DE3807567A1

DE3807567A1 - Eingabestift fuer eine dateneingabe-schreibplatte

Info

Publication number: DE3807567A1
Application number: DE3807567A
Authority: DE
Inventors: Shoyu Watanabe; Masaaki Nakano; Shuji Iwata; Osamu Nakajima; Yusaku Saitoh
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1987-03-09
Filing date: 1988-03-08
Publication date: 1988-09-22
Also published as: DE3807567C2; US4868351A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Eingabestift gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 für eine magnetisch ge koppelte Dateneingabe-Schreibplatte zur Eingabe von Buch staben bzw. Zeichen und Graphiken.

Die Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch einen konventio nellen Eingabestift sowie durch eine Dateneingabe-Schreib platte gemäß der offengelegten japanischen Patentpublika tion Nr.160-1 34 928. Zum Eingabestift gehören eine Detektor spule 2, ein Leitungsdraht 4, ein Schalter 5, ein Stiftge häuse 6, eine abgeschirmte Leitung 7, ein Stiftschaft 10 und ein Magnetrohr 11, welches an der Spitze des Stift schafts 10 angebracht ist und aus dem unteren Ende des Stiftgehäuses 6 hervorragt. Die oben erwähnte Detektorspule 2 liegt auf der Außenfläche des Magnetrohrs 11 und ist um dieses herumgewickelt. Die Dateneingabe-Schreibplatte ent hält Elektroden 12, 13 und eine Eingabeplatte 14.

Im folgenden wird der Betrieb dieser Einrichtung näher be schrieben. In der Dateneingabe-Schreibplatte befindet sich eine Vielzahl von Elektroden 12 und 13, die unter rechtem Winkel zueinander verlaufen und sich überkreuzen. Die Elek troden 12, 13 liegen unterhalb der Eingabeplatte 14. Sie sind darüber hinaus elektrisch voneinander getrennt. Um ein magnetisches Feld zu erzeugen, wird von außen ein Wechsel strom an zwei parallele Leitungen innerhalb dieser Elektro den 12 und 13 gelegt. Befindet sich die Detektorspule 2 in dem von diesen beiden Leitungen erzeugten Magnetfeld, so wird in dieser Detektorspule 2 eine Spannung induziert. Durch aufeinanderfolgendes Anlegen des Wechselstroms an verschiedene Elektroden lassen sich die Koordinaten der De tektorspule 2 auf der Plattenoberfläche durch die induzier te Spannung angeben. Die durch die Detektorspule 2 indu zierte Spannung wird über den Leitungsdraht 4 zum Schalter 5 geführt. Der Schalter 5 wird eingeschaltet, wenn der Ein gabestift gegen die Eingabeplatte 14 gepreßt wird. Der Lei tungsdraht 4 ist dann mit der abgeschirmten Leitung 7 ver bunden, welche ihrerseits mit einer externen und nicht dar gestellten Schaltung des Eingabestifts verbunden ist.

Die induzierte Spannung in der zuvor erwähnten Detektorspu le 2 wird durch die an der Oberfläche der Eingabeplatte 14 vorhandene Magnetfeldstärke bestimmt, durch einen Abstand der Detektorspule 2 von der Eingabeplatte 14 und durch die Anzahl der Windungen sowie durch den Wicklungsdurchmesser der Spule.

Beim Eingabestift der konventionellen Dateneingabe-Schreib platte, der den oben beschriebenen Aufbau aufweist, tritt das Problem auf, daß auch ein Rauschen durch den mit der Detektorspule 2 verbundenen Leitungsdraht 4 detektiert wird, der sich über einen weiten Bereich entlang des Stift schafts 10 erstreckt. Die Detektorspule 2 kann darüber hin aus leicht zerstört werden, da sie während der Montage des Eingabestifts oder während des Betriebs dieses Stifts in Kontakt mit anderen Teilen kommen kann, weil sie freiliegt.

Ferner ist die Positionsdetektorgenauigkeit des Schreib stifts gering, da in der Detektorspule 2 eine Spannung auch durch einen Magnetfluß induziert werden kann, der nicht von den Elektroden 12 und 13 erzeugt worden ist. Die Detektor spule 2 detektiert außerdem ein elektrostatisches Rauschen, und zwar aufgrund der kapazitiven Kopplung zwischen der De tektorspule 2 und der Dateneingabe-Schreibplattenschaltung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Eingabe stift für eine Dateneingabe-Schreibplatte anzugeben, bei dem durch den zuvor erwähnten Leitungsdraht kein Rauschen mehr detektiert wird, und der eine so große Stabilität auf weist, daß eine Beschädigung oder ein Bruch des Leitungs drahts verhindert werden.

Ziel der Erfindung ist es ferner, einen Eingabestift für eine Dateneingabe-Schreibplatte zu schaffen, der eine hohe Positionsdetektorgenauigkeit aufweist und weder einen nicht erforderlichen Magnetfluß, der nicht durch die Elektroden erzeugt worden ist, noch ein störendes elektrostatisches Rauschen detektiert.

Die Lösung der gestellten Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegeben. Vorteilhafte Ausge staltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu ent nehmen.

Der Eingabestift nach der Erfindung für eine Dateneingabe- Schreibplatte zeichnet sich aus durch

- ein Stiftgehäuse,
- einen Magnetkern, der an einem der Dateneingabe-Schreib platte zugewandten Ende des Stiftgehäuses angeordnet ist, und zu dem ein von der Dateneingabe-Schreibplatte erzeug ter Magnetfluß geliefert wird,
- einen im Stiftgehäuse angeordneten, leitfähigen Halter zum Halten des Magnetkerns,
- eine um den Magnetkern herumgewickelte Detektorspule zum Detektieren eines von der Dateneingabe-Schreibplatte er zeugten Magnetfelds,
- einen von der Detektorspule abgehenden Leitungsdraht, der in engem Kontakt mit dem leitfähigen Halter steht, und
- eine Schutzröhre zur Abdeckung wenigstens der Detektor spule und des Magnetkerns.

Die Position des Eingabestifts auf der Dateneingabe- Schreibplatte wird mit Hilfe der Detektorspule durch Detek tieren des Magnetfelds bestimmt, das durch einen Strom er zeugt wird, welcher durch Elektroden hindurchfließt, die sich in der Dateneingabe-Schreibplatte befinden.

Beim Eingabestift nach der Erfindung deckt die Schutzröhre wenigstens den Magnetkern und die Detektorspule ab, während ein Leitungsdraht von der Detektorspule dicht am leitfähi gen Halter fixiert ist. Einerseits werden also ein Ver schleiß des Magnetkerns sowie eine Beschädigung bzw. ein Bruch der Detektorspule vermieden, während andererseits durch die magnetische Abschirmfunktion des leitfähigen Hal ters, der den magnetischen Fluß nicht zum Leitungsdraht ge langen läßt, ein ansonsten durch den Leitungsdraht hervor gerufenes Rauschen verhindert wird.

Beim Eingabestift nach der Erfindung kann die zuvor be schriebene Schutzröhre als ringförmiges Abschirmgehäuse ausgebildet sein, das z. B. aus einem elektrisch leitenden Metall oder aus einem anderen geeigneten Material besteht. Der außerhalb des Abschirmgehäuses vorhandene magnetische Fluß kann somit aufgrund der elektromagnetischen Abschirm funktion des Abschirmgehäuses nicht ins Innere des Ab schirmgehäuses gelangen, so daß er nicht auf die Detektor spule einwirken kann. Ferner werden aufgrund der elektro statischen Abschirmfunktion des Abschirmgehäuses Rauscher scheinungen eliminiert, die durch kapazitive Kopplung zwi schen der Detektorspule und der Dateneingabe-Schreibplat tenschaltung erzeugt werden. Mit anderen Worten wird der magnetische Fluß, der nicht durch die Elektroden der Daten eingabe-Schreibplatte erzeugt wird, durch das Abschirmge häuse abgeschirmt, während derjenige magnetische Fluß, der durch die unmittelbar unterhalb des Eingabestifts liegenden Elektroden erzeugt wird, nicht mit dem Abschirmgehäuse in Wechselwirkung tritt, sondern mit der Detektorspule, so daß er als Signal detektiert werden kann.

Von der Detektorspule können zwei isolierte Leitungsdrähte abgehen, die vom leitfähigen Halter eng umschlossen sind, jedoch nicht mit ihm elektrisch in Verbindung stehen. Die im Inneren des leitfähigen Halters verlaufenden isolierten Leitungsdrähte können miteinander auch verdrillt sein.

Die Zeichnung stellt neben dem Stand der Technik Ausfüh rungsbeispiele der Erfindung dar. Es zeigen:

Fig. 1 einen in Längsrichtung verlaufenden Querschnitt durch einen konventionellen Eingabestift,

Fig. 2 einen in Längsrichtung verlaufenden Querschnitt durch einen Eingabestift nach einem ersten Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 3 einen in Längsrichtung verlaufenden Querschnitt durch die Spitze des zuvor erwähnten Eingabestifts als Beispiel einer Abwandlung des ersten Ausfüh rungsbeispiels,

Fig. 4 einen in Längsrichtung verlaufenden Querschnitt durch einen Eingabestift gemäß einem zweiten Aus führungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 5 einen in Längsrichtung verlaufenden Querschnitt durch einen Eingabestift gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines modifizierten Abschirmgehäuses, und

Fig. 7 und 8 verschiedene Ausführungsformen eines leitenden Halters.

Im folgenden werden die Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Glei che Teile in den jeweiligen Ausführungsbeispielen und in Fig. 1 sind der Einfachheit halber mit den gleichen Bezugs zeichen versehen worden.

Die Fig. 2 zeigt den Eingabestift nach dem ersten Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung. Zu ihm gehören ein leitfähiger Halter 3, welcher in das Stiftgehäuse 6 eingesetzt ist und einen Magnetkern 1 hält. Von einer Detektorspule 2 geht ein Leitungsdraht 4 ab, der sich entlang des leitfähigen Hal ters 3 erstreckt und in dichtem Kontakt mit diesem steht. Durch eine Schutzröhre 8 werden wenigstens der Magnetkern 1 und die Detektorspule 2 abgedeckt.

Im folgenden wird der Betrieb dieser Einrichtung erläutert. Wird die Spitze des Eingabestifts gegen die Oberfläche der Eingabeplatte 14 gedrückt, so wird ein Schalter 5 einge schaltet. Zur selben Zeit wirkt das Magnetfeld, das durch die Elektroden 12 und 13 erzeugt wird, welche unter rechtem Winkel zueinander verlaufen und sich kreuzen, auf die De tektorspule 2, und zwar durch die Schutzröhre 8 hindurch, so daß innerhalb der Detektorspule 2 eine Spannung indu ziert wird. Diese induzierte Spannung wird über den Lei tungsdraht 4 und eine abgeschirmte Leitung 7, die bei ge schlossenem Schalter 5 mit dem Leitungsdraht 4 verbunden ist, nach außen geführt. Dieser Betrieb gleicht demjenigen, der bereits im Zusammenhang mit der konventionellen Ein richtung gemäß Fig. 1 beschrieben worden ist.

Beim zuvor erläuterten Betrieb kommt der Magnetkern 1, der durch die Schutzröhre 8 abgedeckt ist, nicht in direkten Kontakt mit der Eingabeplatte 14, so daß er nicht abgenutzt werden kann. Auch die durch die Schutzröhre 8 abgedeckte Detektorspule 2 kommt nicht in direkten Kontakt mit anderen Teilen und kann daher nicht beschädigt bzw. zerbrochen wer den. Der Leitungsdraht 4, der herausgeführt ist und in dichtem Kontakt mit dem Leitungshalter 3 steht, detektiert kein Rauschen mehr, und zwar aufgrund des elektromagneti schen Abschirmeffekts des leitfähigen Halters 3.

Fig. 3 zeigt eine Abwandlung des ersten Ausführungsbei spiels, bei der ein widerstandsfester Dünnfilm 9 auf der äußeren Oberfläche der Schutzröhre 8 gebildet ist. Hier durch wird ein Verschleiß der Schutzröhre 8 verhindert, so daß die Haltbarkeit des Eingabestifts weiter verbessert wird.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 4 das zwei te Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Ein Abschirmgehäuse 21 A, das z. B. aus einem metallischen elek trischen Leiter und dergleichen besteht, ist innerhalb des Stiftgehäuses so angeordnet, daß sein oberes Ende wenig stens annähernd auf derselben Höhe liegt wie das obere Ende des Halters 3. Das untere Ende des Abschirmgehäuses 21 A liegt wenigstens annähernd auf derselben Höhe wie das untere Ende des Magnetkerns 1. Das Abschirmgehäuse 21 A weist dabei auch die Funktion der Schutzröhre auf, die be reits im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben worden ist.

Im folgenden wird die Wirkungsweise des Abschirmgehäuses 21 A beschrieben. Wird der Eingabestift auf die Eingabeplat te 14 gedrückt, so wird der Schalter 5 geschlossen und ver bindet den Leitungsdraht 4 elektrisch mit der abgeschirmten Leitung 7. Die induzierte Spannung wird über den Leitungs draht 4, den Schalter 5 und die abgeschirmte Leitung 7 nach außen übertragen.

Wird das an den Elektroden 12 und 13 erzeugte Magnetfeld durch die Detektorspule 2 detektiert, so wird der Magnet fluß außerhalb des Abschirmgehäuses 21 A, das die Detektor spule 2 abdeckt, durch die elektromagnetische Abschirmwir kung des Abschirmgehäuses 21 A abgefangen, so daß er nicht auf die Detektorspule 2 einwirken kann.

Dagegen wird der direkt unterhalb des Eingabestifts von den Elektroden 12 und 13 erzeugte Magnetfluß nicht von der elektromagnetischen Abschirmwirkung des Abschirmgehäuses 21 A beeinflußt, da keine Verkettung mit dem Abschirmgehäuse 21 A auftritt, so daß er auf die Detektorspule 2 einwirken und als Signal detektiert werden kann.

Ebenfalls wird durch die elektrostatische Abschirmwirkung des Abschirmgehäuses 21 A die kapazitive Kopplung zwischen der Detektorspule 2 und der Dateneingabe-Schreibplatten schaltung unterbunden.

Im zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde ein ring förmig ausgebildetes Abschirmgehäuse 21 A verwendet. In Übereinstimmung mit dem in Fig. 5 gezeigten dritten Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung kann auch ein Abschirmgehäuse 21 B zum Einsatz kommen, das auf der äußeren Oberfläche des Stiftgehäuses 6 angeordnet und mit einem Öffnungsbereich 21 b ausgestattet ist, durch den die Spitze des Magnetkerns 1 hindurchragt.

Das Abschirmgehäuse 21 A kann auch einen axialen Schlitz 21 a entsprechend Fig. 6 aufweisen, so daß es auf das Stiftge häuse 6 aufgesetzt und durch seine eigene Elastizität klem mend mit dem Stiftgehäuse 6 verbunden werden kann. Auch das Abschirmgehäuse 21 B in Fig. 5 kann ähnlich aufgebaut und mit einem derartigen Schlitz versehen sein.

Die Spitze des Magnetkerns 1, die in den Ausführungsbei spielen nach den Fig. 4 und 5 aus den Abschirmgehäusen 21 A und 21 B herausragt, kann auch nur in die Abschirmgehäuse 21 A, 21 B hineinragen, ohne über diese hinauszustehen.

Die Abschirmgehäuse 21 A, 21 B brauchen darüber hinaus nicht nur aus einer leitfähigen dünnen Platte zu bestehen, son dern können ferner mit einem dünnen, aufgedampften Film versehen sein.

Die Fig. 7 und 8 zeigen Abwandlungen des leitfähigen Hal ters 3. In den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde jeweils ein leitfähiger Halter 3 mit einer säulenar tigen Form verwendet. Die der Dateneingabe-Schreibplatte zugewandte Seite des leitfähigen Halters 3 kann sich aber auch verjüngen, z. B. kegelförmig oder dergleichen, so daß eine Säule mit abgeschrägter Spitze erhalten wird, wie an hand der in Fig. 7 gezeigten Abwandlung zu erkennen ist. Fig. 7 zeigt eine Vorderansicht des Hauptteils. Bei dieser Abwandlung wird zusätzlich zu den bereits beschriebenen Ef fekten erreicht, daß die Richtung des Magnetflusses in der Nähe des Magnetkerns 1 nicht gestört wird, da der auf die Detektorspule 2 wirkende Magnetfluß parallel zur abge schrägten Fläche verläuft. Ferner ist es auch möglich, im Bereich der Zentralachse des säulenförmig ausgebildeten, leitfähigen Halters 3 eine Vertiefung bzw. einen Schlitz 23 zur Aufnahme des Magnetkerns 1 vorzusehen, wie anhand der in Fig. 8 dargestellten Vorderansicht eines Hauptteils ei ner weiteren Abwandlung zu erkennen ist.

In Übereinstimmung mit der Erfindung werden der Magnetkern 1 und die ihn umgebende Detektorspule 2, die auf seiner äu ßeren Oberfläche um diesen herumgewickelt ist, beim ersten Ausführungsbeispiel durch eine Schutzröhre abgedeckt, so daß ein Verschleiß des Magnetkerns nicht mehr auftreten kann und der Detektorspulendraht zuverlässig gegen Beschä digungen und Bruch geschützt ist. Hierdurch werden Haltbar keit und Zuverlässigkeit des Dateneingabestifts erhöht. Ferner wird das Detektieren von Rauschsignalen durch den Leitungsdraht 4 verringert.

Gemäß dem zweiten und dritten Ausführungsbeispiel nach der Erfindung ist ein leitfähiges Abschirmgehäuse vorgesehen, das ebenfalls als Schutzröhre dient, die den Halter, den Magnetkern und die Detektorspule hält, so daß sich eben falls das Rauschen unterdrücken läßt, und zwar aufgrund der elektromagnetischen und elektrostatischen Abschirmwirkung des Abschirmgehäuses, so daß auch eine bessere Positionsde tektorgenauigkeit erzielt wird.

Claims

1. Eingabestift für eine Dateneingabe-Schreibplatte, gekennzeichnet durch

- ein Stiftgehäuse (6),
- einen Magnetkern (1), der an einem der Dateneingabe- Schreibplatte zugewandten Ende des Stiftgehäuses (6) an geordnet ist und einen Magnetfluß leitet, der von der Da teneingabe-Schreibplatte erzeugt wird,
- einen im Stiftgehäuse (6) angeordneten, leitfähigen Hal ter (3) zum Halten des Magnetkerns (1),
- eine um den Magnetkern (1) herumgewickelte Detektorspule (2) zum Detektieren eines von der Dateneingabe-Schreib platte erzeugten Magnetfeldes,
- einen von der Detektorspule (2) abgehenden Leitungsdraht (4), der in Kontakt mit dem leitfähigen Halter (3) steht, und
eine Schutzröhre (8, 21 A, 21 B) zur Abdeckung wenigstens der Detektorspule (2) und des Magnetkerns (1), wobei eine Position auf der Dateneingabe-Schreibplatte mit Hil fe der Detektorspule (2) durch Detektion des Magnetfelds bestimmbar ist, das durch einen Elektroden (13, 14) durchfließenden Strom erzeugt wird, welche sich innerhalb der Dateneingabe-Schreibplatte befinden.

2. Eingabestift für eine Dateneingabe-Schreibplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzröh re (8) einen verschleißfesten, dünnen Film (9) aufweist, der auf ihrer äußeren Oberfläche gebildet ist.

3. Eingabestift für eine Dateneingabe-Schreibplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzröh re durch ein ringförmiges Abschirmgehäuse (21 A, 21 B) aus einem leitenden Metall oder dergleichen gebildet ist.

4. Eingabestift für eine Dateneingabe-Schreibplatte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschirm gehäuse (21 B) mit einem Öffnungsbereich (21 b) versehen ist, in den die Spitze des Magnetkerns (1) hineinragt, und daß befestigt ist.

5. Eingabestift für eine Dateneingabe-Schreibplatte nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ab schirmgehäuse (21 A) einen axialen Schlitz (21 a) aufweist, um ihm Elastizität zu verleihen.

6. Eingabestift für eine Dateneingabe-Schreibplatte nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der leitfähige Halter (3) innerhalb der Schutzröhre (8) ange ordnet ist.

7. Eingabestift für eine Dateneingabe-Schreibplatte nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der leitfähige Halter (3) innerhalb des Abschirmgehäu ses (21 A, 21 B) angeordnet ist.

8. Eingabestift für eine Dateneingabe-Schreibplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der leitfähige Halter (3) an seinem der Dateneingabe- Schreibplatte zugewandten Ende kegelförmig ausgebildet ist.

9. Eingabestift für eine Dateneingabe-Schreibplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der leitfähige Halter (3) an seinem der Dateneingabe- Schreibplatte zugewandten Ende eine Ausnehmung bzw. einen Schlitz (23) zur Aufnahme des Magnetkerns (1) aufweist.