JPS61180322A - Position detector - Google Patents
Position detectorInfo
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- JPS61180322A JPS61180322A JP59278838A JP27883884A JPS61180322A JP S61180322 A JPS61180322 A JP S61180322A JP 59278838 A JP59278838 A JP 59278838A JP 27883884 A JP27883884 A JP 27883884A JP S61180322 A JPS61180322 A JP S61180322A
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Abstract
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により磁界を加えられた
磁性体の透磁率の変化に基づい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。Detailed Description of the Invention (Technical Field) The present invention detects a position specified by a position specifying magnetic generator based on a change in magnetic permeability of a magnetic body to which a magnetic field is applied by the position specifying magnetic generator. The present invention relates to a position detection device.
(従来技術と問題点)
従来の位置検出装置としては、磁歪伝達媒体の一端また
は位置指示ペンの先端に設けた駆動コイルにパルス電流
を印加して前記磁歪伝達媒体に磁歪撮動波を生起させ、
その時点より位置指示ペンの先端または磁歪伝達媒体の
一端に設けた検出コイルに前記磁歪撮動波に基づく誘導
電圧を検出するまでの時間を処理器等で測定し、これよ
り位置指示ペンの指示位置を算出する如くなしたものが
あった。この装置では位置検出精度は比較的良好である
が、ペンと処理器等との間でタイミング信号等を授受す
るため、ペンと装置との間にコードを必要としその取扱
いが著しく制限されると共に、他の機器からの誘導を受
けやすく誤動作したり、また逆にノイズの発生源となる
可能性もあり、更にペンを磁歪伝達媒体に対して垂直に
保持し、かつかなり近接させて指示しなければならない
等の問題点があった。(Prior Art and Problems) A conventional position detection device applies a pulse current to a drive coil provided at one end of a magnetostrictive transmission medium or at the tip of a position indicating pen to generate a magnetostrictive imaging wave in the magnetostrictive transmission medium. ,
From that point on, a processor or the like measures the time until an induced voltage based on the magnetostrictive imaging wave is detected in the detection coil provided at the tip of the positioning pen or at one end of the magnetostrictive transmission medium, and from this point, the positioning pen indicates the positioning pen. There was something that seemed to calculate the position. Although this device has relatively good position detection accuracy, it requires a cord between the pen and the device in order to send and receive timing signals, etc. between the pen and the processor, which severely limits its handling. The pen must be held perpendicular to the magnetostrictive transmission medium and very close to it when pointing. There were problems such as not being able to do so.
また、従来の他の位置検出装置としては、複数の駆動線
と検出線とを互いに直交して配置し、駆vJ線に順次、
電流を流すとともに検出線を順次選択して誘導電圧を検
出し、フェライトのような磁性体を有する位置指示ペン
で指定した位置を大きな誘導電圧が誘起された検出線の
位置より検出するようになしたものがあった。この装置
では位置指示ペンをコードレスとすることができるが、
座標位置の分解能が線の間隔で決まり、分解能を上げる
ために線の間隔を小さくするとSN比及び安定度が悪く
なり、従って分解能を上げることが困難であり、また駆
動線と検出線の交点の真上の位置検出が困難であり、更
に位置指示ペンを線に極く接近させなければならず入力
面上に厚みのある物を置いて使用できない等の問題点が
あった。In addition, as another conventional position detection device, a plurality of drive lines and detection lines are arranged orthogonally to each other, and the drive lines are sequentially connected to the drive line VJ.
The induced voltage is detected by sequentially selecting the detection lines while applying current, and the position specified by the position indicator pen made of magnetic material such as ferrite is detected from the position of the detection line where a large induced voltage is induced. There was something I did. This device allows the positioning pen to be cordless, but
The resolution of the coordinate position is determined by the interval between the lines, and if the interval between the lines is made smaller to increase the resolution, the S/N ratio and stability will deteriorate, making it difficult to increase the resolution. It is difficult to detect the position directly above the input line, and the position indicating pen must be placed very close to the line, making it impossible to use a thick object placed on the input surface.
(発明の目的)
本発明はこのような従来の欠点を改善したものであり、
位置指定用磁気発生器がどこにも接続されず操作性が良
く、また外部からの誘導に強く且つノイズを放出するこ
とのない高精度な位置検出装置を提供することを課題と
している。(Object of the invention) The present invention improves these conventional drawbacks,
It is an object of the present invention to provide a highly accurate position detection device that has a magnetic generator for specifying a position that is not connected anywhere, has good operability, is resistant to external guidance, and does not emit noise.
(実施例)
第1図は本発明の一実施例を示す一部切欠分解斜視図で
ある。同図において、100はタブレット部、200は
駆動電流源、301 、302はマルチプレクサ、40
0は位置指定用磁気発生器、例えば棒磁石、500は位
置検出回路である。(Embodiment) FIG. 1 is a partially cutaway exploded perspective view showing an embodiment of the present invention. In the figure, 100 is a tablet unit, 200 is a driving current source, 301 and 302 are multiplexers, and 40
0 is a position designating magnetic generator, for example a bar magnet, and 500 is a position detection circuit.
タブレット部100は、第2図に示すように上からシー
ルド板110.a、磁性体板120a 、 120b
。As shown in FIG. 2, the tablet unit 100 is provided with a shield plate 110. a, magnetic plates 120a, 120b
.
導体板130a 、 130b 、磁性体板120C
、120d 。Conductor plates 130a, 130b, magnetic plate 120C
, 120d.
導体板130G 、 130d 、磁性体板120e
、 120f 。Conductor plates 130G, 130d, magnetic plate 120e
, 120f.
シールド板110bの12層からなっている。It consists of 12 layers of shield plates 110b.
シールド板11oa 、 1iobは、ガラスエポキ
シ等の絶縁性基板111の片面に非磁性金属板、例えば
銅板112を貼着したプリント基板を用いている。The shield plates 11oa and 1iob are printed circuit boards in which a non-magnetic metal plate, for example a copper plate 112, is attached to one side of an insulating substrate 111 made of glass epoxy or the like.
磁性体板120a〜120fは、第3図に示すように多
数の絶縁性繊維121をほぼ平行に配列し、該絶縁性繊
維121の間に複数の長尺の磁性体122を所定間隔隔
てて配列した縦糸群(または横糸群)123と、多数の
絶縁性繊維124からなる横糸群(または縦糸群)12
5とを平織し、織物状となし、これらをエポキシ樹脂等
の絶縁性樹脂で固めて板状となしたものである。ここで
、絶縁性繊維121゜124としては例えばガラス繊維
が用いられ、また磁性体122としては磁石を接近させ
ても磁化され難く、即ち保持力が小さく且つ透磁率(μ
)の高い材料、例えば直径が約0.1mmの断面円形状
のアモルファスワイヤが用いられる。アモルファスワイ
ヤとしては、例えば、(Fe1−xCOx)75Si1
oB15(原子%)(XはFeとCOとの割合を示すも
ので、O〜1の値をとる。)等が適している。なお、第
3図では各繊維及び磁性体の間が離れて表わされている
が、実際には隙間なく構成されるものであり、また、図
示例では磁性体間に2本の繊維が配列されているが、実
際には磁性体間の間隔を保持する為に必要な本数の繊維
が配列される。The magnetic plates 120a to 120f have a large number of insulating fibers 121 arranged substantially in parallel as shown in FIG. 3, and a plurality of elongated magnetic bodies 122 arranged at predetermined intervals between the insulating fibers 121. A warp group (or weft group) 123 and a weft group (or warp group) 12 consisting of a large number of insulating fibers 124.
5 are plain woven to form a woven fabric, and these are hardened with an insulating resin such as epoxy resin to form a plate. Here, as the insulating fibers 121 and 124, for example, glass fiber is used, and as the magnetic material 122, it is difficult to be magnetized even if a magnet is brought close, that is, the coercive force is small and the magnetic permeability (μ
), for example, an amorphous wire with a circular cross section and a diameter of about 0.1 mm. As the amorphous wire, for example, (Fe1-xCOx)75Si1
oB15 (atomic %) (X indicates the ratio of Fe and CO and takes a value of O to 1) is suitable. Although each fiber and the magnetic body are shown separated from each other in FIG. 3, they are actually constructed without any gaps, and in the illustrated example, two fibers are arranged between the magnetic bodies. However, in reality, the number of fibers required to maintain the spacing between the magnetic bodies is arranged.
導体板130a〜130dは、第4図に示すようにガラ
スエポキシ等の絶縁性基板の片面に銅板を貼着したプリ
ント基板131にエツチング加工を施し、複数(図示例
では17本)の両端にランド孔を有する線状の導体13
2を形成してなるものである。As shown in FIG. 4, the conductor plates 130a to 130d are made by etching a printed circuit board 131, which is an insulating substrate made of glass epoxy or the like with a copper plate attached to one side, and has a plurality of (17 in the illustrated example) lands on both ends. Linear conductor 13 with holes
2.
前記磁性体板1208 、 120b間、120C。120C between the magnetic plates 1208 and 120b.
120c間、及び120e 、 12Of’間は加熱
圧着または接着シートにより、また、他の基板間は接着
シートにより接着・固定される。この時、磁性体板12
0a 、 120c 、 120eの磁性体122
はY方向に沿って、また、磁性体板120b 、 1
20d 、 120fの磁性体122はX方向に沿っ
て配置され、導体板130a、 130cの導体はY
方向に直交する方向、導体板130b、 130dの
導体はX方向に直交する方向に配置される。120c and 120e and 12Of' are bonded and fixed by heat-pressing or an adhesive sheet, and other substrates are bonded and fixed by an adhesive sheet. At this time, the magnetic plate 12
Magnetic material 122 of 0a, 120c, 120e
along the Y direction, and the magnetic plates 120b and 1
The magnetic bodies 122 of 20d and 120f are arranged along the X direction, and the conductors of the conductor plates 130a and 130c are arranged along the Y direction.
The conductors of the conductor plates 130b and 130d are arranged in a direction perpendicular to the X direction.
なお、他の製造方法として、2枚の磁性体板をその磁性
体が互いに直交するように加熱圧着等により接着し、そ
の両件側にプリント基板を接着・固定し、その後、エツ
チング処理により導体を形成し、もしくは形成せず、前
記シールド板110a、’a性体板120a 、 1
20b 、導体板130aの組、導体板130b、磁性
体板120c 、 120d 、導体板130cの組
、並びに導体板130d 、磁性体板120e、120
f、シールド板110bの組を作成し、これらをさらに
接着・固定するようになしても良い。In addition, as another manufacturing method, two magnetic plates are bonded together by heat pressure bonding, etc. so that the magnetic bodies are perpendicular to each other, a printed circuit board is bonded and fixed to both sides, and then a conductor is formed by etching. The above-mentioned shield plate 110a, 'a-shaped body plate 120a, 1
20b, a set of conductor plates 130a, a conductor plate 130b, magnetic plates 120c, 120d, a set of conductor plates 130c, and a conductor plate 130d, magnetic plates 120e, 120
f. A set of shield plates 110b may be created and these may be further bonded and fixed.
タブレット部100全体の厚さは、実際は2〜4mm程
度であるが、第2図乃至第4図では厚さ方向のみを拡大
して表わしている。The thickness of the entire tablet portion 100 is actually about 2 to 4 mm, but only the thickness direction is shown enlarged in FIGS. 2 to 4.
導体板130bと130dの各導体は、上下に重なり合
う導体同士が一端のランド孔にてスルーホール処理によ
り接続され、磁性体板120d中の磁性体122の周囲
を巻回するX方向の励磁線140a〜1401及び検出
線150a〜150hを交互に形成する。励磁線140
a〜1401の導体板130b側の他端は、隣接する励
磁線140a〜1401の導体板130d側の他端に接
続され、即ち直列に接続され、励磁線140aの他端と
励磁線1401の他端は駆動電流#1200に接続され
る。また各検出@ 150a〜150hの導体板130
b側の他端は、それぞれマルチプレクサ301に接続さ
れ、検出線150a〜150hの導体板130d側の他
端は共通に接地される。Each of the conductors of the conductor plates 130b and 130d is connected to the vertically overlapping conductors by through-hole processing at one end of the land hole, and an excitation wire 140a in the X direction is wound around the magnetic body 122 in the magnetic body plate 120d. 1401 and detection lines 150a to 150h are alternately formed. Excitation line 140
The other ends of the conductor plate 130b side of the excitation lines a to 1401 are connected to the other ends of the adjacent excitation lines 140a to 1401 on the conductor plate 130d side, that is, they are connected in series. The end is connected to drive current #1200. In addition, the conductor plate 130 for each detection @ 150a to 150h
The other ends on the b side are respectively connected to the multiplexer 301, and the other ends on the conductor plate 130d side of the detection lines 150a to 150h are commonly grounded.
導体板130aと130cの各導体は、上下に重なり合
う導体同士が一端のランド孔にてスルーホール処理によ
り接続され、磁性体板120C中の磁性体122の周囲
を巻回するY方向の励磁線160a〜1601及び検出
線170a〜170hを交互に形成する。励磁線160
a〜1601の導体板130a側の他端は、隣接する励
磁線160a〜1601の導体板130c側の他端に接
続され、即ち直列に接続され、励磁線160aの他端と
励磁線1601の他端は駆動電流源200に接続される
。また各検出線170a〜170hの導体板130a側
の他端は、それぞれマルチプレクサ302に接続され、
検出線170a〜170hの導体板130C側の他端は
共通に接地される。Each of the conductors of the conductor plates 130a and 130c is connected to the vertically overlapping conductors by through-hole processing at a land hole at one end, and an excitation wire 160a in the Y direction winds around the magnetic body 122 in the magnetic body plate 120C. 1601 and detection lines 170a to 170h are alternately formed. Excitation line 160
The other ends of the conductor plate 130a side of the excitation lines a to 1601 are connected to the other ends of the adjacent excitation lines 160a to 1601 on the conductor plate 130c side, that is, they are connected in series. The end is connected to a drive current source 200. Further, the other end of each of the detection lines 170a to 170h on the conductor plate 130a side is connected to the multiplexer 302,
The other ends of the detection lines 170a to 170h on the conductor plate 130C side are commonly grounded.
駆動電流源200は所定周期の交番電流(例えば正弦波
等)を常時、励磁線140a〜1401及び160a〜
1601に送出する。また、マルチプレクサ301 、
302は位置検出回路500からの制御信号に従って検
出線150a 〜150h及び170a 〜170hの
出力信号を位置検出回路5ooへ選択的に送出する如く
なっている。The drive current source 200 constantly supplies an alternating current (for example, a sine wave) with a predetermined period to the excitation lines 140a to 1401 and 160a to
1601. Moreover, the multiplexer 301,
302 selectively sends output signals of the detection lines 150a to 150h and 170a to 170h to the position detection circuit 5oo in accordance with a control signal from the position detection circuit 500.
このような構成において、検出線1508〜150h及
び170a 〜170hには前記励磁線140a〜14
01及び160a〜1601を流れる交番電流に基づく
電11誘導により誘導電圧が発生する。この電m誘導は
磁性体板120a〜120fの磁性体122を介して行
なわれるため、磁性体122の透磁率が大きい程、前記
誘導電圧の電圧値は大きくなる。In such a configuration, the excitation lines 140a to 14 are connected to the detection lines 1508 to 150h and 170a to 170h.
01 and 160a to 1601, an induced voltage is generated by the electric current 11 induction based on the alternating current flowing through them. Since this electric m induction is performed via the magnetic bodies 122 of the magnetic plates 120a to 120f, the higher the magnetic permeability of the magnetic bodies 122, the greater the voltage value of the induced voltage.
ところで、磁性体122の透磁率は、外部より加わる磁
気バイアスによって大きく変化する。その変化のようす
は磁性体の組成、前記交番電流の周波数、あるいは磁性
体に熱処理等を加えることなどにより異なり、第5図に
示すように所定量の磁気バイアスを加えた時に最大とな
るように設定することができる。従って、この場合、磁
性体122に前記所定量の磁気バイアスを加えると、励
磁線140a〜140 i 、 160a〜1601
から検出線150a 〜150h、 170a 〜1
70hへ誘起する電圧が大きくなる。By the way, the magnetic permeability of the magnetic body 122 changes greatly depending on the magnetic bias applied from the outside. The state of the change varies depending on the composition of the magnetic material, the frequency of the alternating current, or the addition of heat treatment to the magnetic material, etc., and as shown in Figure 5, it becomes maximum when a predetermined amount of magnetic bias is applied. Can be set. Therefore, in this case, when the predetermined amount of magnetic bias is applied to the magnetic body 122, the excitation lines 140a to 140i, 160a to 1601
From detection lines 150a to 150h, 170a to 1
The voltage induced to 70h increases.
今、第1図において、位置指定用棒磁石400がN極を
下にして検出線150aからX方向の距離X 及び検出
線170aからY方向の距離y、だけ隔てたタブレット
部100の位置A上にあり、前記所定量の磁気バイアス
を磁性体122に加えているものとする。Now, in FIG. 1, the position specifying bar magnet 400 is located at a position A of the tablet unit 100, with its N pole facing down, at a distance X in the X direction from the detection line 150a and a distance y in the Y direction from the detection line 170a. , and the predetermined amount of magnetic bias is applied to the magnetic body 122.
この時、X方向の検出線1508〜150hには第6図
に示すような誘導電圧v1〜v8が発生する。第6図に
おいて、横軸は検出$ 150a〜150hの位置をそ
れぞれX ”−XBとするX方向の座標位置を示し、
縦軸は電圧値を示しているが、前記各電圧V −V8
は位置A直下で最大値(極大値)となる。前記各電圧V
〜v8はマルチプレフサ301より得られるので、こ
れらより誘起電圧が極大値となるX座標値を位置検出回
路500で演算して求めれば、棒磁石400のX座標値
×8を求めることができる。At this time, induced voltages v1 to v8 as shown in FIG. 6 are generated in the detection lines 1508 to 150h in the X direction. In FIG. 6, the horizontal axis indicates the coordinate position in the X direction, where the positions of detection $150a to $150h are respectively X''-XB,
The vertical axis indicates the voltage value, and each voltage V −V8
has a maximum value (maximum value) directly below position A. Each of the voltages V
~v8 can be obtained from the multiplexer 301, so if the position detection circuit 500 calculates the X coordinate value at which the induced voltage becomes the maximum value from these values, the X coordinate value x 8 of the bar magnet 400 can be determined.
座標値×、を求める算出方法の一つとして、第6図にお
ける極大値付近の波形を適当な函数で近似し、その函数
の極大値の座標を求める方法がある。例えば、各検出線
150a〜150hの間隔をΔXとし、第6図において
座標×3から座標×5までを2次函数(図中、実線で示
す)で近似すると、次のようにして算出することができ
る。まず、各検出線の電圧と座標値より、
V3=a (x3 X、) +b ・・・・”(
1)V4=a (x4−x、) +b ・・−−
−−(2)V =a(X5−X5) +b −
・・・−(3)となる。ここで、a、bは定数(ago
)である。One calculation method for determining the coordinate value x is to approximate the waveform near the maximum value in FIG. 6 by an appropriate function, and then determine the coordinates of the maximum value of the function. For example, if the interval between each detection line 150a to 150h is ΔX and coordinates x3 to x5 in FIG. 6 are approximated by a quadratic function (indicated by a solid line in the figure), the calculation can be performed as follows. I can do it. First, from the voltage and coordinate values of each detection line, V3=a (x3
1) V4=a (x4-x,) +b ・・−
--(2)V = a(X5-X5) +b -
...-(3). Here, a and b are constants (ago
).
また、
x4−×3=ΔX ・・・・・・(4)
X 5 X 3 = 2ΔX ・・・・
・・(5)となる。(4)、 (5)式を(2)、(3
)式に代入して整理すると、
x =x +Δx72((3v3−4v4+V5
)/ (V3−2V4+V5))・・・・・・(6)
となる。従って、検出線150c 、 150d 、
150eに誘起する電圧v3.v4.v5、及び検
出線150Cの座標値×5 (既知)から位置検出回路
500にて(6)式の演算を行なうことにより、位置指
定用棒磁石400のX座標値×、を算出できる。Also, x4−×3=ΔX (4)
X 5 X 3 = 2ΔX...
...(5). (4), (5) to (2), (3)
) and rearranging it, x = x + Δx72 ((3v3-4v4+V5
)/(V3-2V4+V5))...(6) Therefore, the detection lines 150c, 150d,
150e induced voltage v3. v4. By calculating equation (6) in the position detection circuit 500 from v5 and the coordinate value x5 (known) of the detection line 150C, the X coordinate value x of the position specifying bar magnet 400 can be calculated.
また、棒磁石40GをY軸に沿って動かしても同一のX
座標値が得られる。Also, even if the bar magnet 40G is moved along the Y axis, the same
Coordinate values are obtained.
また、Y方向の検出線170a〜170hにも第6図と
同様な誘導電圧が得られ、前記同様の演算処理によって
Y座標値y、を求めることができる。Further, induced voltages similar to those shown in FIG. 6 are obtained on the detection lines 170a to 170h in the Y direction, and the Y coordinate value y can be determined by the same calculation process as described above.
なお、前記タブレット部10Gにおいて、磁性体板12
0a 、 120b 、 120e 、 120
fは、第7図に示すようにその中の磁性体122により
励磁線の周囲に発生する磁束の通り道を構成し、より大
きな電磁誘導を得るためのものであり、特に設けなくて
も良い。また、シールド板110a 、 110bは
外部からのノイズの混入、及び外部への誘導雑音の放出
を防止するためのものであり、特に設けなくても良い。In addition, in the tablet portion 10G, the magnetic plate 12
0a, 120b, 120e, 120
As shown in FIG. 7, f constitutes a path for the magnetic flux generated around the excitation line by the magnetic body 122 therein, and is used to obtain larger electromagnetic induction, and does not need to be provided. Further, the shield plates 110a and 110b are provided to prevent noise from entering from the outside and emission of induced noise to the outside, and do not need to be provided.
また、各基板の配列の順序は前記のものに限定されるも
のではなく、例えば、磁性体板120b。Furthermore, the order in which the respective substrates are arranged is not limited to the above-mentioned order; for example, the magnetic plate 120b.
導体板1301)、磁性体板120d 、導体板130
d 。conductor plate 1301), magnetic plate 120d, conductor plate 130
d.
磁性体板120fを表記の順に重ねてX方向の位置検出
部を構成し、磁性体板120a、導体板130a。A position detection section in the X direction is constructed by stacking magnetic plates 120f in the order shown, a magnetic plate 120a, and a conductive plate 130a.
磁性体板120C,導体板130C,磁性体板120e
を表記の順に重ねてY方向の位置検出部を構成し、更に
これらを重ねるようになしても良い。また、前記X方向
またはY方向の位置検出部のいずれか一方のみを用いれ
ば、一方向のみの位置検出装置を構成し得ることは明白
である。Magnetic plate 120C, conductor plate 130C, magnetic plate 120e
The Y-direction position detecting section may be constructed by stacking these in the order shown, and then these may be stacked one on top of the other. Furthermore, it is clear that by using only one of the X-direction or Y-direction position detecting sections, it is possible to configure a position detecting device for only one direction.
第8図は駆動電流源200の具体例を示すものである。FIG. 8 shows a specific example of the drive current source 200.
同図において、201は積分回路であり、後述する位置
検出回路500の演算処理回路のクロックパルス(また
はこれを分周したパルス)を入力信号とし、これを積分
し、三角波信号に変換する。202はバンドパスフィル
タであり、前記三角波信号を正弦波信号に変換する。2
03はパワードライバであり、オペアンプと電流増幅器
とからなっており、前記正弦波信号を”電流増幅して励
磁線140a〜140 i 、 160a〜1601
へ送出する。なお、基準(入力)信号にクロックパルス
を用いたのは位置検出回路500と同期をとるためであ
る。In the figure, reference numeral 201 denotes an integrating circuit, which takes as an input signal a clock pulse (or a pulse obtained by frequency-dividing the clock pulse) of an arithmetic processing circuit of a position detection circuit 500, which will be described later, and integrates the clock pulse to convert it into a triangular wave signal. 202 is a bandpass filter that converts the triangular wave signal into a sine wave signal. 2
Reference numeral 03 denotes a power driver, which is composed of an operational amplifier and a current amplifier, and current-amplifies the sine wave signal to drive the excitation lines 140a to 140i, 160a to 1601.
Send to. Note that the reason why a clock pulse is used as the reference (input) signal is to synchronize with the position detection circuit 500.
第9図は位置指定用磁気発生器400の具体例を示す断
面図、第10図はその電気回路図である。FIG. 9 is a sectional view showing a specific example of the position designating magnetic generator 400, and FIG. 10 is an electric circuit diagram thereof.
同図において、401は合成樹脂等からなるペン状の容
器であり、その一端には先端先細状の棒磁石402が軸
方向に摺動自在に収容されている。また、容器401の
他端側には周方向に亘って透明なプラスチック等からな
る赤外線透過窓403が設゛けられ、その内側には円錐
体の周面にクロムメッキ等を施した反射体404と、赤
外線発光ダイオード405とが収納されている。406
.407は操作スイッチで、操作スイッチ406は容器
401の先端側の一側に取付けられ、操作スイッチ40
7は棒磁石402の他端に対向して取付けられている。In the figure, 401 is a pen-shaped container made of synthetic resin or the like, and a bar magnet 402 with a tapered tip is housed in one end of the pen-shaped container so as to be slidable in the axial direction. In addition, an infrared transmitting window 403 made of transparent plastic or the like is provided along the circumferential direction on the other end side of the container 401, and inside the window 403 there is a reflector 404 having a conical circumferential surface coated with chrome plating or the like. and an infrared light emitting diode 405 are housed. 406
.. Reference numeral 407 denotes an operation switch, and the operation switch 406 is attached to one side of the tip side of the container 401, and the operation switch 40
7 is attached to face the other end of the bar magnet 402.
また、408は信号発生回路、409は電池で、容器4
01内の適所に収納されている。信号発生回路408は
、測定開始、位置入力等の位置検出回路500に対する
複数(ここでは3通り)の命令を幾つかのパルス信号の
組合せによる複数のコード信号にそれぞれ変換するもの
で、デコーダ408aとコード信号発生器408bとダ
イオード駆動用トランジスタ408cとを備え、操作ス
イッチ406.407のオン・オフの組合せ・に従って
、コード信号を発生し、発光ダイオード405をM動す
る。而して、操作スイッチ406をオンすると、測定開
始のコードを示す赤外線信号がダイオード405より反
射体404、透過窓403を介して発信され、そのまま
カバー410を取り付けた棒磁石402の先端を入力面
に押し当てると、該棒磁石402がスライドしてスイッ
チ403がオンし、位置入力のコード信号を示す赤外線
信号が発信される如くなっている。Further, 408 is a signal generation circuit, 409 is a battery, and the container 4
It is stored in the appropriate place in 01. The signal generation circuit 408 converts a plurality of (three in this case) commands to the position detection circuit 500, such as measurement start and position input, into a plurality of code signals based on a combination of several pulse signals. It is equipped with a code signal generator 408b and a diode driving transistor 408c, and generates a code signal to drive the light emitting diode 405 in accordance with the on/off combination of the operation switches 406 and 407. When the operation switch 406 is turned on, an infrared signal indicating a code to start measurement is transmitted from the diode 405 through the reflector 404 and the transmission window 403, and the tip of the bar magnet 402 with the cover 410 attached is directly connected to the input surface. When pressed, the bar magnet 402 slides, turning on the switch 403, and an infrared signal indicating a position input code signal is emitted.
第11図は位置検出回路500の具体的構成を示す回路
ブロック図である。同図において、前述した位置指定用
磁気発生器40Gの発光ダイオード405より、測定開
始のコードを示す赤外a信号が発信されると、該赤外線
信号は赤外線受光ダイオード501で受信され、更に受
信機502で増幅・波形整形され、元のコード信号に変
換され、更に測定開始の命令信号に戻され、入力バッフ
ァ503に送出される。alj算処理回路504は入力
バッファ503より前記命令信号を読み取り、測定開始
を認識すると、出力バッファ5o5を介してマルチプレ
クサ301へIIJtll信号を送り、X方向の検出線
150a〜150hの誘導電圧を増幅器506へ順次入
力する。前記各誘導電圧は増幅器506で増幅され、検
波器507で整流されて直流電圧に変換され、更にアナ
ログ−ディジタル(A/D’)変換器508にてディジ
タル値に変換され入力バッファ503を介して演算処理
回路504に送出される。演算処理回路504では前記
各誘導電圧(ディジタル値)をメモリ509に一時記憶
し、これらの中より最大の電圧値を有する誘導電圧V、
を検出する。ざらに演算処理回路504はメモリ510
内より前記誘導電圧V、と、その前後の誘導電圧vk−
1、vk+1を取り出し、これらをそれぞれ前記(6)
式における電圧v3.v4.v5として(6)式の演算
処理を行ない、X座標値を求める。FIG. 11 is a circuit block diagram showing a specific configuration of the position detection circuit 500. In the same figure, when an infrared a signal indicating a measurement start code is emitted from the light emitting diode 405 of the position specifying magnetic generator 40G, the infrared signal is received by the infrared receiving diode 501, and then sent to the receiver. In step 502, the signal is amplified and waveform-shaped, converted into the original code signal, and further converted back into a measurement start command signal, and sent to the input buffer 503. The alj arithmetic processing circuit 504 reads the command signal from the input buffer 503, and when it recognizes the start of measurement, sends the IIJtll signal to the multiplexer 301 via the output buffer 5o5, and inputs the induced voltages of the detection lines 150a to 150h in the X direction to the amplifier 506. input sequentially. Each of the induced voltages is amplified by an amplifier 506, rectified by a detector 507 and converted to a DC voltage, further converted to a digital value by an analog-to-digital (A/D') converter 508, and then converted to a digital value via an input buffer 503. It is sent to the arithmetic processing circuit 504. The arithmetic processing circuit 504 temporarily stores each of the induced voltages (digital values) in a memory 509, and selects the induced voltage V having the maximum voltage value among them,
Detect. Roughly, the arithmetic processing circuit 504 is a memory 510
The induced voltage V from within, and the induced voltage vk- before and after it
1. Take out vk+1 and convert them to (6) above.
Voltage v3 in the equation. v4. As v5, the calculation process of equation (6) is performed to obtain the X coordinate value.
次に演算処理回路504は出力バッフ7505を介して
マルチプレクサ302に制御信号を送り、Y方向の検出
線170a〜170hの誘導電圧を順次入力し、前述と
同様の処理を行ないY座標値を求める。Next, the arithmetic processing circuit 504 sends a control signal to the multiplexer 302 via the output buffer 7505, sequentially inputs the induced voltages of the detection lines 170a to 170h in the Y direction, and performs the same processing as described above to obtain the Y coordinate value.
このようにして求められたディジタル値のX及びY座標
値は、一旦、メモリ509に記憶されるが、前記測定開
始を示す信号が出されている間、上述したような測定及
び演算が所定時間毎に繰返され、その値は更新される。The X and Y coordinate values of the digital values obtained in this way are temporarily stored in the memory 509, but while the signal indicating the start of measurement is issued, the above-mentioned measurements and calculations are carried out for a predetermined period of time. It is repeated every time, and its value is updated.
次に、位置指定用磁気発生器400より測定開始のコー
ドを示す赤外線信号が発信され、受光ダイオード501
、受信機502、入力バッファ503を介して演算処理
回路504に認識されると、その時点における前記ディ
ジタル値のX及びY座標値が入力値として、出力バッフ
ァ510を介してディジタル表示器(図示せず)に送出
され表示され、またはコンピュータ(図示せず)に送出
され処理されたり、あるいはディジタル−アナログ(D
/A)変換器511を介してアナログ信号に変換され処
理される。Next, the position specifying magnetic generator 400 transmits an infrared signal indicating a measurement start code, and the light receiving diode 501
, receiver 502, and input buffer 503, the X and Y coordinate values of the digital value at that time are input to the digital display (not shown) via the output buffer 510. or sent to a computer (not shown) for processing, or digital-to-analog (D
/A) It is converted into an analog signal via the converter 511 and processed.
なお、実施例中の磁性体、励磁線及び検出線の本数は一
例であり、これに限定されないことはいうまでもない。Note that the numbers of magnetic bodies, excitation lines, and detection lines in the examples are merely examples, and it goes without saying that the numbers are not limited thereto.
また検出線の間隔は2〜5mm程度であれば比較的精度
良く位置検出ができることが実験により確かめられてい
る。また、位置指定用磁気発生器も棒磁石に限定される
ことはなく、板、リング、内体等でもよく、あるいは電
磁石でもよい。Furthermore, it has been confirmed through experiments that position detection can be performed with relatively high accuracy if the distance between the detection lines is approximately 2 to 5 mm. Further, the position specifying magnetic generator is not limited to a bar magnet, and may be a plate, a ring, an inner body, etc., or an electromagnet.
(発明の効果)
以上説明したように本発明によれば、磁性体板を極めて
薄く構成することができ、タブレット部を薄型且つ容易
に大量生産でき、安価に提供ができ、また励磁線と検出
線との間の磁束変化が磁性体内でのみ行なわれ、その結
合が密で検出電圧が太きくSN比が良く、また、外部か
らの誘導を受けにくくかつ外部への誘導ノイズの発生が
少ない。また、磁性体にわずかの磁気バイアスを加える
のみで位置指定できるため、位置指定用磁気発生器を磁
性体に近接させる必要がなく、有効読取り高さを大きく
とることができ、タブレット部を薄型になし得ることと
相俟って、裏面から位置指定することもでき、また、強
磁性体以外の金属の間に挾むこともできる。更に、タイ
ミング検出等の信号を必要とせず位置指定用磁気発生器
をコードレスとすることもでき、操作性が良い等の利点
がある。(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, the magnetic plate can be configured extremely thin, the tablet part can be thin and easily mass-produced, and it can be provided at low cost, and the excitation line and detection The change in magnetic flux between the magnetic wire and the wire occurs only within the magnetic body, and the coupling is tight, the detection voltage is large, the S/N ratio is good, and it is less susceptible to external induction and generates little external induction noise. In addition, since the position can be specified by simply applying a slight magnetic bias to the magnetic material, there is no need to bring the magnetic generator for positioning close to the magnetic material, allowing for a larger effective reading height and making the tablet part thinner. In addition to what can be done, the position can be specified from the back side, and it can also be sandwiched between metals other than ferromagnetic materials. Furthermore, the magnetic generator for position designation can be made cordless without requiring signals such as timing detection, and there are advantages such as good operability.
図面は本発明の説明に供するもので、第1図は本発明の
一実施例を示す一部切欠分解斜視図、第2図はタブレッ
ト部の具体的な構造を示す図、第3図は磁性体板の製造
のようすを示す図、第4図は導体板の斜視図、第5図は
磁気バイアス対透磁率の特性図、第6図はX方向の各検
出線に発生する誘導電圧の一例を示すグラフ、第7図は
励磁線の周囲の磁束のようすを示す説明図、第8図は駆
動電流源の具体例を示す電気回路図、第9図は位置指定
用磁気発生器の具体例を示す断面図、第10図はその電
気回路図、第11図は位置検出回路の具体的構成を示す
回路ブロック図である。
100・・・タブレット部、200・・・駆動電流源、
301.302・・・マルチプレクサ、400・・・位
置指定用磁気発生器、500・・・位置検出回路、11
0a 。
110b・・・シールド板、120a〜120f・・・
磁性体板、121,124・・・絶縁性繊維、122・
・・磁性体、130a 〜130d・13体板、140
a 〜140i 。
160a 〜160 i−・・励磁線、150a 〜1
50h。
170a〜170h・・・検出線。The drawings are for explaining the present invention. FIG. 1 is a partially cutaway exploded perspective view showing one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the specific structure of the tablet portion, and FIG. Figure 4 is a perspective view of the conductor plate, Figure 5 is a characteristic diagram of magnetic bias versus magnetic permeability, and Figure 6 is an example of the induced voltage generated in each detection line in the X direction. 7 is an explanatory diagram showing the state of magnetic flux around the excitation line, FIG. 8 is an electric circuit diagram showing a specific example of a drive current source, and FIG. 9 is a specific example of a magnetic generator for position specification. FIG. 10 is an electric circuit diagram thereof, and FIG. 11 is a circuit block diagram showing a specific configuration of the position detection circuit. 100... Tablet part, 200... Drive current source,
301.302... Multiplexer, 400... Magnetic generator for position specification, 500... Position detection circuit, 11
0a. 110b...shield plate, 120a-120f...
Magnetic plate, 121, 124... Insulating fiber, 122.
...Magnetic material, 130a to 130d, 13 body plates, 140
a~140i. 160a ~160 i--excitation line, 150a ~1
50h. 170a to 170h...detection line.
Claims (6)
隔てて並べた複数の長尺の磁性体とからなる縦糸群(ま
たは横糸群)と、多数の絶縁性繊維からなる横糸群(ま
たは縦糸群)とを平織し織物状となし、これらを絶縁性
樹脂で固めて板状となした磁性体板と、複数の線状導体
をほぼ平行に形成してなる2枚の導体板とを備え、前記
2枚の導体板を前記磁性体板の両側に導体と磁性体とが
直交する如く重ね合せ、前記2枚の導体板状の導体を上
下に連結し、交互に励磁線並びに検出線となしたタブレ
ット部と、前記各励磁線に所定周期の交番電流を加える
駆動電流源と、定常的な磁界を発生する位置指定用磁気
発生器と、前記各検出線に誘起する誘導電圧を取出し、
これらより前記位置指定用磁気発生器の指定座標を算出
する位置検出回路とからなる位置検出装置。(1) A warp group (or weft group) consisting of a large number of insulating fibers and a plurality of long magnetic bodies arranged at predetermined intervals between the insulating fibers, and a weft group consisting of a large number of insulating fibers. (or a group of warp yarns) to form a fabric-like plain weave, and harden them with an insulating resin to form a plate-like magnetic material plate, and two conductor plates formed by forming a plurality of linear conductors almost parallel to each other. The two conductor plates are stacked on both sides of the magnetic plate so that the conductor and the magnetic body are perpendicular to each other, and the two conductor plate-like conductors are connected vertically, and the excitation line and the magnetic body are alternately connected. A tablet portion serving as a detection line, a driving current source that applies an alternating current at a predetermined period to each of the excitation lines, a position designating magnetic generator that generates a steady magnetic field, and an induced voltage induced in each of the detection lines. Take out the
A position detection device comprising a position detection circuit that calculates designated coordinates of the position designation magnetic generator from these.
体板間の磁性体板の磁性体と平行になるよう配置したこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の位置検出装
置。(2) Another magnetic material plate is arranged on both outer sides of the conductor plate so that the magnetic material thereof is parallel to the magnetic material of the magnetic material plate between the conductor plates. Position detection device.
を配置したことを特徴とする特許請求の範囲第1項また
は第2項記載の位置検出装置。(3) The position detection device according to claim 1 or 2, characterized in that shield plates made of non-magnetic metal are disposed on both outer sides of the conductor plate.
隔てて並べた複数の長尺の磁性体とからなる縦糸群(ま
たは横糸群)と、多数の絶縁性繊維からなる横糸群(ま
たは縦糸群)とを平織し織物状となし、これらを絶縁性
樹脂で固めて板状となした2枚の磁性体板と、複数の線
状導体をほぼ平行に形成してなる4枚の導体板とを備え
、前記2枚の磁性体板をその磁性体がX及びY方向に沿
う如く配置し、またその磁性体がX方向に沿う磁性体板
の両側に2枚の導体板をその導体がX方向に直交する如
く配置し、更にその磁性体がY方向に沿う磁性体板の両
側に2枚の導体板をその導体がY方向に直交する如く配
置し、前記導体板上の同方向の導体を上下に連結し、交
互にX方向及びY方向の励磁線並びに検出線となしたタ
ブレット部と、前記X方向及びY方向の各励磁線に所定
周期の交番電流を加える駆動電流源と、定常的な磁界を
発生する位置指定用磁気発生器と、前記X方向及びY方
向の各検出線に誘起する誘導電圧を取出し、これらより
前記位置指定用磁気発生器の指定座標を算出する位置検
出回路とからなる位置検出装置。(4) A warp group (or weft group) consisting of a large number of insulating fibers and a plurality of long magnetic bodies arranged at predetermined intervals between the insulating fibers, and a weft group consisting of a large number of insulating fibers. (or a group of warp threads) are plain-woven into a woven fabric, and these are hardened with an insulating resin to form a plate shape. Two magnetic plates, and a plurality of linear conductors formed almost parallel to each other make four sheets. and a conductor plate, the two magnetic plates are arranged so that the magnetic bodies are along the X and Y directions, and two conductor plates are placed on both sides of the magnetic plate whose magnetic body is along the X direction. The conductor is arranged so as to be perpendicular to the X direction, and further, two conductor plates are arranged on both sides of the magnetic plate whose magnetic material is along the Y direction, and the conductor is arranged perpendicularly to the Y direction. A tablet section in which conductors in the same direction are connected vertically to form excitation lines and detection lines in the X and Y directions alternately, and a drive current that applies an alternating current at a predetermined period to each of the excitation lines in the X and Y directions. source, a position designating magnetic generator that generates a steady magnetic field, and the induced voltages induced in each of the detection lines in the X and Y directions, and from these, calculate the designated coordinates of the position designating magnetic generator. A position detection device consisting of a position detection circuit.
両外側に別の磁性体板をその磁性体がX方向に沿う如く
配置し、導体がY方向に直交する如く配置された導体板
の両外側に別の磁性体板をその磁性体がY方向に沿う如
く配置したことを特徴とする特許請求の範囲第4項記載
の位置検出装置。(5) A conductor plate in which the conductor is arranged so as to be orthogonal to the X direction, and another magnetic plate is placed on both sides of the conductor plate so that the magnetic material is along the X direction, and the conductor is arranged in a manner that the conductor is orthogonal to the Y direction. 5. The position detecting device according to claim 4, further comprising another magnetic plate placed on both outer sides of the plate so that the magnetic plates extend along the Y direction.
を配置したことを特徴とする特許請求の範囲第4項また
は第5項記載の位置検出装置。(6) The position detection device according to claim 4 or 5, characterized in that shield plates made of non-magnetic metal are disposed on both outer sides of the conductor plate.
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59278838A JPS61180322A (en) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | Position detector |
EP85116521A EP0187372B1 (en) | 1984-12-28 | 1985-12-23 | Position detecting device |
DE8585116521T DE3579144D1 (en) | 1984-12-28 | 1985-12-23 | DEVICE FOR DETERMINING THE POSITION. |
KR1019850009712A KR930011886B1 (en) | 1984-12-28 | 1985-12-23 | Position detecting device |
US06/813,446 US4704501A (en) | 1984-12-28 | 1985-12-26 | Position detecting device |
CN85109725A CN1008222B (en) | 1984-12-28 | 1985-12-28 | Position detecting device |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59278838A JPS61180322A (en) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | Position detector |
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JPS61180322A true JPS61180322A (en) | 1986-08-13 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP59278838A Pending JPS61180322A (en) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | Position detector |
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Country | Link |
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JP (1) | JPS61180322A (en) |
-
1984
- 1984-12-28 JP JP59278838A patent/JPS61180322A/en active Pending
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