JPS61233824A - Position detector - Google Patents

Position detector

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Publication number
JPS61233824A
JPS61233824A JP60073895A JP7389585A JPS61233824A JP S61233824 A JPS61233824 A JP S61233824A JP 60073895 A JP60073895 A JP 60073895A JP 7389585 A JP7389585 A JP 7389585A JP S61233824 A JPS61233824 A JP S61233824A
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JP
Japan
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magnetic
circuit
position detection
coil
pen
Prior art date
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Pending
Application number
JP60073895A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tsugunari Yamanami
山並 嗣也
Yoshinori Taguchi
田口 義徳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wacom Co Ltd
Original Assignee
Wacom Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS61233824A publication Critical patent/JPS61233824A/en
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Abstract

PURPOSE:To eliminate a cord from a pen and to improve the operability by arranging plural long magnetic substances each wound with a coil at a prescribed interval in parallel and using the inductance change in each coil so as to detect the position of the pen when the pen approaches. CONSTITUTION:When the pen 20 incorporating a rod magnet is positioned on the magnetic substances 11a-11h, since the angle between the magnetic flux and each magnetic substance in the lengthwise direction is smaller in a magnetic substance closer to the pen, the inductance of the coil of the magnetic substance closest to the pen is minimized. Thus, the inductance of each coil (12a-12h) is converted into a voltage signal by a converting circuit 30 and a signal selection circuit 40, a voltage difference (differential component) among the coils is taken to calculate the coordinate where the difference is zero.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 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部置に関する
ものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention provides a position specifying magnetic field that is 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. This invention relates to a position detection unit that detects a position.

(従来の技術) 従来の位置検出部置としては、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振動波を生起させた
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振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。また、従来の他の位置検出部置としては、複数の
駆動線と検出線とを互いに直交して配置し、駆動線に順
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。
(Prior Art) As a conventional position detection unit, a pulse current is applied to a drive coil provided at one end of a magnetostrictive transmission medium or at the tip of a position indicating pen to generate magnetostrictive vibration waves in the magnetostrictive transmission medium. Then, the time required to detect the induced voltage based on the magnetostrictive oscillation waves in the detection coil provided at the tip of the positioning pen or one end of the magnetostrictive transmission medium is measured using a processor, etc., and from this, the indicated position of the positioning pen is determined. There was something I did as if I had calculated it. In addition, as another conventional position detection device, a plurality of drive lines and detection lines are arranged perpendicularly to each other, and the induced voltage is detected by sequentially passing current through the drive lines and sequentially selecting the detection lines. There was a device in which a position specified by a position indicating pen made of a magnetic material such as ferrite was detected from the position of a detection line where a large induced voltage was induced.

(発明が解決しようとする問題点) 前者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、さらにペンを磁歪伝達媒体に対して垂直に保持
し、且つかなり近接させて指示しなければならなかった
。また、後者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、さらに位置指示ペンを駆動線及び検出
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かった。さらに従来、位置入力の
タイミングをペンの操作に関連付けようとする場合は、
ペン自体にスイッチ、あるいはなんらかの信号の発生回
路を取付ける必要があり、構成が複雑となり、また故障
し易い等の問題点があった。
(Problem to be solved by the invention) The former device has relatively good position detection accuracy, but in order to send and receive timing signals etc. between the pen and the processor, a code is required between the pen and the device. In addition to being susceptible to induction from other devices, it may cause malfunctions or even become a source of noise; It had to be held and directed fairly close. In addition, in the latter device, the positioning pen can be cordless, but the resolution of the coordinate position is determined by the line spacing, and if the line spacing is reduced to increase the resolution, the SN
The ratio and stability deteriorate, so it is difficult to increase the resolution, and it is also difficult to detect the position directly above the intersection of the drive line and detection line. It was impossible to use it because it had to be placed close to the input surface and a thick object was placed on the input surface. Furthermore, conventionally, when trying to associate the timing of position input with pen operation,
It is necessary to attach a switch or some kind of signal generating circuit to the pen itself, resulting in a complicated structure and problems such as being prone to failure.

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部置を提供することを目的と
する。
The present invention improves these conventional drawbacks, and
To provide a highly accurate position detecting part that has good operability without having a position specifying magnetic generator connected anywhere, is strong against external guidance, and does not emit noise.

(問題点を解決するための手段) 本発明の位置検出部置は、第1図に示すように所定間隔
隔てて互いにほぼ平行に配列された複数の長尺の磁性体
11a〜11hと、該複数の磁性体118〜11hのそ
れぞれについてその広い範囲に亘って巻回された複数の
コイル12a〜12hとを備えた位置検出部10と、定
常的な磁界を発生する位置指定用磁気発生器、例えば入
力ペン20と、コイルのインダクタンスを電気信号に変
換する変換回路30と、該変換回路30と前記位置検出
部10の複数のコイル12a〜12hとを切替え接続す
る信号選択回路40と、該信号選択回路40を介して前
記複数のコイル12a〜12hのインダクタンスに対応
した電気信号を次々に取出し、これらの差分を取り、該
差分電圧が所定の基準電圧と等しくなる位置を算出し、
これより前記入力ベン20による位置検出部10上の指
定位置を求めるとともに、前記差分電圧の傾ぎを算出し
、これより前記入力ベン20の前記位置検出部10に対
する高さを求める位置検出回路50とからなっている。
(Means for Solving the Problems) As shown in FIG. 1, the position detection unit of the present invention includes a plurality of elongated magnetic bodies 11a to 11h arranged substantially parallel to each other at predetermined intervals, and a position detection unit 10 including a plurality of coils 12a to 12h wound over a wide range of each of a plurality of magnetic bodies 118 to 11h; a position designating magnetic generator that generates a steady magnetic field; For example, an input pen 20, a conversion circuit 30 that converts the inductance of a coil into an electrical signal, a signal selection circuit 40 that switches and connects the conversion circuit 30 and the plurality of coils 12a to 12h of the position detection section 10, and the signal The electrical signals corresponding to the inductances of the plurality of coils 12a to 12h are taken out one after another via the selection circuit 40, the difference between them is taken, and the position where the difference voltage becomes equal to a predetermined reference voltage is calculated,
A position detection circuit 50 which calculates the specified position on the position detection unit 10 by the input ben 20 from this, calculates the slope of the differential voltage, and calculates the height of the input ben 20 with respect to the position detection unit 10 from this. It consists of

(作用) 前記コイル12a〜12hのインダクタンスLを式で表
わすと、 L=μ・SN2/1 となる(但し、ここで、Sは磁性体の断面積、Nはコイ
ルの巻回数、1は磁性体の長さである。)。
(Function) When the inductance L of the coils 12a to 12h is expressed by the formula, L=μ·SN2/1 (where, S is the cross-sectional area of the magnetic material, N is the number of turns of the coil, and 1 is the magnetic (It is the length of the body.)

ここで、S、N、1は位置検出部10の具体的な構成に
よって定まり、変化しないと仮定できるから、前記イン
ダクタンスLは磁性体118〜11hの透磁率μに比例
する。
Here, since S, N, and 1 are determined by the specific configuration of the position detecting section 10 and can be assumed not to change, the inductance L is proportional to the magnetic permeability μ of the magnetic bodies 118 to 11h.

ところで、磁性体118〜11hの透磁率μは、外部か
ら加わる定常的な磁界(以下、磁気バイアスと称す。)
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、前記交流電流の周波数、あるいは磁性体に熱処理
、または磁場処理を加えること等によって異なるが、こ
こでは第2図に示すように僅かな磁気バイアスを加えた
時に最大となり、それ以上の磁気バイアスを加えれば加
える程減少するものとする。
By the way, the magnetic permeability μ of the magnetic bodies 118 to 11h is determined by a steady magnetic field (hereinafter referred to as magnetic bias) applied from the outside.
varies greatly depending on The state of the change varies depending on the composition of the magnetic material, the frequency of the alternating current, or whether the magnetic material is subjected to heat treatment or magnetic field treatment, but here, as shown in Figure 2, when a slight magnetic bias is applied, It is assumed that it is the maximum, and the more magnetic bias is applied, the more it decreases.

而して、棒磁石を内蔵する入力ペン20の一端20aを
磁性体118〜11hの上部に位置させると、第3図及
び第4図に示すように磁性体118〜11hに該一端2
0aより出た磁束が交差する。この時、該一端20aを
中心として等距離の部位において、前記磁束と各磁性体
11a〜11hの長手方向との交差する角度は、一端2
0aに近い磁性体程小さく、該一端20aより離れた磁
性体程大きくなる。磁性体118〜11hに加えられる
磁気バイアス口は、磁束と磁性体11a〜11hの長手
方向との交差する角度が小さい程大きくなるため、前記
入力ペン20の一端20aに一番近い磁性体で大きく、
ここから離れた磁性体程小さくなる。
When one end 20a of the input pen 20 containing a built-in bar magnet is positioned above the magnetic bodies 118 to 11h, the one end 20a is attached to the magnetic bodies 118 to 11h as shown in FIGS. 3 and 4.
The magnetic fluxes coming out from 0a intersect. At this time, the angle at which the magnetic flux intersects the longitudinal direction of each of the magnetic bodies 11a to 11h is at the same distance from the one end 20a as the center.
The closer the magnetic material is to 0a, the smaller the magnetic material is, and the farther away from the one end 20a the larger the magnetic material is. The magnetic bias opening applied to the magnetic bodies 118 to 11h becomes larger as the angle at which the magnetic flux intersects with the longitudinal direction of the magnetic bodies 11a to 11h becomes smaller. ,
The further away the magnetic material is from this point, the smaller it becomes.

従って、第3図に示すように、通常、位置検出部10の
上部に形成される入力面100に前記入力ペン20の一
端20aを当てると、各コイルのインダクタンスは、入
力ペン20を置いた位置に最も近い磁性体のコイルのイ
ンダクタンスを極小値として、ここから離れるに従って
徐々に大きくなる。
Therefore, as shown in FIG. 3, when one end 20a of the input pen 20 is brought into contact with the input surface 100 formed on the upper part of the position detection section 10, the inductance of each coil will change at the position where the input pen 20 is placed. The inductance of the magnetic coil closest to is set to the minimum value, and increases gradually as you move away from this point.

ここで、インダクタンスLを直接水めることも可能であ
るが、以後の処理が困nであるので、変換回路30と信
号選択回路40とにより、各コイル12a〜12hのイ
ンダクタンスLを電気信号、例えば電圧に変換する。第
5図は各コイル12a〜12hのインダクタンスLに対
応した電圧値V。−v7を示すもので、横軸は磁性体1
1a〜11hに直交する方向(以下、これをX方向とす
る。)の座標位置を示し、縦軸は電圧値を示している。
Here, it is possible to directly fill the inductance L with water, but the subsequent processing is difficult, so the conversion circuit 30 and the signal selection circuit 40 convert the inductance L of each coil 12a to 12h into an electrical signal. For example, convert it into voltage. FIG. 5 shows the voltage value V corresponding to the inductance L of each coil 12a to 12h. -v7, the horizontal axis is the magnetic material 1
The coordinate positions in the direction perpendicular to 1a to 11h (hereinafter referred to as the X direction) are shown, and the vertical axis shows the voltage value.

ここで、座標値Xo〜x1は各コイル12a〜12hの
X方向における位置を示す。位置検出回路50で各電圧
V  −V7を信号選択口路40を介して取出し、これ
より電圧値が極小値となるX座標値を演算処理して求め
れば、入力ベン20の指定位置の座標値X、を求めるこ
とができる。
Here, the coordinate values Xo to x1 indicate the positions of the respective coils 12a to 12h in the X direction. The position detection circuit 50 extracts each voltage V - V7 through the signal selection port 40, and calculates the X coordinate value at which the voltage value becomes the minimum value by calculating the coordinate value of the designated position of the input vent 20. X can be found.

座標値X、を求める方法として、第5図における極小値
付近の波形を適当な二次函数で近似し、その函数の極小
値のX座標値として求める方法がある。また、函数の極
小値のX座標を求める方法は種々あるが、極小値(極大
値でも同様)においではその差分が「0」である点に着
目して、前記函数に対する差分方程式をたて、その差分
が「0」となる座標位置を算出し、これより前記極小値
の座標値X、を求めることができる。
As a method for determining the coordinate value X, there is a method of approximating the waveform near the minimum value in FIG. 5 by an appropriate quadratic function and determining the X coordinate value of the minimum value of the function. Also, there are various ways to find the X coordinate of the minimum value of a function, but focusing on the fact that the difference is "0" at the minimum value (the same applies to the maximum value), we create a difference equation for the function, The coordinate position where the difference is "0" is calculated, and from this the coordinate value X of the minimum value can be determined.

各変換電圧V。−v7 について、それぞれ差分(電圧
値の差)、即ち(V−Vo>、(v2−v  >、(v
3−v2)、・・・・・・(V7−V6)を算出すると
、第6図に示すような差分電圧値v1、■2、■3、・
・・・・・■7が得られる。第6図において、横軸はX
方向の座標位置を示し、縦軸は電圧値を示す。但し、こ
こでは差分「0」を正の値の所定の基準レベル■1に設
定している。図中、v3と■4との間で電圧値が前記基
準V、レベルを交差しており、この間で差分が「0」と
なっていることがわかる。
Each conversion voltage V. -v7, the difference (difference in voltage value), that is, (V-Vo>, (v2-v>, (v
3-v2), ...... (V7-V6), the differential voltage values v1, ■2, ■3, .
...■7 is obtained. In Figure 6, the horizontal axis is
The coordinate position in the direction is shown, and the vertical axis shows the voltage value. However, here, the difference "0" is set to a predetermined positive reference level ■1. In the figure, it can be seen that the voltage value crosses the reference V level between v3 and ■4, and the difference between them is "0".

また、入力ペン20を磁性体118〜11hに沿って動
かしても、各磁性体に与える磁気バイアス量は変わらな
いので、同一の座標値XSが得られる。
Further, even if the input pen 20 is moved along the magnetic bodies 118 to 11h, the amount of magnetic bias applied to each magnetic body does not change, so the same coordinate value XS can be obtained.

また、2つの位置検出部10を互いに直交させて組合せ
れば、X及びY方向のいわゆる2次元座標値を求めるこ
ともできる。
Furthermore, by combining two position detection units 10 orthogonal to each other, so-called two-dimensional coordinate values in the X and Y directions can also be determined.

一方、位置指定するためには磁性体118〜11hに局
部的に数Oe程度の磁気バイアスを与えるのみで良いか
ら、入力ペン20を磁性体11a〜11hより高さくZ
)方向に多少離隔させて用いることもできる。
On the other hand, in order to specify the position, it is sufficient to locally apply a magnetic bias of several Oe to the magnetic bodies 118 to 11h, so the input pen 20 is placed higher than the magnetic bodies 11a to 11h.
) can also be used with some separation in the direction.

第3図において破線により示すように、入力ペン20の
一端20aを入力面100より高さhだけ離すと、その
一端20aより離れた磁性体では磁束と磁性体の長手方
向との交差する角度に大きな変化はなく、磁性体に与え
る磁気バイアス量も変化しないが、一端20a直下の磁
性体においては磁束と磁性体の長手方向との交差する角
度が全体的に大きくなるため、磁気バイアス量も小さく
なり、透磁率、即ちインダクタンスは大きくなり、電圧
値は大きくなる。
As shown by the broken line in FIG. 3, when one end 20a of the input pen 20 is separated from the input surface 100 by a height h, the angle at which the magnetic flux intersects the longitudinal direction of the magnetic material at a distance from the one end 20a There is no major change, and the amount of magnetic bias applied to the magnetic body also does not change, but in the magnetic body directly below one end 20a, the angle at which the magnetic flux intersects with the longitudinal direction of the magnetic body increases overall, so the amount of magnetic bias is also small. Therefore, the magnetic permeability, that is, the inductance becomes large, and the voltage value becomes large.

第5図において、電圧V ′〜v7′は、入力ベン20
の一端20aを前記位置上で7方向にわずかの距離(例
えば5ml程度)をおいて保持した場合の変換(検出)
電圧を示す。前記検出電圧V  −V7と検出電圧V。
In FIG. 5, the voltages V' to V7' are
Conversion (detection) when one end 20a is held at the above position at a short distance (for example, about 5 ml) in seven directions
Indicates voltage. The detection voltage V −V7 and the detection voltage V.

−〜v7−とを比較すると、指定位置付近ではかなり減
少しているが、指定位置から離れれば離れる程度化の度
合は少なくなり、その曲線の曲りは緩か、即ちその差分
が減少しているのがわかる。
-~v7-, it decreases considerably near the designated position, but as you move away from the designated position, the degree of separation decreases, and the curve of the curve is gentle, that is, the difference is decreasing. I understand.

検出電圧V。′〜v7″について、前記同様それぞれ差
分を算出すると、第7図に示すような差分電圧値V ′
、■2′、■ −1・・・・・・V7−が得られる。第
6図及び第7図かられかるように、差分の減少は基準レ
ベル■1を横切る線の傾きの減少として現れ、両者はほ
ぼ比例関係にある。即ち、高さhはこの各検出電圧の差
分の傾きに比例することになる。従って、予め高さhと
該差分の傾きとの関係を求めておき、前記各電圧V。〜
v7より差分を求め、さらにその傾きを求めれば、入力
ペン20の高さhを算出することができる。
Detection voltage V. ′ to v7″, when the differences are calculated in the same way as above, the differential voltage value V ′ as shown in FIG. 7 is obtained.
, ■2', ■ -1...V7- are obtained. As can be seen from FIGS. 6 and 7, a decrease in the difference appears as a decrease in the slope of the line that crosses the reference level (1), and the two are approximately proportional. That is, the height h is proportional to the slope of the difference between the detected voltages. Therefore, the relationship between the height h and the slope of the difference is determined in advance, and each of the voltages V is determined by determining the relationship between the height h and the slope of the difference. ~
By determining the difference from v7 and further determining its slope, the height h of the input pen 20 can be calculated.

また、入力する位置を指定する場合、所定のタイミング
信号を位置検出回路50に入力する必要があるが、前記
入力ベン20の高さをパラメータとして、例えば入力ベ
ン20の一端20aの高さが、入力面100に対して0
.5a!1以下となった時、前記タイミング信号を発生
させるようにすることができ、この場合は入力ペン20
には棒磁石のみ設ければ良い。
Further, when specifying the input position, it is necessary to input a predetermined timing signal to the position detection circuit 50, but using the height of the input ben 20 as a parameter, for example, the height of one end 20a of the input ben 20 is 0 for input surface 100
.. 5a! When the value becomes 1 or less, the timing signal can be generated, and in this case, the input pen 20
It is sufficient to provide only a bar magnet.

次に、実際に差分がrOJとなるX座標値、例えば× 
1前記座標値X、及び2方向の高ざhを求める式につい
て述べる。まず、各検出電圧、例えばV(x)を二次函
数の一般式で表わすと、次式のようになる。
Next, select the X coordinate value for which the difference is actually rOJ, for example x
1. Expressions for determining the coordinate value X and the height h in the two directions will be described. First, each detected voltage, for example, V(x), is expressed by a general formula of a quadratic function as shown in the following formula.

V (x’)−ax2+bx+c     −・・・・
・(1)各コイル12a〜12hの間隔(実質上、各磁
性体11a〜11hの間隔に相当する。)をdとすると
、差分方程式ΔdV(x)は、 JdV (x)= (V (x+d)−V (x))/
d         ・・・・・・(2)となる。従っ
て、 AdV (x−d)= (V (x)−V (x−d)
)/d       ・・・・・・(3)になる。(3
)式に前記(1)式を代入し整理すると、AdV (x
−d)−8((2x+b/a)−d)・・・・・・(4
) となる。ところで、1icJV (x−d ) =Oを
満足するX座標値x(llは、前記(4)式よりXq 
= −b/2 a+d/2     −(S)となる。
V (x')-ax2+bx+c -...
・(1) If the interval between each coil 12a to 12h (substantially corresponds to the interval between each magnetic body 11a to 11h) is d, then the difference equation ΔdV(x) is JdV (x)=(V (x+d )-V (x))/
d...(2). Therefore, AdV (x-d) = (V (x)-V (x-d)
)/d ・・・・・・(3). (3
) by substituting the above equation (1) into the equation and rearranging it, we get AdV (x
-d)-8((2x+b/a)-d)...(4
) becomes. By the way, the X coordinate value x (ll) satisfying 1icJV (x-d) = O is Xq
= −b/2 a+d/2 −(S).

函数の頂点の座標値はX、であるから、eV  (X 
  )/49X−2ax   +b=QS 、’、  X、−−b/2a         ・・・
・・・(6)となる。(6)式に前記(5)式に代入し
整理すると、x、−xq−d/2        ・・
・・・・(1)となる。即ち、AdV (X−d)がO
となる点のX座標値X、を求め、それよりd7/2を引
けば、函数の頂点の座標X、が求められることになる。
Since the coordinate value of the vertex of the function is X, eV (X
)/49X-2ax +b=QS,', X,--b/2a...
...(6). Substituting the above equation (5) into equation (6) and rearranging, x, -xq-d/2...
...(1). That is, AdV (X-d) is O
By finding the X coordinate value X of the point where , and subtracting d7/2 from it, the coordinate X of the vertex of the function can be found.

次に座標値XQについて考える。AdV (x−d)が
0となる座標値XQは、第6図において基準レベルV 
の前後の差分電圧値■3とv4と【 の間(座標値×3と×4との間)であるから、前記(4
)式より、 v3−a ((2x3+b/a)−d)−=(8)v 
a −a ((2x 4+ b / a )  d )
 ・” ・” (9)となり、これを整理して、 v3−v4=2a (x3−x4) ;、  2 a−(v   v  ) / (X3Xa
 )x 3− x a =−dであるから、2 a= 
−(v   −v   ) /d       =(1
0)となる。ここで、2aは差分曲線にお番プる傾きを
示すものであるから、Z方向の高さhは、h =A I
 2 a l           −・−・・<11
)なる式より求められる。なお、Aは比例定数であり、
実験的に求められる。第8図はaと入力ペン20の7方
向の高さhとの関係の一例を示すもので、h=o(s+
)の時のaを1とした場合のhに対するaの変化を示す
Next, consider the coordinate value XQ. The coordinate value XQ at which AdV (x-d) is 0 is the reference level V in FIG.
The difference voltage value before and after ■ is between 3 and v4 and [ (between the coordinate values x3 and x4), so the above (4
) From the formula, v3-a ((2x3+b/a)-d)-=(8)v
a - a ((2x 4+ b / a) d)
・"・" (9), rearranging this, v3-v4=2a (x3-x4) ;, 2 a-(v v ) / (X3Xa
)x 3-x a =-d, so 2 a=
−(v−v)/d=(1
0). Here, since 2a indicates the slope of the difference curve, the height h in the Z direction is h = A I
2 a l −・−・・<11
) is obtained from the formula. Note that A is a proportionality constant,
Required experimentally. FIG. 8 shows an example of the relationship between a and the height h of the input pen 20 in seven directions, where h=o(s+
) shows the change in a with respect to h when a is set to 1.

また、検出電圧の前記(6)式より b/a−d−−2xq       −・−−−−C1
2)であるから、これを前記(8)、 (9)式に代入
すると、v  −2a (x3−xq)      ・
・・・・(13)■ =2a(×4−Xq)     
・・・・・・(14)となる。さらに該(13)、 (
14)式の両辺をそれぞれ割ると、 v  /v  −(x  −x  ) / (X4−X
、 )3  4  3  q となる。v 3/ v i、 = 8と置き、整理する
と、x  −(x3−Bx4)/ (1−8)・・・・
・・(15) となる。座標X 3 、 X 4は既知であるから、X
はv3と■4との比より求めることができ、さらに前記
(7)式より頂点の座標X、を求めることができる。
Also, from the above equation (6) of the detection voltage, b/a-d--2xq -・----C1
2), so by substituting this into equations (8) and (9) above, v -2a (x3-xq) ・
...(13)■ =2a(x4-Xq)
...(14). Furthermore, (13), (
14) By dividing both sides of the equation, we get v /v −(x −x ) / (X4−X
, )3 4 3 q. Putting v 3/ v i, = 8 and rearranging, x - (x3-Bx4)/ (1-8)...
...(15) becomes. Since the coordinates X 3 and X 4 are known,
can be determined from the ratio of v3 and ■4, and furthermore, the coordinate X of the vertex can be determined from equation (7).

(実施例) 第9図は位置検出部10の具体的な構成を示す一部破断
乎面図、第10図は第9図のA−A =線矢視方向断面
図である。磁性体11a〜11hとしては、磁石を接近
させても磁化されがたく、即ち保持力が小さく、且つ透
磁率の^い材料、例えば直径が約0.1ms+の断面円
形状のアモルファスワイヤであり、各磁性体118〜1
1hは互いに所定間隔(約5履)離れて平行に並べられ
ている。また、アモルファスワイヤとしては、例えば(
Fe、−XCOx)75S11゜B15(原子%)(x
は、Feとcoとの割合を示すもので、0〜1の値をと
る。)等が用いられる。該磁性体11a〜11hは円筒
状の絶縁性部材、例えばエンバイアチューブ13a〜1
3hの内部にそれぞれ収容されている。コイル12a〜
12hは、前記エンバイアチューブ138〜13hの表
面に巻回されている。コイル128〜12hは全て同一
方向(この実施例では左巻き)に巻回され、それぞれの
一端は変換回路30に共通に接続され、他端は信号選択
回路40に接続されている。これらの磁性体、エンバイ
アチューブ及びコイルからなる位置検出部10は、非磁
性の金属ケース14の内部に接着剤等で固定される。ま
た、金属ケース14の上部には非磁性の金属よりなる蓋
15が被せられる。
(Example) FIG. 9 is a partially cutaway view showing a specific configuration of the position detecting section 10, and FIG. 10 is a sectional view taken along the line A-A in FIG. 9. The magnetic bodies 11a to 11h are materials that are difficult to be magnetized even when a magnet is brought close to them, that is, have a small coercive force, and have high magnetic permeability, such as amorphous wires with a circular cross-section and a diameter of approximately 0.1 ms+. Each magnetic body 118-1
1h are arranged in parallel with each other at a predetermined interval (about 5 shoes). In addition, as an amorphous wire, for example (
Fe, -XCOx)75S11°B15 (atomic%) (x
indicates the ratio of Fe and co, and takes a value of 0 to 1. ) etc. are used. The magnetic bodies 11a to 11h are cylindrical insulating members, such as Envir tubes 13a to 1.
Each is housed inside the 3h. Coil 12a~
12h is wound around the surface of the envire tubes 138 to 13h. The coils 128 to 12h are all wound in the same direction (left-handed in this embodiment), one end of each is commonly connected to the conversion circuit 30, and the other end is connected to the signal selection circuit 40. The position detection unit 10 made of these magnetic materials, Envira tube, and coil is fixed inside a non-magnetic metal case 14 with an adhesive or the like. Further, the top of the metal case 14 is covered with a lid 15 made of non-magnetic metal.

第11図は入力ペン20の具体例を示す断面図、第12
図はその電気回路図である。同図において、21は合成
樹脂等からなるペン状の容器であり、その一端には先細
状の棒磁石22が軸方向に摺動自在に収容されている。
FIG. 11 is a sectional view showing a specific example of the input pen 20;
The figure is its electrical circuit diagram. In the figure, reference numeral 21 is a pen-shaped container made of synthetic resin or the like, and a tapered bar magnet 22 is housed in one end of the pen-shaped container so as to be slidable in the axial direction.

また、容器21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23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
24と、赤外線発光ダイオード25とが収納されている
。26a、26bは操作スイッチで、操作スイッチ26
aは容器21の先端側の一側に取付けられ、操作スイッ
チ26bは棒磁石22の他端に対向して取付けられてい
る。また、27は信号発生回路、28は電池で、容器2
1内の適所に収納されている。信号発生回路27は、測
定開始、位置入力等の位置検出回路50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27aとコード信号発生器27bとダイオード駆
動用トランジスタ27Cとを備え、操作スイッチ26a
、26b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25を駆動する。而して、操作
スイッチ26a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25J:り反射体24、透過窓
23を介して発信され、そのままカバー29を取り付け
た棒磁石22の先端を入力面に押し当てると、該棒磁石
22がスライドしてスイッチ26bがオンし、位置入力
のコード信号を示1赤外線信号が発信される如くなって
いる。
Further, an infrared transmitting window 23 made of transparent plastic or the like is provided along the circumferential direction on the other end side of the container 21, and inside the window 23 is a reflector 24 having a conical circumferential surface coated with chrome plating or the like. An infrared light emitting diode 25 is housed therein. 26a and 26b are operation switches, and the operation switch 26
a is attached to one side of the tip side of the container 21, and an operation switch 26b is attached opposite to the other end of the bar magnet 22. Further, 27 is a signal generation circuit, 28 is a battery, and the container 2
It is stored in the appropriate place within 1. The signal generation circuit 27 performs a plurality of (
The device converts three types of commands into a plurality of code signals by combining several pulse signals, and includes a decoder 27a, a code signal generator 27b, and a diode driving transistor 27C, and an operation switch 26a.
, 26b, a code signal is generated to drive the light emitting diode 25. Then, when the operation switch 26a is turned on, an infrared signal indicating a code to start measurement is transmitted via the diode 25J, the reflector 24, and the transparent window 23, and is directly input to the tip of the bar magnet 22 with the cover 29 attached. When pressed against a surface, the bar magnet 22 slides, turning on the switch 26b, and an infrared signal indicating a position input code signal is transmitted.

第13図は変換回路30の具体例を示寸もので、図中、
31は積分回路、32はバンドパスフィルタ、33は演
算回路である。積分回路31はその入力端子34に後述
する位置検出回路50の演算処理回路からのりOツクパ
ルス(またはこれを分周したパルス)を受け、これを積
分し、三角波信号に変換する。バンドパスフィルタ32
では、前記三角波信号を正弦波信号に変換し、これを演
算回路33に送出する。演算回路33は、演算増幅器3
3aと抵抗33bとコンデンサ33Cとからなっており
、該演算増幅器33aの反転入力端子には抵抗33bを
介して前記正弦波信号が入力され、また、反転入力端子
と出力端子との間にはコンデンサ33C,が接続され、
更に非反転入力端子は接地されている。また、前記コイ
ル128〜12tlは周知のマルチプレクサ等で構成さ
れる信号選択回路40を介して、そのうちの1つがコン
デンサ33cと並列に接続され、並列共振回路を構成す
る如くなっている。
FIG. 13 shows a specific example of the conversion circuit 30, and in the figure,
31 is an integrating circuit, 32 is a band pass filter, and 33 is an arithmetic circuit. The integrating circuit 31 receives at its input terminal 34 a positive pulse (or a frequency-divided pulse) from an arithmetic processing circuit of a position detecting circuit 50 to be described later, integrates the pulse, and converts it into a triangular wave signal. Band pass filter 32
Then, the triangular wave signal is converted into a sine wave signal and sent to the arithmetic circuit 33. The operational circuit 33 includes an operational amplifier 3
3a, a resistor 33b, and a capacitor 33C.The sine wave signal is input to the inverting input terminal of the operational amplifier 33a via the resistor 33b, and a capacitor is connected between the inverting input terminal and the output terminal. 33C, is connected,
Furthermore, the non-inverting input terminal is grounded. Further, one of the coils 128 to 12tl is connected in parallel to the capacitor 33c via a signal selection circuit 40 composed of a well-known multiplexer or the like, thereby forming a parallel resonant circuit.

ここで、前記正弦波信号の周波数fを該並列共振回路の
共振周波数で。(−1/2π−ra>に設定する(但し
、Lは磁性体に磁気バイアスな加えない時の各コイルの
インダクタンス、Cはコンデンサ33cの容量値である
。)。この時、該並列共振回路のインピーダンス2の絶
対値+21は最大となるが、周知のようにしまたはCが
変化すると該絶対値121は減少する。従って、入力ペ
ン20により磁性体に磁気バイアスを加えられ、インダ
クタンスLが減少したコイルを含む前記並列共振回路の
インピーダンスの絶対値+21も減少する。
Here, the frequency f of the sine wave signal is the resonant frequency of the parallel resonant circuit. (-1/2π-ra> (However, L is the inductance of each coil when no magnetic bias is applied to the magnetic material, and C is the capacitance value of the capacitor 33c.) At this time, the parallel resonant circuit The absolute value +21 of the impedance 2 of is the maximum, but as is well known, the absolute value 121 decreases when C changes. Therefore, a magnetic bias is applied to the magnetic body by the input pen 20, and the inductance L decreases. The absolute value +21 of the impedance of the parallel resonant circuit including the coil also decreases.

一方、抵抗33bの抵抗値をR1とし、演算回路33の
入力電圧をV・ 出力電圧を■。utと1nゝ すると、 v out x −(Z / R1)・■inとなる。
On the other hand, the resistance value of the resistor 33b is R1, the input voltage of the arithmetic circuit 33 is V, and the output voltage is ■. ut and 1n, it becomes v out x - (Z / R1) ·■in.

ここで、R1及び■ioを一定とすると、出力電圧V。Here, if R1 and io are constant, the output voltage V.

utはインピーダンスZに依存することになる。前述し
たようにコイルのインダクタンスLが減少すると、イン
ピーダンスz1即ち絶対値+21も減少することになり
、従って、出力電圧■。utも減少する。即ち、インダ
クタンスLの減少を出力電圧■。1.の減少として検出
することができる。なお、基準(入力)信号にりOツク
パルスを用いたのは位置検出回路50と同期をとるため
である。
ut will depend on the impedance Z. As mentioned above, when the inductance L of the coil decreases, the impedance z1, that is, the absolute value +21, also decreases, and therefore the output voltage . ut also decreases. In other words, the decrease in inductance L causes the output voltage to decrease. 1. can be detected as a decrease in Note that the reason for using the O-clock pulse as the reference (input) signal is to synchronize with the position detection circuit 50.

第14図は位置検出回路50の具体的構成を示す回路ブ
ロック図、第15図は各部の信号を示す図である。前述
した入力ベン20の発光ダイオード25より、測定開始
のコードを示す赤外線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51で受信され、さらに受信
機52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15
3に送出される。演算処理回路54は入力バッファ53
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55を介して信号選択回路40へ切換信号
S1を送り、変換回路30とコイル12a〜12hとの
接続を次々に切替える。
FIG. 14 is a circuit block diagram showing a specific configuration of the position detection circuit 50, and FIG. 15 is a diagram showing signals of each part. When an infrared signal indicating a measurement start code is emitted from the light emitting diode 25 of the input vent 20 mentioned above, the infrared signal is received by the infrared receiving diode 51, and is further amplified and waveform-shaped by the receiver 52, and is converted to the original signal. It is converted into a code signal and then returned to a measurement start command signal, which is sent to the input buffer 15.
Sent on 3rd. The arithmetic processing circuit 54 is an input buffer 53
When the command signal is read and the start of measurement is recognized,
A switching signal S1 is sent to the signal selection circuit 40 via the output buffer 55, and the connection between the conversion circuit 30 and the coils 12a to 12h is switched one after another.

前記変換回路30により変換された各コイル12a〜1
2hのインダクタンスに対応する電圧は、増幅器56で
増幅され、さらに検波器57で整流されて直流電圧の検
波信号S2に変換され、さらに差分検出回路58に送ら
れ、差分検出信号$5に変換される(但し、この差分検
出信号S5はディジタル値に変換する必要性から単極性
、ここでは正の電圧信号となるようレベルシフトされる
。)。なお、差分検出回路58には80粋制御回路54
より後述するように2つのサンプリングパルス33.8
4が出力バッファ55を介して入力されている。差分検
出信号S5はアナログ−ディジタル(A/D)変換器5
9にてディジタル値に変換され入力バッファ53を介し
て演算処理回路54に送出されるが、演算処理回路54
では前記切換信号に同期して該ディジタル値を読み取る
Each coil 12a to 1 converted by the conversion circuit 30
The voltage corresponding to the inductance of 2h is amplified by an amplifier 56, further rectified by a detector 57, converted into a DC voltage detection signal S2, and further sent to a difference detection circuit 58, where it is converted to a difference detection signal $5. (However, since this difference detection signal S5 needs to be converted into a digital value, it is level-shifted so that it becomes a unipolar, here positive voltage signal.) Note that the difference detection circuit 58 includes an 80-channel control circuit 54.
Two sampling pulses 33.8 as described further below.
4 is input via the output buffer 55. The difference detection signal S5 is sent to an analog-digital (A/D) converter 5.
9, it is converted into a digital value and sent to the arithmetic processing circuit 54 via the input buffer 53;
Then, the digital value is read in synchronization with the switching signal.

さらに演算処理回路54は前記各差分電圧値(ディジタ
ル値)をメモリ60に一時記憶し、これらの中より前記
基準レベル■1より小さい電圧値のうちで一番大きいも
のと、■、より大きい電圧値のうちで一番小さいもの、
即ちその前後の電圧値■ 及びv、+1を検出する。次
に演算処理向に 路54は該電圧値vk ” k++  とそのX座標値
x 、xk+1をメ王り60より取出し、これらをk それぞれ前記(15)式における電圧V3.Vt、。
Further, the arithmetic processing circuit 54 temporarily stores each of the differential voltage values (digital values) in the memory 60, and selects the largest voltage value among the voltage values smaller than the reference level (1), and (2) the larger voltage value. the smallest of the values,
That is, the voltage values ①, v, and +1 before and after that are detected. Next, in the arithmetic processing direction, a path 54 extracts the voltage value vk''k++ and its X coordinate values x and xk+1 from the grid 60, and converts them into voltages V3 and Vt in equation (15), respectively.

X3.X4として、(15)式の演算処理を行ない、座
標値X を求め、さらに(7)式の演算を行い、座標値
X を求める。また、必要に応じて(11)式の演算を
行い、高さhを求める。
X3. As X4, the calculation process of equation (15) is performed to obtain the coordinate value X 2 , and the calculation process of equation (7) is further performed to obtain the coordinate value X 2 . In addition, the height h is determined by calculating equation (11) as necessary.

このようにして求められたディジタル値のX座標mx 
 (または座標値X、と高さh)は、−旦、メモリ60
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。次に、入力ペン20より位
置入力のコードを示す赤外線信号が発信され、受光ダイ
オード51、受信機52、入力バッファ53を介して演
算処理回路54に認識されると、その時点にお(プる前
記ディジタル値のX座標値が入力値として、出力バッフ
ァ61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62を介してアナログ信号に変換され処理さ
れる。
The X coordinate mx of the digital value obtained in this way
(or coordinate value X, and height h) is -d, memory 60
However, while the signal indicating the start of measurement is being issued, the above-mentioned measurements and calculations are repeated at predetermined intervals, and the values are updated. Next, an infrared signal indicating a position input code is transmitted from the input pen 20, and when it is recognized by the arithmetic processing circuit 54 via the light receiving diode 51, receiver 52, and input buffer 53, the The X coordinate value of the digital value is sent as an input value via an output buffer 61 to a digital display (not shown) for display, or sent to a computer (not shown) for processing, or a digital-to-analog (D/
A) Converted to an analog signal via converter 62 and processed.

第16図は差分検出回路58の具体的回路を示すもので
ある。前記検波信号S2は入力端子58aよりマルチプ
レクサ58b、58Cに送出される。該マルチプレクサ
58bには基準レベルサンプリングパルスS3が演算処
理回路54より供給されており、該パルスのハイレベル
期間、検波信号S2の電圧がコンデンサC1及びオペア
ンプOP1からなるサンプルホールド回路58dに保持
される。また同様に、マルチプレクサ58Cには差分レ
ベルサンプリングパルスS4が演算処理回路54より供
給されており、該パルスのハイレベル期間、検波信号S
2の電圧がコンデンサC2及びオペアンプOP2からな
るサンプルホールド回路58eに保持される。サンプル
ホールド回路58d、58eに保持された電圧は差動増
幅器58fに入力され、その差分に相当する差分検出信
号S5が出力端子58Qより送出される。
FIG. 16 shows a specific circuit of the difference detection circuit 58. The detected signal S2 is sent from the input terminal 58a to multiplexers 58b and 58C. A reference level sampling pulse S3 is supplied to the multiplexer 58b from the arithmetic processing circuit 54, and during the high level period of the pulse, the voltage of the detection signal S2 is held in a sample hold circuit 58d consisting of a capacitor C1 and an operational amplifier OP1. Similarly, the differential level sampling pulse S4 is supplied to the multiplexer 58C from the arithmetic processing circuit 54, and during the high level period of this pulse, the detected signal S4 is supplied to the multiplexer 58C.
2 voltage is held in a sample hold circuit 58e consisting of a capacitor C2 and an operational amplifier OP2. The voltages held in the sample and hold circuits 58d and 58e are input to a differential amplifier 58f, and a difference detection signal S5 corresponding to the difference is sent out from an output terminal 58Q.

前述した実施例において、測定開始、位置入力等を示す
信号を人力ペン20から位置検出回路50まで赤外線信
号を用いて伝送したが、超音波信号を用いても良い。ま
た、これらの信号は単に位置検出回路50の動作開始や
座標値の入力のタイミングを演算処理回路54に認識さ
せるためのものであるから特に入力ベン20より送るこ
とを要するものではなく、位置検出回路50自体に設け
たキーボードその他のスイッチ回路より送る如くなして
も良い。
In the embodiments described above, signals indicating the start of measurement, position input, etc. were transmitted from the manual pen 20 to the position detection circuit 50 using infrared signals, but ultrasonic signals may also be used. Furthermore, since these signals are simply used to make the arithmetic processing circuit 54 recognize the timing of the start of operation of the position detection circuit 50 and the input of coordinate values, they do not particularly need to be sent from the input vent 20; The signal may be sent from a keyboard or other switch circuit provided in the circuit 50 itself.

また、入力ベン20の高さを位置入力のパラメータとし
て使用することもできる。即ち、測定開始の信号はキー
ボードその他のスイッチ回路より送り、この状態で入力
ベン20の一端が位置検出部10の入方向100に押付
けられ、高さhが所定の値、例えば前述した0、5m以
下になった時、これを演算処理回路54で検出し、位置
入力の信号として認識する。
Furthermore, the height of the input ben 20 can also be used as a parameter for position input. That is, a signal to start measurement is sent from the keyboard or other switch circuit, and in this state, one end of the input ben 20 is pressed in the input direction 100 of the position detection section 10, and the height h is set to a predetermined value, for example, 0.5 m as described above. When the value is below, the arithmetic processing circuit 54 detects this and recognizes it as a position input signal.

第17図はこの時使用する入力ベン70を示すもので、
合成樹脂等からなるペン軸状の容器71の一端72に、
先細状の棒磁石73がN極を先端方向に向けて収容され
、ざらに棒磁石73の先端にプラスチック等のカバー7
4を取付けてなっている。従って、入力ペン70自体に
前述したような電気回路や電池を設ける必要がなく、且
つ該入力ベン70の操作に関連して位置入力することが
可能となり、操作性の悪化をきたすことがない。
Figure 17 shows the input vent 70 used at this time.
At one end 72 of a pen shaft-shaped container 71 made of synthetic resin or the like,
A tapered bar magnet 73 is housed with the N pole facing toward the tip, and a cover 7 made of plastic or the like is roughly placed at the tip of the bar magnet 73.
4 is installed. Therefore, there is no need to provide the input pen 70 itself with an electric circuit or battery as described above, and it is possible to input a position in conjunction with the operation of the input pen 70, so that operability does not deteriorate.

なお、実施例中の磁性体及びコイルの数は一例であり、
これに限定されないことはいうまでもない。また、磁性
体の間隔は2〜6一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永久磁石に限定されることはな
く電磁石でもよい。
In addition, the number of magnetic bodies and coils in the examples is an example,
Needless to say, it is not limited to this. Further, it has been confirmed through experiments that position detection can be performed with relatively high accuracy if the spacing between the magnetic bodies is about 2 to 61 degrees. Also,
The position specifying magnetic generator is not limited to a permanent magnet, but may also be an electromagnet.

第18図は本発明の伯の実施例を示すものである。同図
において、81及び82はX方向及びY方向の位置検出
部、83及び84はX方向及びY方向用の信号選択回路
で、それぞれ前記位置検出部10、信号選択回路40と
同様な構成を有しており(但し、図面では簡略のためそ
の細部については省略する。)、該位置検出部81.8
2についてはその各磁性体がそれぞれX方向及びY方向
に直交する如く、互いに重ね合わされている。
FIG. 18 shows a further embodiment of the present invention. In the figure, reference numerals 81 and 82 indicate position detection units in the X and Y directions, and 83 and 84 indicate signal selection circuits for the X and Y directions, which have the same configuration as the position detection unit 10 and the signal selection circuit 40, respectively. (However, the details are omitted in the drawing for simplicity.), and the position detecting section 81.8
2, the respective magnetic bodies are superimposed on each other so as to be orthogonal to the X direction and the Y direction, respectively.

また、85は位置検出回路で、X方向及びY方向の位置
検出を交互に行なわせるようにした点を除いて前記位置
検出回路50と同様である。従って、この実施例によれ
ば、X方向及びY方向の2方向、さらに必要であればZ
方向の位置(座標)検出が容易に出来る。この場合、Z
方向の位置検出はX方向の位置検出部81、又はY方向
の位置検出部82のいずれの信号から求めても良い。な
お、位置指定用磁気発生器、変換回路の構成は前記実施
例と同じで良い。
A position detection circuit 85 is similar to the position detection circuit 50 except that position detection in the X direction and the Y direction is performed alternately. Therefore, according to this embodiment, in two directions, the X direction and the Y direction, and if necessary, in the Z direction.
Direction position (coordinates) can be detected easily. In this case, Z
The position detection in the direction may be obtained from a signal from either the X-direction position detection section 81 or the Y-direction position detection section 82. Note that the configurations of the position specifying magnetic field generator and the conversion circuit may be the same as in the previous embodiment.

(発明の効果) 以上説明したように本発明によれば、位置検出方法とし
て差分検出方式を採用したため、位置検出精度を上げる
ことができるとともに、高さ方向の位置検出が可能とな
り、位置指定用磁気発生器の位置検出部に対する高さを
位置指定時のタイミング検出のパラメータとすることが
でき、位置指定用磁気発生器自体に電気回路や電池を設
けることなく、且つ該位置指定用磁気発生器の操作に関
連して位置指定することが可能となる。また、コイルは
磁性体周囲の全域に亘って巻回されているので、コイル
のインダクタンスを大きく、即ちその変換電圧を大きく
することができ、且つその電圧の出力変化も大きくでき
、従って、位置検出範囲を大きくとることが可能となる
。さらに、各磁性体に対して一種類のコイルを設けるの
みで良いので、位置検出部の構成を簡単にすることがで
きる。また、位置検出のために位置指定用磁気発生器と
他の装置との間に信号をヤリとりする必要がないためコ
ードレスとすることができ、さらにまた、位置指定のた
めに必要とする磁気バイアスのグは、数エルステッド(
Oe)程度で良いので、該位置指定用磁気発生器は位置
検出部より多少離しても位置指定が可能であり、位置検
出部の裏面からの位置指定も可能であり、強磁性体以外
の金属を入力面上に載置することもできる。また、位置
検出部をX方向及びY方向に設けたものによれば、X方
向及びY方向の2方向、またはこれに加えて高さくZ)
方向の3方向の位置検出が可能となる等の利点がある。
(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, since the differential detection method is adopted as the position detection method, it is possible to improve the position detection accuracy, and it is also possible to detect the position in the height direction. The height of the magnetic generator relative to the position detecting section can be used as a parameter for timing detection when specifying a position, and the position specifying magnetic generator itself does not require an electric circuit or battery, and the position specifying magnetic generator It becomes possible to specify the position in relation to the operation. In addition, since the coil is wound over the entire area around the magnetic material, the inductance of the coil can be increased, that is, the converted voltage can be increased, and the output change of the voltage can also be increased. It becomes possible to take a larger range. Furthermore, since it is sufficient to provide only one type of coil for each magnetic body, the configuration of the position detection section can be simplified. In addition, since there is no need to transfer signals between the magnetic generator for position specification and other devices for position detection, it can be made cordless, and furthermore, the magnetic bias required for position specification is The number is the number Ørsted (
Oe), so the position specification magnetic generator can specify the position even if it is a little away from the position detection part, and it is also possible to specify the position from the back side of the position detection part. can also be placed on the input surface. Furthermore, if the position detection unit is provided in the X direction and the Y direction, the height may be increased in two directions, the X direction and the Y direction, or in addition to these,
There are advantages such as position detection in three directions.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図面は本発明の説明に供するもので、第1図は本発明の
主要な構成を示す説明図、第2図は磁気バイアス対透磁
率の特性図、第3図は位置指定用磁気発生器より磁性体
に印加される磁束のようすを示す図、第4図は位置指定
用磁気発生器の上方より見た第3図と同様な図、第5図
はコイルのインダクタンスに対応する電圧値の一例を示
すグラフ、第6図は差分電圧値の一例を示すグラフ、第
7図は別の差分電圧値を示すグラフ、第8図は差分電圧
値と位置指定用磁気発生器の高さとの関係の一例を示す
グラフ、第9図は位置検出部10の具体的な構成を示す
一部破断平面図、第10図は第9図A−A−線矢視方向
断面図、第11図は入力ペンの具体的な構成を示す断面
図、第12図はその電気回路図、第13図は変換回路の
具体的な構成を示す回路図、第14図は位置検出回路の
具体的な構成を示す回路ブロック図、第15図は第14
図の各部における信号波形を示す図、第16図は差分検
出回路の具体的な構成を示す回路図、第17図は入力ペ
ンの他の実施例を示す断面図、第18図は本発明の他の
実施例を示す説明図である。 10・・・位置検出部、20・・・入力ペン、30・・
・変換回路、40・・・信号選択回路、50・・・位置
検出回路、11・・・磁性体、12a〜12h・・・コ
イル、81・・・X方向位置検出部、82・・・Y方向
位置検出部。 特許出願人  株式会社 ワコム 代理人弁理士  古 1)精 孝 第2図 3000’。 第3図 第5図 XガUノl!111禮n ”1btE1ノtjmJfcJI X力句の序櫂+ilW *8I!1 2方向の高さ h 第9図 第10図
The drawings serve to explain the present invention. Fig. 1 is an explanatory diagram showing the main structure of the present invention, Fig. 2 is a characteristic diagram of magnetic bias versus magnetic permeability, and Fig. 3 is a diagram from a magnetic generator for position specification. A diagram showing the state of magnetic flux applied to a magnetic body. Figure 4 is a diagram similar to Figure 3 seen from above the magnetic generator for position designation. Figure 5 is an example of the voltage value corresponding to the inductance of the coil. 6 is a graph showing an example of the differential voltage value, FIG. 7 is a graph showing another differential voltage value, and FIG. 8 is a graph showing the relationship between the differential voltage value and the height of the magnetic generator for position specification. A graph showing an example, FIG. 9 is a partially cutaway plan view showing the specific configuration of the position detection unit 10, FIG. 10 is a sectional view taken along the line A-A in FIG. 9, and FIG. 11 is an input pen 12 is an electric circuit diagram thereof, FIG. 13 is a circuit diagram showing a specific configuration of a conversion circuit, and FIG. 14 is a circuit diagram showing a specific configuration of a position detection circuit. Block diagram, Figure 15 is the 14th
16 is a circuit diagram showing the specific configuration of the difference detection circuit, FIG. 17 is a cross-sectional view showing another embodiment of the input pen, and FIG. 18 is a diagram showing the specific configuration of the difference detection circuit. It is an explanatory view showing other examples. 10... Position detection unit, 20... Input pen, 30...
- Conversion circuit, 40... Signal selection circuit, 50... Position detection circuit, 11... Magnetic body, 12a to 12h... Coil, 81... X direction position detection unit, 82... Y Directional position detection section. Patent applicant Wacom Co., Ltd. Patent attorney Furu 1) Sei Takashi Figure 2 3000'. Figure 3 Figure 5 111 禮n ”1btE1notjmJfcJI

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)所定間隔隔てて互いにほぼ平行に配列された複数
の長尺の磁性体と、該複数の磁性体のそれぞれについて
その広い範囲に亘って巻回された複数のコイルとを備え
た位置検出部と、定常的な磁界を発生する位置指定用磁
気発生器と、コイルのインダクタンスを電気信号に変換
する変換回路と、該変換回路と前記位置検出部の複数の
コイルとを切替え接続する信号選択回路と、該信号選択
回路を介して前記複数のコイルのインダクタンスに対応
した電気信号を次々に取出し、これらの差分を取り、該
差分電圧が所定の基準電圧と等しくなる位置を算出し、
これより前記位置指定用磁気発生器による位置検出部上
の指定位置を求めるとともに、前記差分電圧の傾きを算
出し、これより前記位置指定用磁気発生器の前記位置検
出部に対する高さを求める位置検出回路とからなる位置
検出部置。
(1) Position detection comprising a plurality of elongated magnetic bodies arranged substantially parallel to each other at predetermined intervals, and a plurality of coils wound around each of the plurality of magnetic bodies over a wide range. a position-specifying magnetic generator that generates a steady magnetic field; a conversion circuit that converts the inductance of the coil into an electrical signal; and a signal selection that switches and connects the conversion circuit and the plurality of coils of the position detection section. circuit and the signal selection circuit to sequentially extract electrical signals corresponding to the inductances of the plurality of coils, calculate the difference between them, and calculate the position where the differential voltage is equal to a predetermined reference voltage,
From this, the specified position on the position detecting section by the position specifying magnetic generator is determined, and the slope of the differential voltage is calculated, and from this, the position of the position specifying magnetic generator with respect to the position detecting section is determined. A position detection unit consisting of a detection circuit.
(2)所定間隔隔てて互いにほぼ平行に配列された複数
の長尺のX方向の磁性体と、該複数のX方向の磁性体の
それぞれについてその広い範囲に亘って巻回された複数
のX方向のコイルとを備えたX方向位置検出部と、該X
方向位置検出部と同様の構成を有し且つこれと重ね合わ
されたY方向位置検出部と、定常的な磁界を発生する位
置指定用磁気発生器と、コイルのインダクタンスを電気
信号に変換する変換回路と、該変換回路と前記X方向及
びY方向位置検出部の複数のコイルとを切替え接続する
X方向及びY方向の信号選択回路と、該X方向及びY方
向の信号選択回路を介して前記X方向及びY方向の複数
のコイルのインダクタンスに対応した電気信号を次々に
取出し、これらの差分を取り、該差分電圧が所定の基準
電圧と等しくなる位置を算出し、これより前記位置指定
用磁気発生器によるX方向及びY方向の位置検出部上の
指定位置を求めるとともに、前記X方向またはY方向の
差分電圧の傾きを算出し、これより前記位置指定用磁気
発生器の前記X方向またはY方向の位置検出部に対する
高さを求める位置検出回路とからなる位置検出装置。
(2) A plurality of elongated X-direction magnetic bodies arranged substantially parallel to each other at predetermined intervals, and a plurality of X-direction magnetic bodies wound over a wide range for each of the plurality of X-direction magnetic bodies. an X-direction position detection section having a coil in the X-direction;
A Y-direction position detecting section that has the same configuration as the direction position detecting section and is superimposed thereon, a position specifying magnetic generator that generates a steady magnetic field, and a conversion circuit that converts the inductance of the coil into an electrical signal. , an X-direction and Y-direction signal selection circuit that switches and connects the conversion circuit and a plurality of coils of the X-direction and Y-direction position detection section, and the X-direction and Y-direction signal selection circuits The electric signals corresponding to the inductance of a plurality of coils in the direction and the Y direction are taken out one after another, the difference between them is taken, and the position where the difference voltage is equal to a predetermined reference voltage is calculated, and from this, the position specifying magnetism is generated. The designated position on the position detection unit in the X direction and Y direction by the device is determined, and the slope of the differential voltage in the X direction or Y direction is calculated, and from this, the position of the position designating magnetic generator in the X direction or Y direction is calculated. A position detection device comprising a position detection circuit that determines the height relative to a position detection unit.
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