ とができ る。 また第 1 図の ^〜 t2間のカ ウ ン ト が行わ れるいので、 この間の誤差を除去する こ とがで き る。 尚、 検出回路 80)によ る駆動パ ル ス 8)の検出は、 第 3 図のよ う に 2本の リ 一 ド線を直接駆動コ イ ル（2X)の端部に接続して行 つて もよ く 、 あ る は第 4 図に示すよ う に駆動コ イ ル（2X) の端部に検出 コ ィ ル (^を設けて検出 して も よい。
    [0037] 以上は X軸方向の位置検出を行う 場合について述べたが、 Y軸方向の場合についても第 1 図の駆動 コ イ ル（ 2Y)に発生 する駆動パ ル スを第 3 図又は第 4図 と同様る方法で検出す る よ う に してよ 。 ま た複数の磁歪籙（1X) ( 1Y)を第 1 図の よ う に互 に直交 して配 して も よいのは勿論でる る。
    [0038] 以上述べたよ う に本発明は磁歪遅延線を ^いた斯種位置 検出装置において、 駆動コ イ ルに憨勡パ ル ス が凳生 した こ と を検出 し、 この検出時点 （t2)か ら.例えばカ ウ ン タ（15)をス タ ー ト させる こ とによ ]3 、 検出コ イ ルによる上記磁歪振動 の検出時点（ t5) ま での時間を測定するよ う に した も のであ "- る o
    [0039] 従って本発明によれば、 検出不能部分が除去されて、 検 出範囲が広がる と共に、 第 2 図の 〜 t 2間の誤差が除去さ れるので、 検出精度を向上させる こ と がで き る。
    [0040] OMPI IPO
    权利要求:
    Claims の
    1. 駆動コ イ ル に加えられる駆動パ ル ス によ ]) 発生 した磁 界を磁歪遅延線に請加える こ とによ 、 この磁歪遅延線に磁 歪振動を発生させ、 この磁歪振動を上記磁歪遅延線の近傍 求
    に配された検出 コ ィ ル で検出する よ う に した位置検出装置 にお て、 上記駆動コ イ ルに上記駆動パ ルス が発生したこ とを検出 し、 この検出時点か ら上記検出 コ ィ ルによ る上記 磁歪搌動の検出時点ま での時間を測定する よ う に したこ と を特徵とする位置検出装置。
    2. 複数の磁歪遅延線が平面上に略平行に配されて る こ とを特徵とする請求の範囲第 1 項に記載の位置検出装置。
    3. 上記複数の磁歪遅延線に対して略直交する 方向に他の 複数の磁歪遅延線が上記平面上に配されている こ とを特徵 と する請求の範囲第 2項に記載の位置検出装置。
    4. 上記駆動コ イ ル に駆動パル ス検出回路を接続 し、 この 検出回路の検出信号で力 ゥ ンタを動作させるよ う に したこ とを特徵 とする請求の範囲第 1 項又は第 2 項又は第 3 項に 記載'の位置検出装置。
    5. 羅勛コ イ ル の位置を位置検出原点と した こ とを特徵と する第 1 項又は第 2項又は第 3 項又は第 4項に記載の位置 検出装置。
    " VIPO 4 ；'
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    KR830006738A|1983-10-06|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1982-03-18| AK| Designated states|Designated state(s): DE GB US |
    1986-03-13| REG| Reference to national code|Ref country code: DE Ref legal event code: 8642 |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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