JPS62160525A - 座標位置決定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は平面上の座標位置を決定する装置に関するも
のである。

〔従来の技術〕

この分野の先行技術として特公昭４９−４４５４０号に
自動座標位置決め装置として開示された発明（以下従来
技術という）がある。第５図は従来技術の構成を示すブ
ロック図で、図において１１）は正弦波電圧発生回路で
、たとえば周波数３　ｋＨｚの正弦波を発生する。（２
１はカーソルコイルで正弦波電圧発生回路（１）からの
電流により、たとえばカーソルコイル（２）の中心軸を
中心とする３　ｋｆ（ｚの交番磁界を発生する。（３）
は基準位相信号線で、正弦波発生回路（１１で発生する
３　ｋＨｚ正弦波電圧の基準位相を示す電圧を伝送する
。＋４１　、　＋５１はそれぞれ増幅器、（６１は９０
°移相器、（７）はアナログ加算器、（８）は位相測定
回路、（９）はｙ軸信号処理・位相測定回路で、回路（
９）には＋４１　、　＋５１　、　＋６１　、　＋７１
　、　＋８１と同一構成の回路を１組含んでいる。（１
１）は格子装置であって、カーソルコイル（２）によっ
て発生される交番磁界の電磁誘導によって電圧が誘起さ
れる導体が格子状に形成された平面を有する絶縁性基板
を４枚槓層して形成される。これら絶縁性基板の厚さは
極めて薄いものであるが、第５図では説明の便宜のため
に、格子装置（１１）を構成する絶縁性基板の厚さを拡
大して表示しである。第５図以外の各図においても絶縁
性基板の厚さは拡大して表示する。

第６図は第５図の格子装置（１１）中の２枚の絶縁性基
板上の導体の格子形状を示す平面図で、実線で示す（ｌ
ｌａ）の蛇行形状（ｃｏｎｖｏｌｕｔｅ）の導体格子は
第１の絶縁性基板に形成されており、点線で示す（ｌｌ
ｂ）の蛇行形状の導体格子は第２の絶縁性基板に形成さ
れている。（２１は第５図の（２）と同じく円形のカー
ソルコイルである。第６図に示す導体格子の長い方の方
向ｔｙ軸としこれに直角な方向をＸ軸とする。第６図に
示す例では、導体格子（ｌｌａ）はｙ軸方向に平行でＸ
軸方向にＤ／２の間隔を置いて配列された平行導体と、
隣接した平行導体の端を交互にその両端で接続して一つ
の導体格子罠属するすべての導体を直列に接続するため
のエンドターンとから構成され、そのピッチはＤでおる
。

導体格子（１ｌｂ）も導体格子（ｌ１ｍ）と同様に構成
されているが、導体格子（ｌｌａ）に対して＋ｘ　の方
向Ｋ　Ｄ／４だけずらして各導体が配列されている。

カーソルコイル（２）に周波数ｆの交流電流を流すとき
導体格子（ｌ１ｍ）に誘起する電圧を考えてみる。

カーソルコイル（２）の中心点が導体格子（１１ａ）の
ｙ軸に平行な導体の直上にあるときは、コイル（２）の
右半分からその導体に誘起する′電圧とコイル（２）の
左半分からその導体に誘起する電圧との大きさが同じで
その方向が互に反対方向になるため゛打消し合って零と
なる。導体格子（ｌｌａ）の互に隣接する２つの導体の
中央にカーソルコイル（２）の中心点が置かれたとき、
コイル（２）の右半分から右側の導体に誘起する電圧と
コイル唸】の左半分から左側の導体に誘起する電圧は互
に逆方向の電圧となるが、この両電圧が互に加算される
ようにエンドターンを介して接続されているので、導体
格子（ｌｌａ）の誘起電圧は最大となる。

したがって、第６図に示すように、導体格子（ｌ１ｍ）
の一つの導体位置をｘ　＝　０とすれば、導体格子（ｌ
ｌａ）に誘起される合成電圧ｖＡはＶ、　＝　ｖＭｓｉ
ａ　２π丁５１ｆ１２πｆ　ｔ　・−・−・−・−ｆｉ
＋となる。同様にして、導体格子（ｌｌｂ）に誘起され
る合成電圧ＶＢは ＝　−ＶＭ　ＣＯ３２π−Ｔ５−５ｉ１１２πｆｔ　・
−・−・−・−・１２１となる。但しＶＭは誘起電圧の
振幅最大値全表す。

（圧ｖＢｔ　９０°移相しり電圧ＶＢｑｄＶＢＱ　＝Ｖ
Ｍ　ＣＯ５２π−５−ｃｏｓ　２πｆｔ・・・・・・・
・・・・・・・・（３）トｆｘ　り　ＶＲ＝　ＶＡ、＋
　Ｖ、、＝　ＶＭｃｏｓ（２ｆｆｆを”Ｈド）　・・［
４１となる。

すなわち、第５図における増幅器ｆ、ｉｌ　、　１５１
の出力は式Ｉｌｌ　、　＋２１で表わされ、９０°移相
器（６）の出力は式（３）で、アナログ加算器（７）の
出力は式（４）で表わすことができる。基準位相信号線
（３）上の電圧ｋ　ＶＲＣＯ３２πｆ１とすれば、位相
測定回路（８）で位相差２π、−１測定し、Ｄは既知で
あるからＸを算出することができる。

ｙ軸信号処理・位相測定回路（９）においても、同様に
して、カーソルコイル（３）の中心点のｙ方向の座標位
置を算出することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来技術による装置は以上のように構成されているので
、いわゆるエッヂ効果を消去することが困難であった。

すなわち、カーソルコイル（２）の位置がエンドターン
に近ずくと、エンドターンに誘起される電圧が大きくな
り、式（１１、＋２７で表わされる電圧に誤差電圧とし
て加えられ、式（４１の位相差に誤差が発生する。従来
技術による装置ではエッチ効果を消去するための補償用
の導体が設けられているが、この補償用の導体を設ける
ことは絶縁性基板上の導体格子の形状全複雑にし、しか
もエッヂ効果を充分に消去できるものでないという点に
問題点かあ、　った。

この発明は以上のような問題点を解決するためになされ
たもので、エッヂ効果消去のための補償用の導体を必要
とせず、エッヂ効果の発生することがない座標位置決定
装置を得ることを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明ではエンドターンによりて平行導体の端をその
両端で交互に接続して一つの導体格子に属するすべての
導体が直列に接続されて蛇行形状の導体格子を構成する
ことを避け、各平行導体に誘起する電圧をそれぞれ別々
に取り出して演算増幅器で加算することにし、エンドタ
ーンを省略した。また、加算のための電圧を集めて演算
増幅器の入力点に接続するための集電導体に誘起される
・底圧が誤差として入力されることがないように、同一
の′電圧が誘起される集電導体のｄ、起逆圧が打消し合
うような接続とした。

〔作用〕

エンドターンが存在しないのでエッヂ効果が発生せず、
集電導体に誘起される電圧は互に消去される。

〔実施例〕

以下この発明の実施例を図面について説明する。

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図であって
、第５図と同一符号は同−又は相描部分全示し、（４１
）　、（５１）はそれぞれ演算増幅器、（１００）はこ
の発明の格子装置である。

格子装置（１００）では従来の格子装置（１１）におけ
る１枚の絶縁性基板を２枚の絶縁性基板に分けて構成し
、従って第５図の格子装置（１１）が４枚の絶縁性基板
の積層によって形成されるとすれば、この発明の格子装
置（１００）は８枚の絶縁性基板の積層によって形成さ
れる。

第２図は第１図の格子装置（１００）における絶縁性基
板の積層を示す分解斜視図、第３図及び第４図は第２図
の各ＩＩ！、縁性基仮性基板してその導体格子を示す平
面図である。第１図、第２図、第３図、第４図を通じ（
１０）、（２０）、（３０）、（４０）、（５０）、（
６０）、（７０）。

（８０）は各絶縁性基板、（１１６）、（２１６）、（
３１６）、（４１６）。

（５１６）、（６１６）、（７１６）、（８１６）、（
１１７）、（２１７）、（３１７）。

（４１７）、（５１７）、（６１７）、（７１７，）、
（８１７）はそれぞれ接続端子、（１０１）、（１０２
）、（１０３）、（１０４）、（１０５）、（２０１）
。

（２０２）、・・・（３０１）、（３０２）、・・・（
４０１）、（４０２）、・・・（５０１）。

（５０２）、−（６０１）、（６０２）、−（７０１）
、（７０２）、−（８０１）。

（８０２）、−・・はそれぞれ導体、（１０６）、（１
０７）、（２０６）。

（２０７）、　（３０６）、　（３０７）、　（４０６
）　、　（４０７）　、　（５０６）　、　（５０７）
。

（６０６）、（６０７）、（７０６ン、　＜７０７）　
、　（８０６）　、　（８０７）　ｒｉそれぞれ集電導
体、（１０８）、（１０９）、（１１０）、（１１１）
、（１１２）　。

（２０８）　、・・・、　（３０８）　、・・・、　（
４０８）　、・・・、　（５０８）　。

・・・、　　（６０８）　　、・・・、　　（７０８）
　　、・・・、　　（８０８）　　、・・・　はそれぞ
れの導体に直列に挿入され、その導体に誘起した電圧を
演算増幅器で加算するための入力世抗である。従ってこ
れらの抵抗はすべて等しい値の砥抗値金持っていること
が必要である。

絶縁性基板の平面上に固定するＸ、ｙ直角座標４Ｍ＋は
第３図、第４図に図示するように定める。ところで第３
図と第４図とではＸ軸とｙ軸とを交換すれば互に同様に
なるので、以下第３図について説明し、第１図のｙ軸信
号処理・位相測定回路＋９１に入力される第４図の回路
については説明を省略する。

説明の便宜のため基板（１０）　、　（２０）　、　（
３０）　、　（４０）を第１゜第２．第３．第４の基板
と称し、これらの基板はそれぞれ、ｙ＝ｙｅ　の位置で
Ｘ軸に平行な集電導体（第１の導体という、たとえば導
体（１０６）　）と、ｙ”’ｙ、　　の位置でＸ軸に平
行な集電導体（第２の導体という、たとえば導体（１０
７）　）と、ｙ軸に平行でＸ軸方向にピッチ間隔Ｄをも
って配列され、両端が第１の導体（１０６）と第２の導
体（１０７）に接続される複数本の平行導体（たとえば
（１０１）〜（１０５）　）からなる導体格子と、それ
ぞれの導体に挿入される抵抗（たとえば（１０８）〜（
１１２）　）とから構成されている。

また、第１の基板（ｌＯ）上の導体格子の位ｔｔ基準と
すると、第２、第３、第４の基板（２０）　、　（３０
）。

（４０）上の導体格子の位置は＋ｘ　方向へそれぞれＤ
／２　、　Ｄ／４　、３Ｄ／４　　だけずらされている
。

第１図に示すように、第１の基板（ｌＯ）の第１の導体
（１０６）と第２の基板（２０）の第２の導体（２０７
）の接続点（接続端子（１１６）と（２１７）の短絡点
）を演算増幅器（４）の反転入力端子に接続し、第１の
基板（１０）の第２の導体（１０７）と第２の基板（２
ｏ）の第１の導体（２０６）の接続点（接続端子（１１
７）と（２１６）の短絡点）を演算増幅器（４）の非反
転入力端子に接続すると、導体（１０１）、（１０２）
、（１０３）、（１０４）、（１０５）に誘起する電圧
の総和から導体（２０１）、（２０２）、・・−・・に
誘起する電圧の総和を減算した電圧が演算増幅器（４１
）の出力となる。すなわち、基板（１０）と基板（２０
）を１ねた導体格子からは第６図の導体格子（１ｌａ）
に相当する電圧を得ることができ、基板（１０）と基板
（２ｏ）とを重ねた場合はエンドターンを必要としない
ので、エツジ効果は発生しない。また、カーソルコイル
（２）によって導体＜１０６）、（２０６）に誘起され
る電圧は互に等しく、これが反対方向く加えられ、導体
（１０７）、（２０７）に誘起される電圧は互に等しく
、これが反対方向に加えられるので、集電導体による誤
差は発生しない。

同様にして、基板（３０）　、　（４０）上の導体格子
から演算増幅器（５１）によって式（２）に示す電圧を
得ることができる。

演算増幅器（４１）、（５１）以後の回路は第５図に同
一符号で示す回路と同様に動作するので、その説明を省
略する。史に基板（５０）、（６０）、（７０）、（８
０）上の導体格子から（４１）、（５１）、（６）、（
７）、（８）と同様な回路構成を有するｙ軸信号処理・
位相測定回路（９１により、カーソルコイル（２）のｙ
方向の位置を決定する動作は、基板（１０）〜（４０）
上の導体格子からカーソルコイル（２）のＸ方向の位ｍ
ｔ決定する動作と［１様であるのでその説明を省略する
。

ところで、多くの場合、この発明のＩ＆置は第２図に示
すように８枚の絶縁性基板を備えているが、直線上の位
置決定金目的として使用する場合は、たとえばＸ軸方向
の位置を決定するのに必要な部分だけを備えていれば足
り、従って、第１図において基板（５０）　、　（６０
）　、　（７０）　、　（８０）とｙ軸信号処理・位相
測定回路（９）が省略された構成もこの発明の装置とし
て含まれるものである。

なお、第３図、第４図において抵抗（１０８）、（１０
９）。

・・・を導体（１０１）、（１０２）、・・・と別に示
したが、導体（１０１）、（１０２）・・・を互に等し
い抵抗値を有する導体で構成すれば特に抵抗を挿入しな
くてもよい。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、簡単な回路によってエ
ッヂ効果が完全に消去できる座標位置決定装置ｆを得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第２図
は第１図の格子装置における絶縁性基板の積層を示す分
解斜視図、第３図及び第４図は第２図の各絶縁性基板を
展開してその導体格子を示す平面図、第５図は従来技術
の構成を示すブロック図、第６図は第５図の格子装置中
の２枚の絶線性基板上の導体格子の形状金示す平面図。 （１）・・・正弦波電圧発生回路、（２）・・・カーソ
ルコイル、（３）・・・基準位相信号線、（４１）　、
　（５１）・・・それぞれ演算増幅器、＋６１−９０”
　移相器、＋７１　・７Ｊｌ］　’１４−器、（１０）
。 （２ｏ）　、　（３０）　、　（４０）　・・・第１、
第２、第３、第４の絶縁性基板、（１０６）、（２０６
）、（３０６）、（４０６）・・・それぞれ第１の導体
、（１０７）、（２０７）、（３０７）、（４０７）・
・・それぞれ第２の導体、（１００）・・・格子装置。 各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 第１図 第３図 慨４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 電磁誘導によって電圧が誘起される導体が格子状に形成
   された平面を有する絶縁性基板を複数枚積層して形成し
   た格子装置と、この格子装置の平面上に載置されるカー
   ソルコイルとを備え、このカーソルコイルに交流電流を
   流し、上記格子装置の導体に誘起される電圧を処理して
   上記カーソルコイルの上記格子装置の平面上における座
   標位置を決定する座標位置決定装置において、 上記格子装置の平面に固定した直角座標の軸をｘ軸及び
   ｙ軸とするとき、 上記格子装置の複数枚の絶縁性基板のうちｘ軸方向の座
   標位置決定に関連する基板は第１、第２、第３、第４の
   ４枚の基板から構成され、これら４枚の基板はそれぞれ
   ｙ＝ｙ＿ｅの位置でｘ軸に平行な第１の導体と、ｙ＝ｙ
   ＿ｓの位置でｘ軸に平行な第２の導体と、ｙ軸に平行で
   ｘ軸方向にピッチ間隔Ｄをもって配列され、両端が上記
   第１の導体と第２の導体とにそれぞれ接続される複数本
   の平行導体からなる導体格子と、この導体格子の各導体
   に誘起される電圧を演算増幅器で加算するときの入力抵
   抗としてそれぞれの導体に挿入される抵抗とを備え、 上記第１の基板上の導体格子を基準とし、上記第２、第
   ３、第４の基板上の導体格子の位置を＋ｘ方向にそれぞ
   れＤ／２、Ｄ／４、３Ｄ／４ずつずらして配列し、 上記第１の基板の第１の導体と上記第２の基板の第２の
   導体とを接続する第１の接続点の電圧から、上記第１の
   基板の第２の導体と上記第２の基板の第１の導体とを接
   続する第２の接続点の電圧を第１の演算増幅器により減
   算し、 上記第３の基板の第１の導体と上記第４の基板の第２の
   導体とを接続する第３の接続点の電圧から、上記第３の
   基板の第２の導体と上記第４の基板の第１の導体とを接
   続する第４の接続点の電圧を第２の演算増幅器により減
   算し、 上記第１及び第２の演算増幅器の出力を上記交流電流の
   位相に関し相互間に９０度移相した上で加算した合成電
   圧の位相を計測して上記カーソルコイルの上記ｘ軸上の
   位置を算出することを特徴とする座標位置決定装置。