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    • 专利摘要:

    公开号:WO1982000881A1
    申请号:PCT/JP1981/000197
    申请日:1981-08-27
    公开日:1982-03-18
    发明作者:Corp Sony
    申请人:Kitamura N；Yoshida K；Sakano A；Tamaru H；Tadama M；Shikakura K；
    IPC主号:G01D5-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書 位 検 出 装 置 技術分野
    [0002] 本発明は磁歪遅延線を用いて平面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。
    [0004] 背景技術
    [0005] 従来よ り 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 di)上にはニ ッ ケル、 鉄、 コ ノ ル 卜 等力 ら成る磁 歪線（1X)(1Y)が X、 Υ方向にそれぞれ複数本ずつ （ 図示の 例では 1 0 本ずつ ） 平行に配列されている。 これらの磁歪 線（ 1χ) ( 1 γ)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 45° に磁化された状態と なっている。 磁 歪線（ 1Χ)の両端は ダンパ一部材（7) (8)に固定され、 磁歪線
    [0006] ( 1 γ)の両端はダンパ一部材（9) αο)に固定されてい る。 また X 方向の磁歪線（1Χ)の一端部には X軸方向 |g動 コ ィ ル（2X)が 設けられ、 Y方向の磁歪線（1Y)の一端部には Y軸方向駆動 コ イ ル（2Y)が設けら れてい 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)の端子に駆動パ ル ス （4)を印加する と、 この駆動 コ イ ル （ 2X)から磁界が発生
    [0008] OMPI し、 こ の磁界によって各磁歪線（1 X)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 （ 1 Xa ) に生じた振動が距離 1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 の検出ノヽ。 ル ス （5)が発生する。 従って、 ' 動コ イ ル（ 2X)に羅 動パル ス （4)を加えてから検出 コ ィ ル （3)に検出ノヽ。 ル ス )が得 られる までの時間 は距離 を表わすものとな る。 次に駆 動コ ィ ル（2Υ)の端子に駆動バ ル ス （6)を印加する と各磁歪線 (2Υ)に振動が発生し、 このう ち a 点を含む磁歪線 ( l Ya ) 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 ィ ル（3)よ り検出ノ、。 ル ス （5)が得られる。 従って、 羅動パル ス (6)が加えられてから検出パル ス ）が得ら れる までの時間 T2 は距錐 を表わすものとな る。 尚、 検出点は a 点のよ う に 必ずし も磁歪線（1 X) ( 1 Y)が交叉し ている点でな く ても よ く、 例えば b 、 c 、 d 点のよ う に磁歪線（1 X) Y)の間の点であ つても よい。 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 り 、 こ の合成波形のピー ク点がその検出点の位置 と対応し たものとなる。 従って上記位置検出装置によれば、 X 、 Y平面上の任意の位置を 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 、 T 2は、 例え ばカ ウ ン タ によ り ク ロ ッ クパル ス の計数値と し て検出 され る。 また検出 コ イ 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 Χ ·、 Υ軸
    [0009] OMPI V 平面は、 通常数 1 0 era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 w 、 巾約 1 mmの リ ボ ン状の ものが用いられる。
    [0010] このよ う な位置検出装置において、 磁歪線を伝搬する磁 歪振動の速度は通常 5teZsec程度であるが、 こ の振動伝搬速 度は温度、 材質の不均一等の原因によ り 各磁歪線でばらつ きがあ る。 このばらつきは検出精度の劣化をも た ら す。 こ れを防ぐため従来よ り 第 2 図に示すよ う に、 磁歪線（1X)の 両端部に夫々駆動コ ィ ル （2Χι )(2X2)を設けたものが提案さ れている。 この装置では先ず駆動 コ イ ル （2Xt ) に駆動パ ル ス （4)を加えて磁歪振動の a 点までの伝撥時間 を測定し 、 次に駆動コ ィ 'ル （ 2X2 ) に駆動パル ス （4)を加えて磁歪振動の a点までの時間 T2を測定する。 次に この Τι、 Τ2に基い て X = Τ,1 X L ( L : 駆動 コ ィ ル（2X (2X2)間の距離 ） の 丄 1 十 12
    [0011] 演算を行う ことによ り 、 目的とする座標 を得る よ う にし ている。 し力 しな力 Sら この方法は、 駆動パ ル ス （4)を 2 回加 えて測定を 2度行う 必要があ るため、 位置検出に時間がか かる欠点がある。 第 2 図は X座標を求める場合が示されて いるが、 Υ座標を求める場合は、 第 1 図の磁歪線（1Υ)の両 端に夫々 憨動 コ ィ ル（2Υ)を設ける ため X、 Υ座標を求める 場合は駆動パ ル スを 4 回加え る こ とにな り 、 さ ら に時間が かかる こ とにな る。 また実際の装置では、 検出 コ イ ルは）を 駆動コ ィ ル（2x (2X2) の近傍に置 く と、 駆動パ ル ス が検出
    [0012] OMPI WIPO コ イ ル（3)で直接検出 される ことがあ り 、 このため駆動 コ ィ ル（2X ( 2X2 )の付近は測定不能範囲となる。
    [0013] 発明の開示
    [0014] 本発明に係る位置検出装置は、 駆動コ イ ルに加えられる 駆動パル ス によ り発生した磁界を磁歪線に加える ことによ り 、 この磁歪線に磁歪振動を発生させ、 こ の磁歪振動を上 記磁歪線の近傍に配された第 1 の検出 コ イ ルで検出する よ う に成すと共に、 上記駆動コ イ ルと所定の距離を隔てて第 2 の検出 コ イ ルを固定配置し 、 上記磁歪振動が上記第 1 の 検出 コ ィ ルに到達する時間と上記第 2 の検出 コ ィ ルに到達 する時間と上記所定の距離とに基いて上記第 1 の検出 コ ィ ルの位置を算出する よ う にし ている。
    [0015] 本発明の実施例においては、 磁歪線の一端又は磁歪線全 長の略 の位置に第 2の検出 コ ィ ルを配し ている。
    [0016] 本発明に係る位置検出装置によれば、 磁歪振動の伝搬速 度のばらつきに基 く 検出精度の劣化をな く すことができ る C また従来よ り 測定範囲を広 く する こ とができ る と共に、 測 定時間を短縮する ことができる。
    [0017] 図面の簡単な説明
    [0018] 第 1 図は従来の位置検出装置の斜視図である。 第 2 図は 測定精度を上げるための従来の方法の一例を示す模式図で ある。 第 3 図は本発明の第 1 の実施例を示す回路系統図で あ る。 第 4 図は第 2の実施例を示す回路系統図である o
    [0019] 5 図は検出パル ス の波形図であ る o 発明を実施するための最良の形態
    [0020] 第 3 図は第 1 の実施例を示すもので、 1 本の磁歪線（ 1.x) で X方向の位置検出を行う場合を例と し て示し ている。
    [0021] - 第 3 図において、 磁歪線（1 x)の一端には駆動 コ イ ル（2X) が配され、 他端には第 2 の検出 コ イ ル（ 5b )が駆動 コ ィ ノレ（2X) と長さ Lを隔てて固定し て配されている。 この検出 コ イ ル ( 5b )の出力は波形整形回路（12)によ り カ ウ ン ト ス ト ップ信号 となり 、 カ ウ ン タ （^に加え られる よ う に成されている。 検 出点 a に接する検出 コ イ ル（3 a )の出力は '波形整形回路 (13)に よ り カ ウ ン ト ス ト ッ プ信号とな り 、 カ ウ ン タ （15)に加え られ る よ う に成されている。 カ ウ ン タ （14) (15)は制御演算回路 (16) ら カ ウ ン 卜 ス タ ー ト信号が加え られる と、 ク ロ ッ ク発生回 路（17)から加えられる例えば 5 0 MH z の ク ロ ッ ク を カ ウ ン 卜 する CD
    [0022] 上記構成において、 a 点に検出 コ ィ ル（3 a )力 s接触される と、 こ の検出 コ ィ ル（3 a )が内蔵された前記ペ ン の ス ィ ツ チ ( 図示せず ) が閉ざされて制御演算回路 tlfi)に駆動信号 S 1が 加え られる。 これによつて こ の制御演算回路 (16)が駆動され、 駆動パル ス （4)が駆動コ ィ ル（ 2X)に加え られる と共に、 上記 カ ウ ン ト ス タ ー ト 信号がカ ウ ン タ （14) (15)に力 Πえ られる。 上記 駆動パ ル ス （4)に よ り 発生し た磁歪振動が、 駆動パル ス （4)が 加え られた時から時間 1 後 に検出 コ ィ ル（3 a )で検出 される と、 カ ウ ン タ （15)のカ ウ ン 卜 が停止する。 磁歪振動がさ らに 進んで、 駆動パ ル ス （4)が加え られた と きから 時間 Tp後に検
    [0023] Ο ΡΙ WIPO 出 コ ィ ル（3a )で検出 される と、 カ ウ ン タ （ )のガウ ン 卜が停 止する。 制御演算回路 CL6)はカ ウ ン タ (15)の カ ウ ン ト数
    [0024] Νρを取り込み、 これに基いて、 X L又は = X L
    [0025] Ρ
    [0026] の演算を行う ことによ り 座標 を求める。
    [0027] 以上によれば、 磁歪振動の伝搬速度にばらつ'きがあって も、 検出を行う毎に全体の長さ Lを伝わる時間 Tpを測定し ているので、 上記ばらつきに基 く 検出精度の劣化をな く す ことができ る。 また第 2 図のよ う に駆動コ ィ ル （2x ( 2x2) を 2個用いていないので、 前述した測定不能範囲.は駆動コ ィ ル （2Χ)付近のみとな り 、 従って第 2図の方法よ り 測定範 囲を広 く する こ とができ る。 さ らに駆動パ ル ス （4)を 1 回発 生さ'せるだけで全長の伝搬時間 Τρを測定し ている ので、 第 2 図の方法に比し測定時間を短縮する こ とができ る。 検出 コ ィ ル（3a )の出力 レベルが小さい場合は S Z Nが悪化し、 このため分解能が劣化する。 このよ う な場合は、 測定を数 回繰り返し行い、 各測定値を加算してその平均値を求める ことによ り精度を改善する よ う にし ている。 本発明によれ ば 1 回の測定時間が短縮されるので、 上述のよ う に測定を 繰り返し行う場合は、 同一時間に繰り返すことのできる測 定回数を増やすこ とができ るので、 加算される測定値の数 が増え、 従って平均値の精度を上げる こ とができ る。
    [0028] 第 4 図は第 2 の実施例を示すものであ る。
    [0029] 本実施例は第 1 の検出 コ ィ ル （3b )を駆動 コ ィ ル （ 2X)と長 長さ を隔てた位置に配し 、 検出点 a が検出 コ ィ ル （3b )の
    [0030] O PI IPO 後方にあ る場合である。 この場合は駆動パル ス （4)を加える と、 先ず時間 Tp後に検出 コ ィ ル（3b)が振動を検出する こ と によってカ ウ ン タ が停止され、 次に時間 後に検出 コ ィ ノレ （3a)で検出 される こ とによって力 ゥ ン タ （13が停止される。 そ し て oc = - X L によ り 座標 を求める こ とができ る
    [0031] 2Τ Ρ
    [0032] 本実施例によれば第 1 の実施例と略同様の効果を得る こ と ができ る。 尚、 実際の装置では第 5 図に示 よ う に検出 コ ィ ノレ （3)又は〔3a)から得られる検出ハ。ル ス （5)のゼロ ク ロ ス点 を検出 レ ベ ル と る場合があ る。 このよ う な場合、 検出ノ、。 ル ス の始点から ゼロ ク 口 ス点 q までの時間 T0に相当 る ク ロ ッ クのカ ウ ン 卜数は、 演算の漦に補正される。 以上は磁歪線（1Χ)について述べたが、 第 1 図の磁歪線
    [0033] (1Υ)についても 、 第 3.図又は第 4 図の実施例を適用 る こ とができ る。 また第 2 の検出 コ イ ル〔3b)を複数の磁歪線 (1X) ( 又は（1Y)) に夫々設けても よ く 、 又は共通に設けて も よい。 また複数の磁歪線 （1X)(1Y)を第 1 図のよ う に互い に直交し て配し ても よいのは勿論であ る。
    [0034] 本発明は 2 つの検出 コ イ ルを設け、 これら の渙出 コ イ ル に磁歪振動が夫々 到達する時間に基いて検出点の位置を算 出 "る よ.う にし てい るので、 第 2 図の従来の方法に比し 、 測定時間を短縮 る こ とができ と共'に、 測定範囲を広 く Tる こ とができ る。 また数回の測定によ り平均を求める場 合には、 同一時間 Λで平均化の精度を高める こ とができ る。
    [0035] Β' -"二 ' （J、 Wi.ia 差換え
    权利要求:
    Claims
    1. 駆動コ ィ ルに力！]え られる m.動ハ0ル スによ り発生し た磁 界を磁歪遅延線に加える ことによ り 、 この磁歪遅延線に磁
    一一一 1α奢
    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 に配された第 1 の検出 っ ィ ノレで検出する よ う にし た位置検 ttl装置において、 上記駆動コ ィ ノレ と所定の距離を隔てて第
    2の検出 コ ィ ルを固定配置し、 上記磁歪振動が上記第 1 の 範
    検出 コ イ ル に到達する時間と上記第 2 の検出 コ ィ ルに到達 する時間と上記所定の距離とに基いて上記第 1 の検出 コ ィ ルの位置を算出する よ う にし た こ とを特徵とする位置検出 o
    2. 複数の磁歪遅延線が平面上に略平行に配されている 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カ ウ 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。
    TO '.iノ
    OMFI
    A. WIPO
    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
    KR830006748A|1983-10-06|
    JPS5745685A|1982-03-15|
    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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