[发明专利]位置测定装置

说明书

本发明涉及一种用于测定无线位置指示器所指定的一位置测定区的位置的位置测定装置，尤其涉及一种包括一装有调谐电路的位置指示器和一装有电波传送用环路线圈的位置测定区的位置测定装置，藉此，利用位置指示器电波的反射，能测定位置测定区的一个指定位置。

人们已广泛应用下述设备作为图象/守符输入装置，它系由二部分组成：一个位置测定区，它装有在X方向和Y方向以预定间隔排列的大量信号线;及一个用于指示位置测定区内一适当测量位置的位置指示器，其中由位置指示器指定的位置是通过依次驱动X方向和Y方向的信号线，以获得其X-Y坐标来识别的。此种设备通称为“图形输入装置”或“数字转换器”。

1983年5月10日公开的未审查日本专利58-176933号揭示了一种图形信息输入装置，即属上述那种设备之一。该图形信息输入设备具有一位置测定区，其中多根驱动线在X方向间隔排列，多根测定线在Y方向垂直于驱动线间隔排列;及一个带有铁氧体之类磁性材料的位置指示器。在揭示出的设备中，驱动线相继供有电流，而测定线被依次选取，因而位置指示器指出的位置就由感应最高电压的测定线的位置识别。

揭示的设备有一优点，即位置指示器易于操纵，因为该位置指示器可作为仅有磁信号传送功能的无线装置提供。可测定的位置测定区的位置为一由驱动线和测定线围绕的矩形位置。因此，坐标位置的分辨率由线路的间距决定。通过减小线路间距可获得较高的分辨率，但这种减小的间距必将降低测定信号的信噪比S/N，以及测定性能的稳定性，因而分辨率的提高本身也有限。另外，颇难测定正好位于驱动线和测定线的各交叉点之上的位置。再者，该揭示设备还有一个问题，即如果位置指示器不能置于紧邻各根驱动线之处，位置便难以测定。

因而，本专利申请的受让人早已提出一种位置测定装置，它揭示于1988年3月16日提交的公开号为0，259，894的欧洲专利申请（该申请对应于1987年9月14日提出的申请号为95，702的美国专利申请）中。提出的装置有一个位置测定区，其中，在X方向和Y方向按预定间隔设置多个矩形图形的环路线圈，并使一个具有包括一线圈和一电容的调谐电路的位置指示器与环路线圈产生的电波发生共振。提出的装置还有一个用于逐个相继选择环路线圈的选择电路，一个用于产生预定频率交流信号以供给环路线圈的输送线路，一个用于从环路线圈感应的各种电压中测出与输送电路的交流信号频率大致相同的感应电压的接收电路，一个将所选环路线圈连到输送线路和接收线路的转接电路，和一个用于在环路线圈感应电压的电平基础上确定位置指示器所指位置的控制装置。

在提出的位置测定装置中，由选择电路从多个环路线圈中选出一个环路线圈，并通过转接电路将输送电连到选中的环路线圈，使一股交流电流被供给环路线圈，藉此，该环路线圈产生电波。这样产生的电波激励指出位置测定区上一个位置的位置指示器中的线圈，从而在该线圈中感应出一个与交流电流同步的电压。如果转接电路从输送电路侧转到接收电路侧，选中的环路线圈发出的电波就会停止。此后，接收电路连到由转接电路选中的环路线圈，同时，停止供给交流电流，使得电波消失。同时，对应于感应电压的一股电流在位置指示器的调谐电路中流动，使调谐电路中的线圈产生一电波。该电波反过来激励所选择并连到接收电路的环路线圈，因而在该环路线圈中感应出一个电压。前述电波输送和接收间的转换在所有环路线圈上依次进行。由于这种电波输送与接收之间的转换依赖于每个环路线圈与位置指示器中线圈之间的共振，环路线圈中感应电压的电平与环路线圈和位置指示器的线圈之间的距离有这样一种依赖关系，即最靠近位置指示器所指示的当前位置的环路线圈中，感应电压的电平最高，随着环路线圈的与位置指示器的线圈之间距离的增大，感应电压的电平逐渐减小。这些环路线圈中感应电压的电平由控制装置进行处理，位置指示器所指示位置的坐标能用在环路线圈中显示最高感应电压电平的环路线圈位置识别。由于位置指示器所指位置由这样测出的感应电压确定，可以通过提高控制装置对众多环路线圈中感应电压电平的数学运算的精确性来增大位置测定的精确性。这样，就能提供一种高分辨率位置测定装置。

本发明的一个目的在于提供一种包括一无线位置指示器的位置测定装置，该指示器和该装置的任何固定部分都不连接，这样，除获得位置测定高精确度外还便于操作，同时，亦能测定一矩形坐标系统中所指位置的二维坐标值。

本发明的另一目的在于提供一种包括一带有多个环路线圈的位置测定区的位置测定装置，各环路线圈分别由多个线圈构成，并以预定间隔排列，从而获得高分辨率。