JPS61237122A - Position detecting device - Google Patents

Position detecting device

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Publication number
JPS61237122A
JPS61237122A JP60079871A JP7987185A JPS61237122A JP S61237122 A JPS61237122 A JP S61237122A JP 60079871 A JP60079871 A JP 60079871A JP 7987185 A JP7987185 A JP 7987185A JP S61237122 A JPS61237122 A JP S61237122A
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JP
Japan
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coil
magnetic
coils
position detection
voltage
Prior art date
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Pending
Application number
JP60079871A
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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Filing date
Publication date
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Priority to JP60079871A priority Critical patent/JPS61237122A/en
Publication of JPS61237122A publication Critical patent/JPS61237122A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To suppress the generation of noise without connecting a position designating magnetic generator, to detect a position with a high accuracy with simple constitution, and also to detect a position in the height direction, by adopting a difference detecting system as a position detecting method. CONSTITUTION:Plural magnetic substances 11a-11h are arranged in parallel and at a prescribed interval in a position detecting part 10, and the first coil 12 which has been connected in series, and the second coils 13a-13h which are independent, respectively are wound around each magnetic substance 11a-11h, respectively. To the coil 12 of this detecting part 10, an alternating current of a prescribed period is supplied from a driving power source 30, and an inductive voltage which has been induced in the coils 13a-13h is fetched to a position detecting circuit 40. Also, an alternating current is switched and applied to each of the coils 13a-13h from a power source 20, an inductive voltage fo the coil 12 is fetched successively, and a position where these difference voltages become equal to a reference voltage is calculated. In this way, a magnetic field from an input pen 20 which is not connected to the detecting part 10 is detected with a high accuracy by a difference detecting system.

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装置に関する
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. The present invention relates to a position detection device for detecting a position.

(従来の技術) 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 device, a pulse current is applied to a drive coil provided at one end of a magnetostrictive transmission medium or the tip of a position indicating pen to generate magnetostrictive vibration waves in the magnetostrictive transmission medium. , the time required for detecting the induced voltage based on the magnetostrictive oscillation waves in the detection coil provided at the tip of the positioning pen or at one end of the magnetostrictive transmission medium is measured by a processor, etc., and from this the indicated position of the positioning pen is calculated. There was something I did. In addition, as another conventional position detection device, a plurality of drive lines and detection lines are arranged perpendicularly to each other, and current is sequentially applied to the drive lines and detection lines are sequentially selected to detect induced voltage. There is a device in which a position specified by a position indicating pen made of a magnetic material such as ferrite is detected from the position of a detection line where a large induced voltage is 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装置を提供することを目的と
する。
The present invention improves these conventional drawbacks, and
It is an object of the present invention to provide a highly accurate position detecting device that has good operability because a magnetic generator for specifying a position is not 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) 本発明の位置検出装置は、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11a〜11hのそ
れぞれについてその広い範囲に亘って巻回され且つ一連
に接続された第1のコイル12と、前記複数の磁性体1
1a〜11hのそれぞれについてその広い範囲に亘って
5回され且つ各々が独立した第2のコイル13a−13
h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、前記
第1のコイル12または第2のコイル13a〜13hに
所定周期の交番電流を供給する駆動電流源30と、前記
第1のコイル12に前記所定周期の交番電流を常時加え
た時に第2のコイル13a〜13hのそれぞれに誘起す
る誘導電圧を取出し、または第2のコイル138〜13
hのそれぞれに前記所定周期の交番電流を次々に切替え
て加えた時に第1のコイル12に誘起する誘導電圧を次
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
ペン20による位置検出部10上の指定位置を求めると
ともに、前記差分電圧の傾きを算出し、これより前記入
力ペン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40とからなっている。
(Means for Solving the Problems) As shown in FIG. 1, the position detection device 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 first coil 12 wound over a wide range and connected in series for each of the magnetic bodies 11a to 11h;
The second coils 13a-13 are coiled 5 times over a wide range for each of 1a to 11h and each is independent.
h, a magnetic generator for position designation that generates a steady magnetic field, for example, an input pen 20, and an alternating cycle of a predetermined period in the first coil 12 or the second coils 13a to 13h. A driving current source 30 that supplies current, and extracting induced voltages induced in each of the second coils 13a to 13h when the alternating current of the predetermined period is constantly applied to the first coil 12, or 138-13
When the alternating current of the predetermined period is switched and applied to each of h, the induced voltage induced in the first coil 12 is taken out one after another, and the difference between them is taken, and the difference voltage becomes equal to the predetermined reference voltage. The position is calculated, and from this the specified position on the position detection unit 10 by the input pen 20 is determined, and the slope of the differential voltage is calculated, and the height of the input pen 20 with respect to the position detection unit 10 is determined from this. It consists of a position detection circuit 40.

(作用) 前記第1のコイル12に駆動電流源30より交番電流(
例えば正弦波等)を流すと、その周囲に磁束(磁界)が
発生し、この磁束による電磁誘導によって第2のコイル
138〜13hのそれぞれに誘導電圧が発生する。この
電磁誘導は磁性体11a〜11hを介して行なわれるた
め、該磁性体118〜11hの透磁率μが大きい程、前
記誘導電圧の電圧値は大きくなる。これを式で表わすと
、誘導電圧Vは、 V−L(di/dt)−μ・SN2/J (di/dt
) となる(但し、ここで、Sは磁性体の断面積、Nは第2
のコイルの巻回数、!は磁性体の長さである。)。ここ
で、S、N、j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、前記誘導電圧
Vは磁性体11a〜11hの透磁率μに比例する。
(Operation) An alternating current (
When a sine wave (for example, a sine wave, etc.) is caused to flow, a magnetic flux (magnetic field) is generated around it, and an induced voltage is generated in each of the second coils 138 to 13h due to electromagnetic induction due to this magnetic flux. Since this electromagnetic induction occurs via the magnetic bodies 11a to 11h, the larger the magnetic permeability μ of the magnetic bodies 118 to 11h, the greater the voltage value of the induced voltage. Expressing this in a formula, the induced voltage V is: V-L (di/dt)-μ・SN2/J (di/dt
) (where, S is the cross-sectional area of the magnetic material, N is the second
The number of turns of the coil, ! is the length of the magnetic material. ). Here, since S, N, and j are determined by the specific configuration of the position detecting section 10 and can be assumed not to change, the induced voltage V is proportional to the magnetic permeability μ of the magnetic bodies 11a to 11h.

ところで、磁性体11a〜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yi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 11a 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, etc.
Here, as shown in FIG. 2, it is assumed that it reaches a maximum when a slight magnetic bias is applied, and decreases as more magnetic bias is applied.

而して、棒磁石を内蔵する入力ペン20の一端20aを
磁性体11a〜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11a〜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
118〜11h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11a〜11hに加えられる
磁気バイアス量は、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 11a to 11h, the one end 20a is attached to the magnetic bodies 11a 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 with the longitudinal direction of each magnetic body 118 to 11h at an equidistant location centering on the one end 20a is
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 amount of magnetic bias applied to the magnetic bodies 11a to 11h increases 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を当てた時、第2のコイル13a〜13hには
、第5図に示すように入力ベン20を置いた位置(指定
位置)に最も近い磁性体に巻回された第2のコイルの誘
導電圧を極小値として、ここから離れるに従って徐々に
太きくなる電圧V  −V7が発生する。第5図におい
て、横軸は磁性体11a〜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。ここで、座標値X 6 ”’ X 
7は第2のコイル13a〜13hのX方向における位置
を示す。位置検出回路40で各電圧V。−v7を取出し
、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、入力ペン20の指定位置の座標値X を求
めることができる。
Therefore, as shown in FIG. 3, when one end 20a of the input pen 20 is applied to the input surface 100 formed on the upper part of the position detection section 10, the second coils 13a to 13h have the fifth coil. As shown in the figure, the induced voltage of the second coil wound around the magnetic material closest to the position where the input ben 20 is placed (designated position) is taken as the minimum value, and the voltage V − that gradually increases as the distance from this position increases. V7 occurs. In FIG. 5, the horizontal axis indicates the coordinate position in the direction perpendicular to the magnetic bodies 11a to 11h (hereinafter referred to as the X direction), and the vertical axis indicates the voltage value. Here, the coordinate value X 6 ”'
7 indicates the position of the second coils 13a to 13h in the X direction. Each voltage V in the position detection circuit 40. -v7 and calculate the X coordinate value at which the voltage value becomes the minimum value by calculation, the coordinate value X of the designated position of the input pen 20 can be determined.

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)においてはその差分が「0」である点に着
目しで、前記函数に対する差分方程式をたて、その差分
がrOJ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 by 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 rOJ is calculated, and from this the coordinate value X of the minimum value can be determined.

各誘導電圧vo−v7について、それぞれ差分(電圧値
の差)、即ち(V、−Vo>、(v2−vl)、(v3
−v2)、・・・・・・(V7−V、6)を算出すると
、第6図に示すような差分電圧値■1、■2、v3、・
・・・・’ V 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
、ここでは差分子OJを正の値の所定の基準レベルV、
に設定している。図中、■3とv4との間で電圧値が前
記基準■、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。
For each induced voltage vo-v7, the difference (difference in voltage value), that is, (V, -Vo>, (v2-vl), (v3
-v2), ...... (V7-V, 6), the differential voltage values ■1, ■2, v3, etc. as shown in Fig. 6 are calculated.
...' V 7 is obtained. In FIG. 6, the horizontal axis shows the coordinate position in the X direction, and the vertical axis shows the voltage value. However, here, the difference numerator OJ is set to a predetermined reference level V of a positive value,
It is set to . In the figure, between ■3 and v4, the voltage value crosses the reference level ■, 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X、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 X is 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Oe8!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, locally several Oe8! Since it is only necessary to apply a magnetic bias of 1.5 degrees, the input pen 20 can be used at a height higher than the magnetic bodies 11a to 11h and somewhat separated from them in the Z) 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. As a result, the magnetic permeability increases and the voltage value increases.

第5図において、電圧V ′〜v7′は、入カペン20
の一端20aを前記位置上でZ方向にわずかの距離(例
えば5履程度)をおいて保持した場合の銹導(検出)電
圧を示す。前記検出電圧v −■ と検出電圧v0′〜
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変化の度合は
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。
In FIG. 5, the voltages V' to V7' are
The graph shows the rust conduction (detection) voltage when one end 20a of is held at the above-mentioned position at a short distance (for example, about 5 feet) in the Z direction. The detection voltage v −■ and the detection voltage v0′~
Comparing with v7', there is a considerable decrease near the designated position, but the further away from the designated position the less the degree of change, and the curve of the curve is gentle, that is, the difference is decreasing. Recognize.

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  
−、v  ”、v  −1−・・・・・■1−が得られ
る。第6図及び第7図から・わかるように、差分の減少
は基準レベルVt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。従っ七、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v0〜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の高ざhを算出することができる。
When the differences are calculated for the detected voltages V' to V7' in the same manner as described above, the differential voltage value v as shown in FIG. 7 is obtained.
-, v '', v -1-...■1- are obtained. As can be seen from Figures 6 and 7, the decrease in the difference appears as a decrease in the slope of the line that crosses the reference level Vt. ,
The two are almost in a proportional relationship. That is, the height h is proportional to the slope of the difference between the detected voltages. Therefore, by determining the relationship between the height h and the slope of the difference in advance, determining the difference from each of the voltages v0 to v7, and further determining the slope, the height h of the input pen 20 can be calculated. can.

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40に入力する必要があるが、前記
入力ペン20の高さをパラメータとして、例えば入力ペ
ン20の一端20aの高さが、入力面100に対して0
.5aw*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 40, but using the height of the input pen 20 as a parameter, for example, the height of one end 20a of the input pen 20 is 0 for input surface 100
.. The timing signal can be generated when the voltage becomes 5aw* or less, 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「0」となるxma値、例えば× 
1前記座標値X、及びZ方向の高さ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, find the xma value for which the difference is actually “0”, for example x
1. The formula for determining the coordinate value X and the height h in the Z direction 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) −aX  +bx+c     −−−・
−(1)第2のコイル13a〜13hの間隔(実質上、
各磁性体118〜11hの間隔に相当する。)をdとす
ると、差分方程式7idV(X)は、AdV (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。
V (X) -aX +bx+c ---・
-(1) Spacing between second coils 13a to 13h (substantially,
This corresponds to the interval between the magnetic bodies 118 to 11h. ) is d, the difference equation 7idV(X) is AdV(x)−
(V (x+d)-V (x))/d
...(2). Therefore, AdV (x-d) −(V (x) −V (x-d
))/d・・・・・・(3).

(3)式に前記(1)式を代入し整理すると、AdV 
(X−d)−a ((2x+b/a)−d)・・・・・
・(4) となる。ところで、7idV(X−d)−0を満足する
X座標値×1は、前記(4)式よりx、−−b/2a+
d/2      ・・・・・・(5)となる。函数の
頂点の座標値はX、であるから、θV (x、 )/c
?x−2ax、 +b−08°、  x5=−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、Δd
V(x−d)がOとなる点のX座標値X、を求め、それ
よりd/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。
Substituting the above equation (1) into equation (3) and rearranging, AdV
(X-d)-a ((2x+b/a)-d)...
・(4) becomes. By the way, the X coordinate value x1 that satisfies 7idV(X-d)-0 is x,--b/2a+ from the above equation (4).
d/2...(5). Since the coordinate value of the vertex of the function is X, θV (x, )/c
? x-2ax, +b-08°, x5=-b/2a
...-(6). Substituting the above equation (5) into equation (6) and rearranging it, we get X, xq-d/2
......(1). That is, Δd
By finding the X coordinate value X of the point where V(x-d) becomes O and subtracting d/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
Oとなる座標値X、は、第6図において基準レベル■ 
の前後の差分電圧値v3と■4との間(座標値X と×
4との圓)であるから、前記(4)式より、 V3−a ((2x3+b/a)−d) ・・・・・・
(8)v  −a((2x4+b/a)−d)−−−−
−−(s)となり、これを整理して、 V a −V 4璽2a (x3−x4)、’、  2
a−(v3−V4 )/ (X3−X4 )X 3− 
X 4−dであるから、 2 a −−(v3− V4 ) /d     −−
−−−−(10)となる。ここで、2aは差分曲線にお
け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と入力ベン
20の7方向の高さhとの関係の一例を示すもので、h
−0(a)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 X, where AdV (X-d) becomes O, is the reference level ■ in Figure 6.
Between the differential voltage values v3 and ■4 before and after (coordinate values X and ×
4), so from equation (4) above, V3-a ((2x3+b/a)-d)...
(8) v -a ((2x4+b/a)-d)---
--(s), rearranging this, V a -V 4〽2a (x3-x4),', 2
a-(v3-V4)/(X3-X4)X 3-
Since X 4-d, 2 a --(v3- V4) /d --
-----(10). Here, since 2a indicates the slope in the difference curve, the height h in the Z direction is h
-A I 2 a l -----
--It is obtained from the formula (11). Note that A is a proportionality constant and is determined experimentally. FIG. 8 shows an example of the relationship between a and the height h of the input ben 20 in seven directions.
The change in a with respect to h is shown when a at -0(a) is set to 1.

また、検出電圧の前記(6)式より b/a−d−−2x、      ・・・・・・(12
)であるから、これを前記(8)、(9)式に代入する
と、V 3−2 a (X 3  X Q )    
  ・・・・・・(13)v4−2a (x4−x、)
      ・・・・・・(14)となる。さらに該(
13)、 (14)式の両辺をそれぞれ割ると、 v 3 / v 4−(X 3  X a ) / (
×4−xq )となる。v3/v4−8と置き、整理す
ると、x  = (x3 Bx4 )/ (I  B)
・−−−−−(15) となる。座11x  、x4は既知であるから、Xqは
■3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--2x, ......(12
), so by substituting this into equations (8) and (9) above, V 3-2 a (X 3 X Q )
・・・・・・(13)v4-2a (x4-x,)
...(14). Furthermore, the corresponding (
13), dividing both sides of equations (14), we get v 3 / v 4 - (X 3 X a ) / (
×4−xq). Putting it as v3/v4-8 and rearranging it, x = (x3 Bx4)/ (I B)
・---(15) becomes. Since the loci 11x and x4 are known, Xq can be found from the ratio of ■3 and ■4, and furthermore, the above (
7) The coordinates X of the vertex can be found from the equation.

また、前記第2のコイル13a〜13hに駆動電流源3
0より交番電流を次々に切替えて流すと、その周囲に磁
束が発生し、この磁束による電磁誘導によって第1のコ
イル12に誘導電圧が発生するが、この場合も同様に入
力ペン20を置いた位置に最も近い磁性体の第2のコイ
ルに交番電流を加えた時に第1のコイルに発生する電圧
を極小値として、この磁性体から離れれば離れる程大き
くなる電圧が、その磁性体の第2のコイルに交番電流を
流した時に第1のコイル12に発生し、これらより前記
同様にして入力ベン20のX座標値、さらにはY座標値
、高さhについて求めることができる。
Further, a driving current source 3 is connected to the second coils 13a to 13h.
When the alternating current is switched from 0 one after another and passed, a magnetic flux is generated around it, and an induced voltage is generated in the first coil 12 due to electromagnetic induction due to this magnetic flux, but in this case as well, when the input pen 20 is placed The voltage generated in the first coil when an alternating current is applied to the second coil of the magnetic body closest to the position is the minimum value, and the voltage that increases as the distance from this magnetic body increases is the voltage at the second coil of the magnetic body. is generated in the first coil 12 when an alternating current is passed through the coil, and from these, the X coordinate value, Y coordinate value, and height h of the input bend 20 can be determined in the same manner as described above.

(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118〜11h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
率の高い材料、例えば直径が約0.1amの断面円形状
のアモルファスワイヤであり、各磁性体11a〜11h
は互いに所定間隔(約511III)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(Fe1−XCOX)75S11゜B15(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14a
〜14hの内部にそれぞれ収容されている。第1のコイ
ル12及び第2のコイル13a〜13hは、前記エンバ
イアチューブ14a〜14hの表面に巻回されている。
(Embodiment) 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. The magnetic materials 118 to 11h are materials that are difficult to magnetize 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 am. Magnetic materials 11a to 11h
are arranged in parallel with each other at a predetermined interval (approximately 511III). In addition, as an amorphous wire, for example, (Fe1-XCOX)75S11°B15 (atomic %)
(X indicates the ratio of Fe and Co, and takes a value of O to 1), etc. are used. The magnetic bodies 11a to 11h are cylindrical insulating members, such as the Envir tube 14a.
~14h, respectively. The first coil 12 and the second coils 13a to 13h are wound around the surfaces of the envire tubes 14a to 14h.

第1のコイル12は全て同一方向(この実施例では左巻
き)、且つ隣接するコイル間で接続の極性が逆になる如
く巻回され、その両端は駆動電流源30に接続されてい
る。また、第2のコイル13a〜13hも全て同一方向
(この実施例では左巻き)に巻回され、それぞれの一端
は位置検出回路40に接続され、他端は共通に接地され
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15
の内部に接着剤等で固定される。また、金属ケース15
の上部には非磁性の金属よりなる蓋16が被せられる。
The first coils 12 are all wound in the same direction (left-handed in this embodiment), with the polarity of connection reversed between adjacent coils, and both ends thereof are connected to a drive current source 30. Further, the second coils 13a to 13h are also all wound in the same direction (left-handed in this embodiment), one end of each is connected to the position detection circuit 40, and the other end is commonly grounded. The position detection unit 10 consisting of these magnetic materials, Envira tube and coil is housed in a non-magnetic metal case 15.
It is fixed inside with adhesive etc. In addition, metal case 15
A lid 16 made of non-magnetic metal is placed over the top.

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口路40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25より反射体24、透過窓2
3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2
2がスライドしてスイッチ26bがオンし、位置入力の
コード信号を示す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 provides multiple (
It converts each of three 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. When the operation switch 26a is turned on, an infrared signal indicating a measurement start code is transmitted from the diode 25 to the reflector 24 and the transmission window 2.
3, and when the tip of the bar magnet 22 with the cover 29 attached is pressed against the input surface, the bar magnet 2
2 slides, switch 26b is turned on, and an infrared signal indicating a position input code signal is transmitted.

第13図は駆動電流源30の具体例を示すもので、図中
、31は積分回路、32はバンドパスフィルタ、33は
パワードライバである。積分回路31はその入力端子3
4に後述する位置検出回路40の演算処理回路からのク
ロックパルス(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する
。パワードライバ33は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、その出力端
子35より第1のコイル12に送出する。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
40と同期をとるためである。
FIG. 13 shows a specific example of the drive current source 30. In the figure, 31 is an integrating circuit, 32 is a band pass filter, and 33 is a power driver. Integrating circuit 31 has its input terminal 3
4. Receives a clock pulse (or a pulse obtained by dividing the clock pulse) from the arithmetic processing circuit of the position detection circuit 40, which will be described later in 4.
This is integrated and converted into a triangular wave signal. The bandpass filter 32 converts the triangular wave signal into a sine wave signal. The power driver 33 is composed of an operational amplifier and a current amplifier, and current-amplifies the sine wave signal and sends it to the first coil 12 from its output terminal 35. In addition, the standard (
The reason why a clock pulse is used for the input signal is to synchronize with the position detection circuit 40.

第14図は位置検出回路40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
した入力ペン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41で受信され、さらに受信
機42で増幅・波形整形され、元のコード信号に変換さ
れ、さらに測定開始の命令信号に戻され、入力バッファ
43に送出される。演算処理回路44は入力バッファ4
3より前記命令信号を読み取り、測定開始をI!識する
と、出力バッファ45を介して、マルチプレクサ46へ
切換信号S1を送り、第2のコイル138〜13hの誘
導電圧を増幅器47へ順次入力する。
FIG. 14 is a circuit block diagram showing a specific configuration of the position detection circuit 40, 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 pen 20 described above, the infrared signal is received by the infrared receiving diode 41, and is further amplified and waveform-shaped by the receiver 42, and is converted to the original signal. It is converted into a code signal, and further converted back into a measurement start command signal, and sent to the input buffer 43. The arithmetic processing circuit 44 is the input buffer 4
Read the command signal from 3 and press I! to start measurement. When this happens, a switching signal S1 is sent to the multiplexer 46 via the output buffer 45, and the induced voltages of the second coils 138 to 13h are sequentially input to the amplifier 47.

前記各誘導電圧は増幅器47で増幅され、さらに検波器
48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49に送られ、差分検出信号S5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49には演算制御回路44より後述するように2つの
サンプリングパルス33.34が出力バッフ745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50にてディジタル値に変換
され入力バッファ43を介して演算処理回路44に送出
されるが、演算処理回路44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 of the induced voltages is amplified by an amplifier 47, further rectified by a detector 48, and converted into a DC voltage detection signal S2,
It is further sent to the difference detection circuit 49 and converted into a difference detection signal S5 (however, this difference detection signal S5 is level-shifted so that it becomes a unipolar, here positive voltage signal due to the necessity of converting it to a digital value. ). Note that two sampling pulses 33 and 34 are inputted to the difference detection circuit 49 from the arithmetic control circuit 44 via an output buffer 745, as will be described later. The difference detection signal S5 is converted into a digital value by an analog-to-digital (A/D) converter 50 and sent to an arithmetic processing circuit 44 via an input buffer 43, but the arithmetic processing circuit 44 synchronizes with the switching signal. and read the digital value.

さらに演算処理回路44は前記各差分電圧値(ディジタ
ル値)をメモリ51に一時記憶し、これらの中より前記
基準レベル■、より小さい電圧値のうちで一番大きいも
のと、■、より大きい電正値のうちで一番小さいもの、
即ちその前後の電圧値■ 及び■、を検出する。次に演
算処理回に 路44は該電圧値■に、vk+1とそのX座標値X  
、 XI、+1をメモリ51より取出し、これらをそれ
ぞれ前記(15)式における電圧V3.V4 。
Furthermore, the arithmetic processing circuit 44 temporarily stores each of the differential voltage values (digital values) in the memory 51, and selects the reference level (1), the largest one among the smaller voltage values, and (2) the larger voltage value. The smallest positive value,
That is, the voltage values (2) and (2) before and after that are detected. Next, in the arithmetic processing circuit, a path 44 inputs vk+1 and its X coordinate value
, V4.

x 、×4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。
Assuming x and ×4, the calculation process of equation (15) is performed to obtain the coordinate value X, and the calculation process of equation (7) is further performed to obtain the coordinate value X. 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座標値X 
(または座標値X、と高さh)は、−旦、メモリ51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41、受信機42、入力バッファ43を介して演算
処理回路44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座標値が入力値として、出力バッファ5
2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53を介してアナログ信号に変換され処理される
The X coordinate value of the digital value obtained in this way
(or the coordinate value and its value is updated. Next, an infrared signal indicating a position input code is transmitted from the input pen 20, and when recognized by the arithmetic processing circuit 44 via the light receiving diode 41, receiver 42, and input buffer 43, the digital value at that point is The output buffer 5 receives the X coordinate value as the input value.
2 to a digital display (not shown) for display, or to a computer (not shown) for processing, or a digital-to-analog (D/A)
It is converted into an analog signal via a converter 53 and processed.

第16図は差分検出回路49の具体的回路番示すもので
ある。前記検波信号S2は入力端子49aよりマルチプ
レクサ49b、490に送出される。該マルチプレクサ
49bには基準レベルサンプリングパルスS3が演算処
理回路44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$2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496に保持
される。また同様に、マルチプレクサ49cには差分レ
ベルサンプリングパルスS4が演算処理回路44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49eに保持される。サンプル
ホールド回路49d、498に保持された電圧は差動増
幅器49f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49gより送出される。
FIG. 16 shows the specific circuit number of the difference detection circuit 49. The detected signal S2 is sent to multiplexers 49b and 490 from the input terminal 49a. A reference level sampling pulse S3 is supplied to the multiplexer 49b from the arithmetic processing circuit 44, and during the high level period of the pulse, the voltage of the detection signal $2 is held in a sample hold circuit 496 consisting of a capacitor C1 and an operational amplifier OP1. . Similarly, the differential level sampling pulse S4 is supplied to the multiplexer 49c from the arithmetic processing circuit 44, and during the high level period of this pulse, the detected signal S4 is supplied to the multiplexer 49c.
2 voltage is held in a sample hold circuit 49e consisting of a capacitor C2 and an operational amplifier OP2. The voltages held in the sample and hold circuits 49d and 498 are input to the differential amplifier 49f, and a difference detection signal S5 corresponding to the difference is sent out from the output terminal 49g.

前述した実施例において、測定開始、位置入力等を示す
信号を入力ペン20から位置検出回路40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40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44に!!!
識させるためのものであるから特に入力ペン20より送
ることを要するものではなく、位置検出回路40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 measurement start, position input, etc. were transmitted from the input pen 20 to the position detection circuit 40 using infrared signals, but ultrasonic signals may also be used. In addition, these signals simply inform the arithmetic processing circuit 44 of the timing of starting the operation of the position detection circuit 40 and inputting coordinate values! ! !
Since the information is for the purpose of making the user aware of the information, it is not particularly necessary to send it from the input pen 20, but it may be sent from a keyboard or other switch circuit provided in the position detection circuit 40 itself.

また、入力ペン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
ペン20の一端が位置検出部10の入力面100に押付
けられ、高さhが所定の値、例えば前述した0、 5a
a+以下になった時、これを演算処理回路44で検出し
、位置入力の信号として認識する。
Furthermore, the height of the input pen 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 pen 20 is pressed against the input surface 100 of the position detection section 10, and the height h is set to a predetermined value, for example, 0 or 5a as described above.
When the value falls below a+, this is detected by the arithmetic processing circuit 44 and recognized as a position input signal.

第17図はこの時使用する入力ペン60を示すもので、
合成樹脂等からなるペン軸状の容器61の一端62に、
先細状の棒磁石63がN極を先端方向に向けて収容され
、ざらに棒磁石63の先端にプラスチック等のカバー6
4を取付けてなっている。従って、入力ペン60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
つ該入力ペン60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。
FIG. 17 shows the input pen 60 used at this time.
At one end 62 of a pen shaft-shaped container 61 made of synthetic resin or the like,
A tapered bar magnet 63 is housed with the N pole facing toward the tip, and a cover 6 made of plastic or the like is roughly placed at the tip of the bar magnet 63.
4 is installed. Therefore, it is not necessary to provide the input pen 60 itself with an electric circuit or a battery as described above, and it is possible to input a position in connection with the operation of the input pen 60, 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2〜6jII+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。
In addition, the number of magnetic bodies and coils in the examples is an example,
Needless to say, it is not limited to this. Furthermore, it has been confirmed through experiments that position detection can be performed with relatively high accuracy if the spacing between the magnetic bodies is approximately 2 to 6jII+.

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。
Further, the position specifying magnetic generator is not limited to a permanent magnet, but may be an electromagnet.

第18図は第2のコイル13a〜13hのそれぞれに交
番電流を次々に切替えて加えた時に第1のコイル12に
誘起する誘導電圧を次々に取出す場合の位置検出回路の
構成を示す。同図において、54はマルチプレクサ、5
5はドライバであり、該マルチプレクサ54は前記切換
信号S1により切換え制御され、駆動電流源30−の交
番電流をドライバ55を介して位置検出部10の第2の
コイル138〜13hに加える如くなっている。
FIG. 18 shows the configuration of a position detection circuit for successively extracting the induced voltages induced in the first coil 12 when alternating currents are switched and applied to each of the second coils 13a to 13h one after another. In the figure, 54 is a multiplexer;
5 is a driver, and the multiplexer 54 is switched and controlled by the switching signal S1, and applies the alternating current of the drive current source 30- to the second coils 138 to 13h of the position detection unit 10 via the driver 55. There is.

また、第1のコイル12は増幅器47に接続され、誘起
する電圧を送出する如くなっている。駆動電流源30′
は前記駆動電流源30よりパワードライバ33を除いた
ものである。なお、その他の構成・作用は第14図に示
す位置検出回路と同様である。
Further, the first coil 12 is connected to an amplifier 47 so as to send out an induced voltage. Drive current source 30'
is the drive current source 30 minus the power driver 33. Note that the other configurations and operations are similar to the position detection circuit shown in FIG. 14.

第19図は本発明の他の実施例を示すものである。同図
において、70及び80はX方向及びY方向の位置検出
部で、それぞれ前記位置検出部10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。)、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。また、
90は位置検出回路で、X方向及びY方向用の2つのマ
ルチプレクサを有し、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
40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2方尚の位
置(座標)検出が容易に出来る。この場合、2方向の位
置検出はX方向の位置検出部70、またはY方向の位置
検出部80のいずれの信号から求めても良い。なお、入
力ペン、駆動m*源の構成は前記実施例と同じで良い。
FIG. 19 shows another embodiment of the present invention. In the figure, reference numerals 70 and 80 indicate position detection units in the X direction and Y direction, each having the same configuration as the position detection unit 10 (however, the details are omitted for simplicity in the drawing). , the respective magnetic bodies are superimposed on each other so as to be orthogonal to the X direction and the Y direction, respectively. Also,
Reference numeral 90 designates a position detection circuit which is similar to the position detection circuit 40 except that it has two multiplexers for the X and Y directions, and performs position detection in the X and Y directions alternately. . Therefore, according to this embodiment, the position (coordinates) can be easily detected in two directions, the X direction and the Y direction, and in two more directions if necessary. In this case, position detection in two directions may be obtained from signals from either the X-direction position detection section 70 or the Y-direction position detection section 80. Note that the configuration of the input pen and the driving m* source 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、第1及び
第2のコイルは磁性体周囲の全域に亘つて巻回されてい
るので、その磁束変化が磁性体内で行なわれ、その結合
が密で検出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り、また、SN比が良くなり、外
部からの誘導を受けにく(且つ外部への誘導ノイズの発
生が少なくなる。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やりとりする必要が
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量は、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。
(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 first and second coils are wound over the entire area around the magnetic body, the magnetic flux changes occur within the magnetic body, and the coupling is tight, making it possible to increase the detected voltage. The output change of the voltage can also be increased, and therefore the position detection range can be widened, and the signal-to-noise ratio is improved, making it less susceptible to external induction (and generating less external induction noise). In addition, since there is no need to exchange signals between the magnetic generator for position specification and other devices for position detection, it can be cordless, and furthermore, the magnetic bias required for position specification can be made cordless. Since the amount of magnetic flux is only a few oersteds (Oe), it is possible to specify the position even if the position specifying magnetic generator is separated from the position detecting section by some distance, and it is also possible to specify the position from the back side of the position detecting section. , metals other than ferromagnetic materials can also be placed on the input surface.

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。
In addition, if the position detection section is provided in the X direction and the Y direction, position detection can be performed in two directions, the X direction and the Y direction, or in addition to the above, in the three directions of the Z) direction. There are advantages.

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

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
は第2のコイルに発生する誘導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図は駆動電流源の具
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図は位置検出回路の
他の例を示す回路ブロック図、第19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・・
・駆動電流源、40・・・位置検出回路、11a〜11
h・・・磁性体、12・・・第1のコイル、13a〜1
3h・・・第2のコイル、70・・・X方向位置検出部
、80・・・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1図 第 2 図− 0,51,01,52,0 謀気にイ了ス(Oe) 第3図 gす41I川            タ顧宅@− ダ 剣七−日 第8図 2方向の高ご h f 第14図 第16図 −V         4PV S44も。 第17図 第18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 the magnetic flux applied to the magnetic body. Figure 4 is a diagram similar to Figure 3 seen from above the magnetic generator for position designation. Figure 5 is the induced voltage value generated in the second coil. A graph showing an example, Fig. 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 difference voltage value and the height of the magnetic generator for position specification. A graph showing an example of the relationship, FIG. 9 is a partially cutaway plan view showing a specific configuration of the position detection unit 10, FIG. A sectional view showing the specific configuration of the input pen,
FIG. 12 is an electric circuit diagram thereof, FIG. 13 is a circuit diagram showing the specific configuration of the drive current source, FIG. 14 is a circuit block diagram showing the specific configuration of the position detection circuit, and FIG. Figure 16 is a circuit diagram showing the specific configuration of the difference detection circuit, Figure 17 is a sectional view showing another embodiment of the input pen, and Figure 18 is the position detection circuit. FIG. 19 is an explanatory diagram showing another embodiment of the present invention. 10... Position detection unit, 20... Input pen, 30...
- Drive current source, 40...position detection circuit, 11a-11
h...Magnetic material, 12...First coil, 13a-1
3h...Second coil, 70...X-direction position detection section, 80...Y-direction position detection section. Patent Applicant Wacom Co., Ltd. Patent Attorney Furu 1) Takashi Seiji Figure 1 Figure 2 - 0,51,01,52,0 Oe Figure 3 @- Daken 7-day Figure 8 2 directions h f Figure 14 Figure 16-V 4PV S44 too. Figure 17 Figure 18

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且つ一連に接続された第
1のコイルと、前記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且つ各々が独立した第2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、前記第1のコイル又は第2
のコイルに所定周期の交番電流を供給する駆動電流源と
、前記第1のコイルに前記所定周期の交番電流を常時加
えた時に第2のコイルのそれぞれに誘起する誘導電圧を
取出し、または第2のコイルのそれぞれに前記所定周期
の交番電流を次々に切替えて加えた時に第1のコイルに
誘起する誘導電圧を次々に取出し、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
位置検出装置。
(1) A plurality of elongated magnetic bodies arranged substantially parallel to each other at predetermined intervals, and a first coil wound around each of the plurality of magnetic bodies over a wide range and connected in series. a position detection unit including a second coil wound over a wide range around each of the plurality of magnetic bodies and each independent of the second coil; and a position designation magnetic generator that generates a steady magnetic field. and the first coil or the second coil.
a drive current source that supplies an alternating current with a predetermined period to the first coil; and a drive current source that extracts an induced voltage induced in each of the second coils when the alternating current with the predetermined period is constantly applied to the first coil; When the alternating current of the predetermined period is switched and applied to each of the coils one after another, the induced voltages induced in the first coil are taken out one after another, and the difference between them is taken, and the difference voltage becomes equal to a predetermined reference voltage. The position is calculated, and from this the specified position on the position detection section by the position specification magnetic generator is calculated, and the slope of the differential voltage is calculated, and from this the specified position on the position detection section of the position specification magnetic generator is determined. A position detection device consisting of a position detection circuit for determining height.
(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且つ一
連に接続されたX方向のコイルと、前記複数の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
れ且つ各々が独立したX方向の第2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、前記
X方向及びY方向の第1のコイルまたはX方向及びY方
向の第2のコイルに所定周期の交番電流を供給する変換
回路と、前記X方向及びY方向の第1のコイルに前記所
定周期の交番電流を常時加えた時にX方向及びY方向の
第2のコイルのそれぞれに誘起する誘導電圧を取出し、
またはX方向及びY方向の第2のコイルのそれぞれに前
記所定周期の交番電流を次々に切替えて加えた時にX方
向及びY方向の第1のコイルに誘起する誘導電圧を次々
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 each of the plurality of X-direction magnetic bodies is wound over a wide range and connected in series. an X-direction position detection unit comprising: a X-direction coil, and a second X-direction coil that is wound over a wide range for each of the plurality of X-direction magnetic bodies and is independent of the X-direction second coil; , a Y-direction position detecting section having the same configuration as the X-direction position detecting section and superimposed thereon;
a position specifying magnetic generator that generates a steady magnetic field; a conversion circuit that supplies an alternating current with a predetermined period to the first coil in the X direction and the Y direction or the second coil in the X direction and the Y direction; When the alternating current of the predetermined period is constantly applied to the first coils in the X direction and the Y direction, extracting the induced voltage induced in each of the second coils in the X direction and the Y direction,
Alternatively, when the alternating current of the predetermined period is switched and applied to each of the second coils in the X direction and the Y direction, the induced voltages induced in the first coils in the X direction and Y direction are taken out one after another, and these The difference is taken, the position where the differential voltage is equal to a predetermined reference voltage is calculated, and from this the designated position on the position detection section in the X direction and Y direction by the position designating magnetic generator is determined, and Alternatively, a position detecting device comprising a position detecting circuit that calculates a slope of a differential voltage in the Y direction and determines the height of the position specifying magnetic generator with respect to the position detecting section in the X direction or the Y direction from this.
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