CN1121608A - 位置检测装置及其所用的位置指示器 - Google Patents

Abstract

一种位置检出装置及其所用的位置指出器，在具有由坐标检测用的第一线圈和电容器组成的共振电路的位置指出器中，设有并置在该第一线圈上的控制线圈，以使该控制线圈包围由第一线圈中流过的感应电流在第一线圈中产生的磁通一部分，通过控制控制线圈的开闭，使通过第一线圈的磁通变化，以检测旋转角、倾角。即使该位置指示器在其的有效区域的周边附近，也能进行正确地检测。且其共振回路能只用一个，可防位置指示器的直径过粗。

Description

位置检测装置及其所 用的位置指示器

本发明涉及一种利用电磁感应原理工作的位置检测装置及其所用的位置指示器，特别是涉及能够检测笔形位置指示器的倾斜角或者相对于感应板面垂直方向的旋转角的位置检测装置及其所用的位置指示器。

至今，虽然这种装置正在用于通过用笔形位置指示器输入文字、图画等方面，但是在这种情况下，不仅要求输入座标值，而且也要求把基于使用者手的握笔姿势，个人习惯等因素所决定的笔的旋转角和倾斜角作为数据输入进去。

为了满足这种要求，人们一直在对各种各样的位置检测装置及其所用的位置指示器进行改进。(如特开平5-210450，特公昭58-16506，特公昭61-1764，特开平3-67320)。

但是，这些已有装置有如下缺点：当笔尖位于感应板上的座标检测有效范围(能检测出座标的范围)的周边附近时，它就不能检测出笔的倾斜角和旋转角。

而且，在已有的装置中，由于检测位置指示器的倾斜角和旋转角所用的检测线圈是分别设置在位置指示器上的，从而存在使笔变粗的缺点。

本发明的目的是提供一种克服上述缺点的位置检测装置及其所用的位置指示器，该装置即使在其有效区域的周边附近时也能正确地检测出位置指示器的倾斜角和以相对于位置检测装置的感应板面垂直方向为轴的旋转角，同时，也不会使位置指示器变粗，由于使用一个位置指示器的共振回路，从而使制造时的调整变得容易、制造效率提高。

在本发明的位置指示器的座标指示单元中设有：两个磁芯(最好用铁氧体材料制作，但也不一定必须用磁芯)，还装有缠绕在这两个磁芯上的发射线圈，和只缠绕在两个磁芯之一上的控制线圈。发射线圈同交流信号发生装置相连接，通过发射电磁波，由感应板能检测出它的位置。控制线圈同控制单元相连接，通过控制由发射线圈中的交流电流所产生的交变磁场来控制在控制线圈中感应的电流。至少在两种状态；如流过感应电流的状态(短路)和不流过感应电流的状态(开路)下进行控制。这样，在控制线圈中不流过感应电流的情况下(开路)，由感应板侧检测出的座标值表示两个磁芯的中间位置的坐标。另外，在控制线圈中流过感应电流(短路)的情况下，磁通很难通过被控制线圈缠绕的那个磁芯，由于磁通向另一个磁芯集中，所以由感应板一侧检测出的座标值比两磁芯的中间位置的座标，更向没有控制线圈缠绕的那个磁芯侧偏移。因此，可以在检测出两个磁芯的中间位置的同时检测出位置指示器相对于磁芯轴方向的旋转角。

本发明的另一种位置指示器的座标指示单元中设置有三个磁芯(最好用铁氧体材料，但也不一定必须用磁芯)，还有捆扎缠在这三个磁芯的发射线圈和分别缠绕在各自磁芯上的三个控制线圈。发射线圈同交流信号发生装置相连接，通过发射电磁波，由感应板能检测出发射线圈的位置，各个控制线圈分别和控制单元相连，根据由在发射线圈中通过的交流电流产生的交流磁场控制控制线圈感应的电流，各个控制单元都按照至少能控制两种状态构成，即控制流过感应电流(短路)和不流过感应电流(开路)这两种状态。这样，当一个控制线圈都没有流过感应电流(开路)的情况下，由感应板检测出的座标值表示三个磁芯的中间位置的座标。另外，在无论哪一个控制线圈中有感应电流流过(短路)的情况下，磁通很难通过它的磁芯，由感应板检测出的座标值比三个磁芯的中间位置，向与流过控制线圈感应电流的那个磁芯侧相反方向偏移。根据这个座标值的移动方向，能检测出相对于磁芯的轴方向的旋转角。另外，通过分别控制三个控制线圈时的三点座标值，能计算出三个磁芯的中间位置的坐标值和相对于位置指示器的磁芯轴方向的旋转角。另外，通过使三个控制线圈中的只有一个开路而使另外两个同时短路，能求出与各个磁芯的位置相应的三点座标，以便能检测出相对于位置指示器磁芯的轴方向的旋转角。

在本发明的另一位置指示器的座标指示单元中设有两个磁芯(最好用铁氧体材料，但不一定必须用磁芯)，缠绕着这两个磁芯的线圈同电容相连接而构成共振电路，通过与感应板间的电磁波的发射和接收能够检测出上述两个线圈的位置。另外，也可以采用下述结构在两磁芯中的一个上绕有控制线圈，使通过共振回路接收来自感应板的电磁波产生的磁通的一部分通过这个控制线圈。

这样，在控制线圈中没有感应电流流过(开路)的情况下，由于通过两个磁芯的磁通均均分布，因此感应板所检测出的座标值表示两个磁芯的中间位置。在控制线圈中流过感应电流(短路)的情况下，磁通很难通过缠绕有控制线圈的那个磁芯，由于磁通向另一个磁芯集中，所以感应板检测出的座标值不是在二个磁芯的中间位置座标，而偏向没有环绕线圈的那个磁芯一侧。因此，可以在检测两个磁芯的中间位置的坐标值的同时检测出相对于位置指示器的磁芯轴方向的旋转角。当然，必需使共振电路的共振频率同感应板侧发射的电磁波的频率相等，为了在控制位于共振回路中的控制线圈时，使构成共振回路的线圈的电感随着发生变化，而设置通过相应的控制使共振频率重合在一个定值上的共振频率控制单元。

本发明的另一构成是：在位置指示器的座标指示单元中设有三个磁芯(最好使用铁氧体材料，但也不一定必须用磁芯)，缠绕在这三个磁芯上的线圈同电容相连接构成共振回路，通过同感应板之间的电磁波发射和接收可以检测出该线圈的位置。另外，还可以采用下述结构：在三根磁芯上分别缠绕控制线圈，使通过共振回路接收来自感应板的电磁波所产生磁通的一部分通过这些控制线圈。

这样，在每一个控制线圈中都没有感应电流流过的情况下(开路)，由于通过磁芯中的磁通分布是均匀的，所以被感应板检测出的座标值表示的是三个磁芯的中间位置。在任何一个控制线圈中有感应电流流过(短路)的情况下，由于磁通难于通过缠绕有控制线圈的磁芯，所以感应板检测出的座标值不是三个磁芯的中间位置的坐标，而向同绕有流过感应电流的那个线圈的磁芯相反的方向偏移。根据这个坐标值的移动方向，可以检测出相对于位置指示器的磁芯的轴方向的旋转角。另外，根据分别控制三个控制线圈时得到的三点坐标值，可以计算出三个磁芯的中间位置的坐标值和相对于位置指示器磁芯轴方向的旋转角。另外，如果只使三个控制线圈中的一个开路，而使其他两个同时短路，则还可以求出相应于各个磁芯的三点座标，并检测出相对于位置指示器的磁芯的轴方向的旋转角。

这时，必需使共振回路的共振频率同感应板发射的电磁波的频率相等。为了在控制位于共振回路中的控制线圈时，使构成共振回路的线圈的电感也随着发生变化，所以设置共振频率控制装置使和控制相对应的共振频率和一定值相符合。而设置通过相应的控制使共振频率重合在一个定值上的共振频率控制单元。

因此，本发明的装置通过使线圈之间不发生互相干扰而可以检测出邻近点的座标位置。

另外，即使在位置检出装置的有效区域的周边附近也能正确检测出位置指出器的倾斜角和以与感应板面相垂直方向为轴的旋转角，不会使位置指示器变粗，由于还可以只用一个位置指示器的共振回路使得制造时的调整容易，而提高了制造效率。

另外，由于是把相对于位置指示器的控制信息作为二进制码传送的，所以可以使位置指示器的电路结构简化。

图1是表示做为本发明第一至第三实施例的位置检测装置的感应板1的重要部分电路的构成图；

图2是表示本发明第一实施例的位置指示器的重要部分电路构成图；

图3是表示位置指示器的共振部分的说明图；

图4是位置指示器的具体的电路构成图；

图5是表示存储在CPU中的操作控制程序的流程图；

图6是表示在图1和图2中用X记号标示点处的输出波形图；

图7是表示在图1及图2中用X记号标示点处的输出波形图；

图8是表示在图1和图2中用X记号标示点处的输出波形图；

图9是表示在图1和图2中用X记号标示的点处输出波形图；

图10是表示图6和图7结合关系图；

图11是表示图8和图9结合关系图；

图12是坐标修正原理的说明图；

图13是旋转角说明图；

图14是本发明第二实施例的位置指示器的重要部分电路构成图；

图15是表示在图1和图14中用X记号标示点处的输出波形图；

图16是表示在图1和图14中用X记号标示点处的输出波形图；

图17是表示在图1和图14中用X记号标示点处的输出波形图；

图18是表示在图1和图14中用X记号标示点处的输出波形图；

图19是表示图15和图16的结合关系图；

图20是表示图17和图18的结合关系图；

图21表示本发明第三实施例的位置指示器的重要部分电路构成图；

图22是表示位置指示器的共振电路部分的说明图；

图23是表示在CPU10中存储的操作控制程序的流程图；

图24是表示在CPU中存储的操作控制程序的流程图；

图25是表示图1和图21中用X记号标示点的输出波形图；

图26是表示图1和图21中用X记号标示点处的输出波形图；

图27是表示图1和图21中用X记号标示的点处输出波形图；

图28是表示图1和图21中用X记号标示的点处的输出波形图；

图29是表示图1和图21中用X记号标示的点处的输出波形图；

图30是表示图1和图21中用X记号所标示的点处的输出波形图；

图31是表示图25和图26的连接关系图；

图32是表示图27～图30的连接关系图；

图33是倾斜角的说明图。

图中：

1、感应板

2、选择电路

3、发射接收转换电路

10、CPU

15、56和60位置指示器

16、17、62、63和64磁芯

18、65、66和67控制线圈

19和68发射线圈

21和70共振电路

22和71补偿用电容器

27、28、58、78、79和80积分电路

29、30、82、83和84比较器

下面结合图来说明本发明的第一实施例。

该第一实施例是能检测出位置指出器的旋转角的实施例。

图1是作为本发明的第一实施例的位置检测装置的感应板1的主要部分的电路构成图。在图1中，在X轴上配置有40个环形线圈X1～X40，在Y轴上配置有40个环形线圈Y1～Y40，它们沿检测方向互相平行按如图所示那样排列配置。这些环形线圈同选择各个环形线圈的选择电路2相连接。这个选择电路2连接在发射接收转换电路3上，这个发射接收转换电路3的接收侧连接放大器5，这个放大器5连接着检波电路6。这个检波电路6和低通滤波器7相连接，这个低通滤波器7和采样保持电路8相连接，这个采样保持电路8和A/D电路(模拟·数字变换电路)9相连接，这个A/D电路9和CPU(中央处理器)10相连接。从这个CPU10发出的信号分别同所述选择电路2、采样保持电路8、A/D电路9和发射接收转换电路3相连接。另外，图中的11表示产生同位置指示器的共振电路的共振频率相等的正弦交流信号的发生器，12表示把该交流信号变换成电流的电流的驱动器。

图2是本发明第一实施例的位置指示器的主要部分电路的构成图。

图3是该位置指示器的共振部分的说明图。

在位置指示器(本实施例中，表示的是笔形位置指示器)15的笔尖附近并排设置两个磁芯(最好是铁磁体材料。但也不一定必须用磁芯)16和17，并且使这两个磁芯的中间点和笔尖的位置相一致，线圈(以下称为控制绕圈)18只缠绕在磁芯16上，再将两个磁芯16和17捆扎一起然后缠绕线圈19(以下称为发射线圈)这一点是本发明的特征之一。

发射线圈19同电容20连接。构成共振回路21。这个共振回路21上连接着补偿用电容22。选择这个补偿用电容22的容量以使在所述控制线圈闭合时共振电路21的共振频率和发射电磁波(发射信号)的频率相等。

这个共振电路21分别同电源电路24、检波电路25和检波电路26相连。该检波电路25和时间常数大的积分电路27相连，检波电路26和时间常数小的积分电路28相连。该积分电路27同比较器29相连接，积分电路28和比较器30相连接。这个比较器29和锁存电路31的数据端D相连接，比较器30和该锁存电路31的触发端T相连接。

另外，开关32同连接在所述共振电路21上的所述电容22相并联，所述控制线圈18上连接着开关33。在这个开关32和开关33上分别连接着所述锁存电路31的输出端。

这样，形成把输出供给所述锁存电路31的数字端D上的第1路径34的积分电路27和比较器29的构成应使该积分电路27的时间常数与该比较器29的基准值之间的关系满足下述条件：当从所述感应板1来的发射电磁波进行发送第1所定时间(本实施例中，比300μS还长)的情况下，该路径便产生输出信号。另外，形成把输出供给所述锁存电路31的触发端T上的供给输出信号的第二路径35的积分电路28和比较器30的构成应使该积分电路28的时间常数和该比较器30的基准值之间的关系满足下述条件：当从所述感应板1来的发射电磁波进行发送比所述第1所定时间短的第2所定时间(本实施例中，比100μS还长的时间)发射的情况下，该路径便输出输出信号，该第1、第2路径是本发明的特征之一。

在图4中示出了图2的具体的电路构成，在图4中和图2用相同符号分别表示同一部件。但是，应按C1R1＞C2R2构成。

图5表示在所述CPU10内存储的操作控制程序的流程图。

图6、图7、图8和图9是表示图1和图2中画有X印处的输出波形图。但是，如图10所示，图6、图7是由于尺寸上的原因把一个画面分成的两部分。如图11所示，图8和图9也是由于尺寸上的原因把一个画面分成的两部分。另外，图中，线圈序号表示的是被选择的环形线圈，T表示的是发射模式(位置检出装置的发射期间)，R表示接收模式(位置检出装置的接收期间)。

图10表示图6和图7的连接关系。

图11表示图8和图9的连接关系。

下面说明按照这种构成的本发明第一实施例的操作。

为了检测出位置指示器15位于感应板1的什么位置上，首先对X轴进行全面扫描。(步骤40)这个全面扫描按同现有的装置一样的模式进行。

CPU10使选择电路2选择环形线圈X₁，使发射接收电路3连接在发射侧端T上，所述发射器11向所述环形线圈X₁发射正弦交流信号。由此，从环形线圈X₁向位置指示器15的所述共振回路21发射共振频率的发射电磁波[A]。

CPU10在所定时间(如T＝100μS)执行发射模式，然后，选择电路2在保持选择环形线圈X₁的状态下使发射接收转换电路3向接收侧转换，接着在所定期间(例如R＝100μS)执行接收来自位置指示器15的信号的接收模式。

如图6所示，这个操作对X轴方向上的全部环线圈X₁到X₄₀分别进行，在选择了某一个环形线圈时，根据被位置指示器15接收的信号是否达到最大值，确定位置指示器15在感应板1上的位置。

另一方面，当位置指示器15在全面扫描方式中使开关32及33开路，共振回路21被该发射电磁波[A]激励产生振荡而产生感应电压。在接收模式下，发射电磁波[A]虽然停止发射，但是该感应电压使发射线圈19产生电磁波，由于这个电磁波倒过来使感应板1上的被选择的环形线圈产生受激振荡，使该环形线圈中产生感应电压。由于这个感应电压在离位置指示器15最近的环形线圈中达到最大值，所以可以求出位置指示器15的坐标值，即位置指示器15的指定位置。

在本实施例中，假设位置指示器15是正在指示环形线圈X₇、Y₅的位置，下面以此为例来说明全面扫描操作。

CPU10对于各个环形线圈反复进行发射模式和接收方式操作，并使选择电路2选择环形线圈X₇，来自环形线圈X₇的发射电磁波[A]向位置指示器15发送。位置指示器15的共振电路21被发射电磁波[A]激励振荡，在共振电路21中引起感应电压[B]。在上述所定时间后，感应板1转为接收模式，发射电磁波[A]消失。

响应该感应电压[B]使电磁波从位置指示器15中发射，该电磁波被环形线圈X₇接收，这个过程直到该感应电压[B]衰减到零为止。环形线圈X₇被电磁波激励振荡后，便在其中产生感应电压。这个感应电压经放大器5放大，经放大器5放大后的接收信号(a)再经检波电路检波，然后输送给低通滤波器7，低通滤波器7的截止频率比共振电路21的共振频率低得多，它使检波电路6的输出信号变成直流信号，该直流信号经采样保持电路7采样变成如信号(b)，经过A/D电路进行模/数转换后馈送给CPU10。CPU10根据变成该数字值后的各接收信号的电平分布检测出位置指示器15的X轴方向的位置。在本实施例中，在来自环绕线圈X₇的接收信号达到最大值时，便可以检测出位置指示器15的X轴方向位置。CPU10将环形线圈X₇作为位置指示器15的X轴方向位置存储起来(步骤42)。

在X轴的全面扫描中，在感应板1所接收的任何信号的电平都比所定的门限值低的情况下，CPU10就判别位置指示器15不在感应板1上，继续进行全面扫描。(步骤41)。

和X轴上全面扫描动作一样，在Y轴方向也进行全面扫描操作，也就是说，如图7所示，Y轴全面扫描按与X轴全面扫描相同的操作进行，CPU10存储环形线圈Y₅作为位置指示器15在感应板1上Y轴方向的位置。(步骤43～44)。

一旦确定出位置指示器15所指示的在感应板1上的线圈的序号(在本实施例中为X₇和Y₅)，就对这个线圈前后五个环形线圈进行部分扫描。这个部分扫描是为了检测出放在感应板1上的位置指示器15的位置，同时也是为了检测位置指示器15在感应板1上的移动轨迹。

首先，开始充电操作(步骤45)，即，CPU10使选择电路2选择环形线圈X₇，并使发射接收转换电路3连接在发射端子T上(图8)。在这种状态下，CPU10在所定时间内(本实施例中T＝300μS)从环绕线圈X₇将发射电磁波[A]发送给位置指示器15。这样，在共振电路21中将产生感应电压[B]，利用感应电压[B]对电源电路24充电。这个感应电压[B]分别输入到检波电路25和26中，从检波电路25和检波电路26分别输出检波输出[C]及[D]。

这个检波输出[D]经第2路径积分输出如图所示的积分输出[E]，经比较器输出如图所示的比较器输出[F]。但是，由于CPU10的发射时间为300μS，从第1路径34，该比较器不产生比较器输出[G]，这是本发明的特点之一。

在经过用于充电的发射时间T＝300μS后，经过所定接收时间(本实施例，R＝100μS)后，CPU10转换到部分扫描上。(步骤46)。

CPU10使选择回路2选择环形线圈X₇，使发射接收电路3连接在发射端T上。在这种状态下，环绕线圈X₇把电磁波[A]发送给位置指示器15。位置指示器15的共振电路21响应该发射电磁波[A]而产生受激振荡，在共振电路21中产生感应电压[B]。这个感应电压[B]分别经检波电路25及26检波，并产生检波输出[C]及[D]。这个检波输出[D]经积分电路28积分，这个积分输出[E]在比较器30中同基准值相比较。另外，检波输出[C]经积分电路27积分，这个积分输出[A]在比较器29中同基准值相比较。

由于利用CPU10的发射模式的时间为T＝100μS，所以如前所述从第1路径34和第2路径35的输出[F]和[G]没有被输出，锁存电路31的输出[I]不被输出，开关32及开关33一直处在断开的状态下。

在开关32及33处在断开的状态下，由于在共振电路21中。产生了所述感应电压[B]，从磁芯16和17产生了均匀的交流磁场。最后由感应板检测出位置指示器15的中心坐标。

经过发射方式时间后，CPU10使选择回路2选择环绕线圈X₅，将发射接收电路3转换到接收端子R上。在这个环形线圈X₅的接收模式下，通过按照上述步骤40的说明一样的操作可以在感应板1上获得接收信号(a)，(b)。

这部分的扫描操作在发射模式下选择环形形圈X₇，在接收模式下分别依次选择环形线圈X₆、X₇、X₈及X₉。(步骤46)。

如前所述，由于在本实施例中位置指示器15正在指示环形线圈X₇、Y₅，在X轴方向上的部分扫描中，在环形线圈X₇的接收模式下，得到最大接收电压V_p0其前后的环形线圈X₆，X₈在接收模式下，分别得到接收电压V_a0、V_b0。

继这个X轴方向的部分扫描后，进行Y轴方向的部分扫描。

即，在发射方式下，选择环形线圈Y₅，在接收模式下，分别选择环形线圈Y₃、Y₄、Y₅、Y₆和Y₇，按照同上述X轴方向上的部分扫描相同的方式进行Y轴方向上的部分扫描。(步骤46)。

在该Y轴方向上的部分扫描中，在环形线圈Y₅的接收方式下，获得最大接收电压V′_p0其前后的环形线圈Y₄、Y₆在接收模式下，分别获得接收电压V′_a0，V′_b0。

这个位置指示器15的位置表示的是一相应两个磁芯16和17的中心位置的位置。(以下称为中心坐标X₀、Y₀)。

如果在这个部分扫描操作中，接收信号电平在所定的门限值以下，CPU10就判断位置指示器15不在感应板1上，使处理操作返回到步骤40。(步骤47)。

CPU10在完成用于检测出X轴和Y轴方向上的中心坐标的上述部分扫描(步骤46)后，立即短路控制线圈18，以便进行求出位置指示器15的旋转角度的部分扫描(步骤48图9)。

首先，CPU10在用于短路控制线圈18所定时间(本实施例中T＝700μS)内使感应板1发送发射电磁波。

即，CPU10使选择回路2选择环形线圈X₇，使发射接收电路3接在发射端子T上。在这种状态下，CPU10在所定时间(本实施例中T＝700μS)内使环形线圈X₇把发射电磁波[A]发送给位置指示器15。由此，在共振电路21中产生感应电压[B]。这个感应电压[B]分别输入给检波电路25和26，从检波电路25和26，分别输出检波输出[C]和[D]。

第2的路径35的构成应能在发射电磁波[A]输送比100μS还长的时间的场合下，(例如，经过200μS后)使比较器的输出[F]输出给锁存电路31，由于感应板1的发射时间是700μS，在这个发射期间中，使比较器产生输出。

即，根据响应检波输出[D]积分电路28以所定的时间常数输出象脉冲上升图所示那样的积分输出[E]，在该输出超过比较器30的基准值的时候，比较器输出如图所示的输出[F]。

第1路径34的构成应能在发射电磁波[A]发射比300μS还长的时间的情况下，(比如，经过400μS)，使比较器的输出[G]输送给锁存电路31。由于感应板1的发射时间是700μS，在这个发射期间内使比较器产生输出。

即，据检波输出[C]经积分电路27，以所定时间常数，输出象脉冲上升图所示那样的积分输出[H]，在该输出超过比较器29的基准值的情况时，比较器输出如图示的输出[G]。

锁存电路31响应比较器输出[F]的下降沿而动作，把这时的比较器输出[G]作为锁存器输出[I]输出。由这个锁存输出[I]闭合开关32和开关33。

在供短路控制线圈18用的发射时间T＝700μS之后，在经过所定的接收时间(本实施例中，R＝100μS)后，CPU10转换到为检测出该旋转角的部分扫描。

即，CPU10使选择电路2选择环形线圈X₇，发射接收电路3和发射端T相连。在这种状态下，环形线圈X₇向位置指示器15发送电磁波[A]。利用这个发射电磁波[A]，使位置指示器15的共振电路21受激励产生振荡，在共振电路21中产生感应电压[B]。

在开关32和33闭合的状态下，控制线圈18被短路。因此，由于有流过控制线圈18的涡流电流，所以使交流磁场难以通过磁芯16。因此，磁通集中到磁芯17中，从磁芯17的位置向感应板1发送电磁波。

结果，由感应板1检测出以位置指示器15的中心位置为轴的旋转的旋转位置。

发射方式的时间一结束，CPU10使选择电路2选择环形线圈X₅，发射接收电路3转换到接收端R上。这个环形线圈X₅在接收模式下，在同所述步骤40中说明的一样的操作下，由感应板1上获得接收信号(a)、(b)。

这部分扫描的操作在发射方式下，选择环形线圈X₇，在接收模式下，依次分别选择X₆、X₇、X₈及X₉。(步骤48)。

如前所述，由于本实施例中，位置指示器15正在指示环绕线圈x₇、Y₅，由x轴方向的部分扫描中，在环形线圈X₇的接受模式下，得到最大接收电压V_p1，其前后的环形线圈X₆、X₈接受模式下，分别得到接收电压V_a1和V_b1。

继X轴方向上的部分扫描后，进行Y轴方向上的部分扫描。

即，在发射模式下，选择环形线圈Y₅，在接收模式下，分别选择环形线圈Y₃、Y₄、Y₅、Y₆及Y₇，Y轴方向的部分扫描按与上述X轴方向的部分扫描相同的方式进行。(步骤48)。

在这个Y轴方向的部分扫描中，在环形线圈Y₅的接收模式下，获得最大受信电压V′_p1，在其前后的环形线圈Y₄，Y₆的接收模式下，分别获得接收电压V′_a1、V′_b1。

这个位置指示器15的坐标值(X₇，Y₅)表示磁芯17的位置。(以下称为旋转坐标X₁、Y₁)。

CPU10分别存储部分扫描中检测出最大电压V_p0和V′_p0的环形线圈序号(步骤49)这个被存储的环形线圈序号是为了供求出位置指示器15的在感应板1上的移动轨迹使用和为了表示下一个部分扫描时的位置指示器15的位置时使用。

接着，CPU10进行座标值和旋转角度的计算。

中心坐标值(X₀，Y₀)是：

[数1] $X_0=P_X+\frac{D_1}{2}\×\frac{V_{\mathrm{bo}}-V_{\mathrm{ao}}}{V_{\mathrm{po}}\×2-V_{\mathrm{ao}}-V_{\mathrm{bo}}}--\left(1\right)$

式中，P_X是得到最大电压的感应板上的那个环形线圈的中心位置，D₁表示X轴方向环形线圈的中心位置间的距离。

[数2] $Y_O=P_Y+\frac{D_2}{2}\×\frac{{V\text{'}}_{\mathrm{bo}}-{V\text{'}}_{\mathrm{ao}}}{{V\text{'}}_{\mathrm{po}}\×2-{V\text{'}}_{\mathrm{ao}}-{V\text{'}}_{\mathrm{bo}}}--\left(2\right)$

式中，P_Y是得到最大电压的感应板上的那个环形线圈的中心位置，D₂表示Y轴方向环形线圈的中心位置间的距离。

旋转坐标值(X₁，Y₁)：

[数3] $X_1=P_X+\frac{D_1}{2}\×\frac{V_{\text{b1}}-V_{a1}}{V_{p1}\×2-V_{a1}-V_{b1}}--\left(3\right)$

式中，P_X是得到最大电压的感应板上的那个环形线圈的中心位置，D₁表示X轴方向上环形线圈的中心位置间的距离。[数4] $Y_1=P_Y+\frac{D_2}{2}\×\frac{{V\text{'}}_{b1}-{V\text{'}}_{a1}}{{V\text{'}}_{p1}\×2-{V\text{'}}_{a1}-{V\text{'}}_{b1}}--\left(4\right)$

式中，P_Y是得到最大电压的感应板上的那个环形线圈的中心位置，D₂表示Y轴方向环形线圈的中心位置间的距离。

在这里，根据得到最大电压的环形线圈的中心座标和由这个环形线圈检测出的最大电压，还有由这个环形线圈的前后的环形线圈检测出的检出电压利用(1)式到(4)式根据位置指示器15的坐标值，获得最大电压的线圈中心座标，由该线圈检测出的电压和由该线圈前后的线圈检测出的电压使接收信号强度的分布近似为2次曲线，再根据这个2次曲线就能内插这个环形线圈的中心坐标值。

图12是上述坐标补正内插的原理说明图。

如图12上画的是在X轴上的取各个线圈的中心位置，受到Y轴方向上受信信号强度，如图所示，从各个线圈检测出的接收信号强度的分布近似于2次曲线，V_a、V_b、V_p是表示从三个线圈检测出接收检出电压。d相当于线圈间的距离，设a、b、c为常数，图示的曲线可用(5)式所表示，从这个(5)式，可以求出检测出最大电压的那个环形线圈的中心坐标值的修正值b。

[数5]

Y＝a(X－b)²＋c                               -(5)

在这个式子中

当X＝0时       Y＝V_p

  X＝-d时      Y＝V_a

  X＝d时       Y＝V_b由此得出V_a＝a(-d－b)²＋c＝ad²＋2abd＋ab²＋c      -(6)

    Vp＝ab²＋c                               -(7)

    V_b＝a(d－b)²＋c＝ad²－2abd＋ab²＋c       -(8)

利用(6)-(7)：

V_a－V_p＝ad²＋2abd＝ad(d＋2b)           -(9)

利用(8)-(7)

V_b－V_p＝ad²－2abd＝ad(d－2b)           -(10)

利用(9)÷(10) $\frac{V_a-V_p}{V_b-V_p}=\frac{d+2b}{d-2b}$

展开这个式子就得到 $b=\frac{d(V_b-V_a)}{2(2V_p-V_a-V_b)}$

另外根据这个坐标值，根据图13所示的旋转角测定原理，CPU10检测出位置指示器15的旋转角。

即，以检测出的中心坐标为原点，设定同感应板1上的X轴和Y轴平行的X，Y坐标系，以这个Y轴正方向为基准(θ＝0)的θ的范围为-180°＜θ≤+180°。

[数6]

Y₁＞Y₀ $\mathrm{\θ}={\tan }^{-1}\left(\frac{X_l{-X}_o}{Y_l-Y_o}\right)$

Y₁＝Y₀且X₁＞X₀时

θ＝90°                               -(12)

Y₁＝Y₀且X₁＜X₀时

θ＝-90°                              -(13)

Y₁＜Y₀且X₁≥X₀时 $\mathrm{\θ}=180^o+{\tan }^{-1}\left(\frac{X_l-X_o}{Y_l-Y_o}\right)--\left(14\right)$

Y₁＜Y₀且X₁＜X₀时 $\mathrm{\θ}=-{180}^o+{\tan }^{-1}\left(\frac{X_l-X_o}{Y_l-Y_o}\right)--\left(15\right)$

这样就确定了θ(步骤50)

当CPU10完成步骤50后，由感应板1进行发送发射电磁波[A]300μS。通过这个发射电磁波[A]，使第1路径34和第2路径35按上述方式操作锁存电路31复位，重复执行步骤45直到步骤50。

下面结合附图说明本发明的第二实施例。

这个第二实施例是把第一实施例的位置指示器给简化了的实施例，其它的构成和第一实施例相同。

图14是表示本第二实施例的位置指示器56的重要部件构成图。

在图14分别示出检波电路57，由电容C3和电阻R3构成的积分电路58，比较器59。

这个积分电路58的时间常数和比较器59的基准电压的关系应从结构上满足下述要求：来自感应板1的发射电磁波的发送时间比100μs长得相当多的时(如150μS-200μS)使比较器59进行比较器输出，这是本发明的特征之一。

其他的构成和图2中所示的第一实施例相同，在图14中凡与图2相同的部件用相同的符号表示。

另外，图1、图3、图5分别示出了第二实施例等与第一实施例相同的部件。

在图15、图16、图17和图18中示出了图1和图14上标有X标志的点的输出波形图。图15和图16是由于图面尺寸不够而将如图19所示的一个图面分开两部分示出的，图17和图18是也由于图面尺寸不够而将如图20所示的一个图面分开两部分示出的。另外，在图中，线圈序号是表示正在选择的环形线圈，T表示发射方式(从位置检出装置向外传送期间)，R表示接收模式(被位置检测单元接收期间)。

图19是表示图15和图16的连接关系的图。

图20是表示图17和图18的连接关系的图。

这个操作分别对所有的X轴方向的环形线圈从X₁到X₄₀进行，在无论选择到哪一个环形线圈时，根据在已选择某个环形线圈时从位置指示器56来的接收信号是否达到最大值来决定位置指示器56在感应板1上的位置。

另一方面，在进行全面扫描时，开关32及33是断开的，位置指示器56通过该发射电磁波[A]激励共振回路21振荡，产生感应电压。在接收方式中，虽然发射电磁波[A]停止发射，但是在该感应电压的作用下使发射线圈19产生电磁波，由于这个电磁波又反过来激励振荡感应板1上被选择的那个环形线圈。使该环绕线圈中产生感应电压。由于这个感应电压在离位置指示器56最近的那个环形线圈上达到最大值，借此可以求出位置指示器56的坐标值即位置指示器56的指定位置。

下面说明上述构成的本发明的第二实施例。

首先，为了检测出位置指示器56位于感应板1上的位置而进行全面扫描。(步骤40)这个全面扫描的进行过程与第一实施例相同。

参照图15，CPU10使选择电路2选择环形线圈X₁，使发射接收转换电路3和发射端T相连，将所述发生器11产生的正弦波信号供给所述环形线圈X₁。从而使环形线圈X₁向位置指示器56的所述共振电路21发送共振频率的发射电磁波[A]。

CPU10，使这个发射模式执行所定时间(如T＝100μS)，然后选择电路2在保持环形线圈X₁的状态下，将发射接收转换电路3转换到接收侧，在接受来自位置指示器56的信号的模式下执行所定时间(如R＝100μS)。

在本实施例中，位置指示器56是正在指示环形线圈X₇、Y₅的位置上，下面以此为例说明全面扫描操作。

CPU10对于各个环形线圈交替进行发射模式和接收模式，使选择电路2选择环形线圈X₇。从环形线圈X₇，向位置指示器56发送发射电磁波。利用这个发射电磁波[A]使位置指示器56的共振电路21受激励产生振荡，在共振电路21中产生感应电压[B]。在这个所定时间后，感应板1转换到接收方式，停止发射电磁波。

响应该感应电压[B]使电磁波从位置指示器56中发射，该电磁波被环形线圈X₇接收，这个过程直到该感应电压[B]衰减到零为止。环形线圈X₇受电磁波激励产生振荡后，便在其中产生感应电压。这个感应电压经放大器5放大，经放大器5放大后的接收信号(a)再经检波电路检波，然后输送给低通滤波器7，低通滤波器7的截止频率比共振电路21的共振频率低得多，它使检波电路6的输出信号变成直流信号，该直流信号经采样保持电路7采样变成信号(b)，经过A/D电路进行模/数转换后馈送给CPU10。CPU10根据变成该数字值后的各接收信号的电平分布检测出位置指示器56的X轴方向的位置。在本实施例中，在来自环绕线圈X₇的接收信号达到最大值时，便可以检测出位置指示器56的x轴方向位置。CPU10将环形线圈X₇作为位置指示器56的X轴方向位置存储起来。(步骤42)。

在X轴的全面扫描中，在感应板1上各个接收信号电平都比门限值低的情况下，CPU10就判定位置指示器56不在感应板1上，并继续进行X轴的全面扫描。(步骤41)。

和X轴全面扫描一样，在Y轴方向也进行同样的操作。即，如图16所示，Y轴的全面扫描以同X轴一样的进行操作，CPU10存储环形线圈Y₅作为位置指示器56在感应板1上的Y轴方向的位置。(步骤43～44)。

指示位置指示器56的感应板1上的线圈序号(本实施例是X₇及Y₅)被确定后，就对于这个线圈前后5个环形线圈进行部分扫描。这个部分扫描是为了检测出位于感应板1上的位置指示器56的位置，同时也是为了检测出位置指示器56在感应台上移动时的轨迹。

首先，开始充电操作，(步骤45)即，CPU10使选择电路2选择环形线圈X₇，并使发射接收电路3同发射端子T相连接。

在这个状态下，CPU10使环形线圈X₇向位置指示器进行发送发射电磁波[A]所定时间(本实施例中T＝300μs，图17I)。由此，在共振电路21中产生感应电压[B]，利用这个感应电压[B]对充电回路24充电。这个感应电压[B]输入给检波电路57，从检波电路57输出检波输出，这个检波输出经积分电路58输出积分输出[J]，从比较器59输出如图所示的比较器输出[K]。但是，经过送给时间300μs后，CPU10将发射接收转换电路3转换到接收端R上，停止发射电磁波[A]的发射，使感应板在接收模式下300μS时间(图17、11)在这个受信模式下位置指示器56的感应电压[B]衰减，比较器的输出[K]也断开。因此，使已闭合的开关32及33断开，这是本发明的特点之一。

CPU10在为了充电的发射时间T＝300μS过后，经过所定接收时间R＝300μs后，进入部分扫描状态。(步骤46)。

CPU10使选择电路2选择环形线圈X₇，使发射接收电路3同送信端T相连接。在这个状态下，环形线圈X₇把发射电磁波[A]发送给位置指示器56。响应这个送信电磁波[A]，位置指示器56的共振电路21产生受激振荡，在共振电路21中，产生感应电压[B]。这个感应电压[B]经检波回路57检波，这个检波输出经积分电路58积分，这个积分输出[J]在比较器59中同基准值相比较。

在CPU10控制的发射模式期间，由于在这个部分扫描中，T＝100μS，从比较器59输出的比较器输出[K]无输出，开关32和33一直是断开的。

在开关32和33断开的状态下，根据共振电路21中产生的所述感应电压[B]从磁芯16和17中产生均匀的交流磁场。结果，在感应板1上检测出位置指示器56的中心位置。

CPU10在经过发射模式期间后，使选择电路2选择环形线圈X₅，使发射接收电路3转换到接收端R上。在这个环形线圈X₅的接收模式下，同所述步骤40中的说明一样地操作感应板1获得接收信号(a)、(b)。

进行部分扫描，在发射模式下，选择环形线圈X₇，在接收模式下，依次选择环形线圈X₆、X₇、X₈和X₉。(步骤46)。

如前所述，在本实施例中由于位置指示器56正在指示环形线圈X₇、Y₅₀在X轴方向的部分扫描中，由在环形线圈X₇的接收方式下，得到最大接收电压V_p0，其前后的环形线圈X₆、X₈在接收方式下，分别得到接收电压V_a0、V_b0。

继X轴方向的部分扫描之后，进行Y轴方向上的部分扫描。

即，在发射模式中，选择环形线圈Y₅，在接收方式下，分别选择环形线圈Y₃、Y₄、Y₅、Y₆和Y₇，这时，按同上述X轴方向的部分扫描一样的操作进行Y轴方向的部分扫描。(步骤46)。

在这个Y轴方向的部分扫描中，环形线圈Y₅在接收模式中，得到最大的接收电压V′_p0，其前后的环形线圈Y₄、Y₆在接收模式下，分别得到接收电压V′_a0，V′_b0。

这个位置指示器56的位置表示的是相应于两个磁芯16和17的中心的位置。(以下称为中心座标X₀，Y₀)。

在这个部分扫描的操作下，如果接收信号电平在所定的门限值以下，则CPU10判断位置指示器56不在感应板1上，处理操作返回到步骤40。(步骤47)。

在用于X轴方向和Y轴方向上检测出中心位置的所述部分扫描结束后，(步骤46)CPU10立即使控制线圈18短路，开始进行为求出位置指示器56的旋转角度的部分扫描。(步骤48，图18)。

首先，CPU10从感应板1发送发射电磁波并进行用于使控制线圈18短路的所定时间(本实施例中，T＝300μS，图18，III)。

即，CPU10使选择回路2选择环形线圈X₇使发射接收电路3同发射端T相连接，在这种状态下，CPU10在所定时间(本实施例中，T＝300μS，图18，III)内从环形线圈X7向位置指示器56发送发射电磁波[A]。因此，在共振电路21中产生感应电压[B]。这个感应电压[B]输入给检波电路57，检波电路57输出检波输出，响应该检波输出，由积分电路58输出以所定的时间常数的上升沿的如图示的积分输出[J]，积分输出[J]超过比较器59的基准值时，比较器就输出如图示的比较器输出[K]。利用这个比较器输出[K]接通开关32和33。

经过送信方式时间后，CPU10使选择电路2选择环形线圈X5，并使发射接收电路3转换到接收端子R侧。

CPU10执行接收时间R＝100μs的接收模式。

在这个环形线圈X₅的发射模式下，按与所述步骤40中说明相同的操作，在感应板1上得到接收信号(a)、(b)。

这里，由于开关32和33闭合，如第一实施例如述，在这个为检测旋转座标的部分扫描中，响应在共振电路21中产生的所述感应电压[B]从磁芯17的位置，向所述感应板1发送电磁波。结果，在感应板1上检测出以位置指示器56的中心位置为轴的旋转的旋转位置。

另外，由于设定接收时间为R＝100μS，在积分电路58的输出[J]衰减前，执行下一个送信方式，比较器输出[K]维持如图所示的输出，开关32和33一直在闭合。

这个部分扫描操作在发射模式下选择环形线圈X₇，在接收方式下顺次分别选择环形线圈X₆、X₇、X₈和X₉。(步骤48)。

如前所述，在本实施例中，由于位置指示器56正在指示环形线圈X₇，Y₅，在X轴方向上的部分扫描中，环形线圈X₇在接收模式下，得到最大接收电压V_p1，其前后的环形线圈X₆、X₈在接收方式下分别得到受信电压V_a1，V_b1。

继这个X轴方向的部分扫描之后，进行Y轴方向的部分扫描。

即，在发射方式下，选择环形线圈Y₅，在接收方式下，分别选择Y₃、Y₄、Y₅、Y₆和Y₇，并按与X轴方向的部分扫描相同的方式进行Y轴方向部分扫描(步骤48)。

在这个Y轴方向的部分扫描中，环形线圈Y₅在接收方式下得到最大受信电压V′_p1，其前后的环绕线圈Y₄、Y₆在接收方式下分别得到接收电压V′_a1，V′_b1。

CPU10在Y轴方向的部分扫描的最后，在执行环形线圈Y₇的接收模式时，设定接收时间为R＝300μS。在这个最后的接收模式中，积分输入[J]减少，比较器的输出[K]断开。由此，开关32和开关33断开。

这个位置指示器56的座标值(X₇，Y₅)表示磁芯17的位置。(以下称为旋转座标X₁，Y₁)。

CPU10分别存储对在部分扫描中检测出最大电压V_p0和V′_p0的那个环形线圈序号(步骤49)。为了求出位置指示器56在感应板1上的移动轨迹，和为了表示下一个部分扫描时位置指示器56的位置，将使用这个被存储的环形线圈序号。

然后，CPU10按与第1实施例进行的方式相同的方式进行由(1)式到(4)式计算求出坐标值，由(11)式到(15)式计算求出旋转角度。(步骤50)。

CPU10执行完步骤50后，CPU10的处理立即转移到中心位置的部分扫描，反复执行上述动作。

下面结合图说明本发明的第三实施例。

在第三实施例中，位置检测装置使用的也是图1所示的感应板。

图21是表示本发明第三实施例的位置指示器的关键部分的电路构成图。

图22是表示该位置指示器的共振电路部分的说明图。

即，位置指示器(本实施例中表示笔形位置指示器)在笔尖61的附近，并排设置三个磁芯(最好是铁氧体材料的，但也不一定非得用磁芯)62、63和64，并使这三个磁芯的中心点和“笔尖”的位置相一致，在这些磁芯62、63、64上缠绕有线圈65、66和67(以下称为控制线圈)，再将这三个磁芯62、63、64捆扎一起然后缠一个线圈68(以下，称为发射线圈)。这是本发明的特征之一。

发射线圈68和电容69相连接构成共振电路70。补偿用电容71如按图所示那样连接在这个共振电路70上。这个补偿用电容71这个补偿电容的容量选择应使在所述三个控制线圈中二个线圈闭合时的共振电路70的共振频率同发射电磁波(发射信号)的频率相等。

这个共振电路70分别同充电用电源72，检波电路74，检波电路75，检波电路76相连接。这个检波电路74同时间常数大的积分电路78相连接，检波电路75同时间常数居中的积分电路79相连接。该检波电路76同时间常数小的积分电路80相连接。该积分电路78同比较器82相连接，积分电路79和比较器83相连接，积分电路80和比较器84相连接。这个比较器82和串并行变换电路86的复位端R相连接，比较器83和该串并行变换电路86的数据端D相连接。比较器84和串并行变换电路86的时钟端CL相连接。

这个串并行变换电路86的Q_A输出和Q_B输出分别和译码器87(2进制到10进制译码器)的输入端子A和B相连接。这个译码器87的Q₁输出同或电路90和91的一端相连接。Q₂输出同或电路91的另一端Q₁或电路89的一端相连接。Q₃输出分别同或电路89和90的另一端相连接。这个或电路89、90、91的输出同连接在所述控制线圈65、66、67上的开关94、95、96相连接，使或电路89、90、91的输出能控制这些开关的断开或接通。

另外，或电路89、90、91的输出分别同三输入端的或电路92相连接，这个或电路92的输出同于直接控制开关97的断开或接通的连接在所述电容71的开关97相连接。

这样，所述检波回路74、积分回路78和比较器82构成向所述串并行变换电路86的端子R供给输出的第一路径100，该积分电路78的时间常数同比较器82的基准值之间的关系应能在来自所述感应板1的发射电磁波发射进行第一所定时间(本实施例中为350μS左右的时间)的情况下使第一路径100输出输出信号。

所述检波电路75，积分电路79和比较器83形成向所述串并行变换电路86的端子D供给输出的第二路径101，该积分电路79的时间常数和该比较器83的基准值的关系应能在来自感应板1的电磁波发射进行第2所定时间(本实施例中，为150μS左右的时间)的情况下，使第二路径101产生输出信号。

所述检波电路76，积分回路80和比较器84，构成向所述串并行变换电路86的端子CL供给输出的第三路径102，该积分电路80的时间常数和该比较器84的基准值之间的关系应能在来自感应板1的电磁波发射进行第3所定时间(本实施例中为40～50μS左右的时间)的情况下，第三路径101产生输出信号。

这个第1～第3路径是本发明的特征之一。

图23及图24是表示存储在所述CPU10中的控制操作的程序流程图。

图25、图26、图27、图28、图29和图30是表示在图1及图21中标出X印记点的输出的输出波形图。但是，图25和图26由于图面的尺寸不够而分成两个示出如图31所示的一个图面，由于图面的尺寸不够而分成四个示出如图32所示的一个图面。另外，在图中，线圈序号是表示被选择的线圈序号，T是表示发射模式(从位置检测装置进行发射期间)，R是表示接收模式(位置检出装置进行接收期间)。

图31是表示图25和图26的连接关系的图。

图32是表示图27到图30的连接关系的图。

下面说明按上述方式构成的本发明的第3实施例。

首先，为了检测出位置指示器60是否在感应板1上的位置上而进行沿X轴的全面扫描。(步骤104)这个全面扫描按与第一实施例相同的方式进行。

参照图25及图26，CPU10使选择电路2选择环形线圈X₁，使发射接收转换回路3同发射端子T相连接，向所述环形线圈X₁供给所述发信器11的正弦交流信号。由此，使环形线圈X₁向所述共振电路70发送具有共振频率的发射电磁波[A]。

CPU10在执行这个发射模式所定时间(如，T＝100μS)后，选择电路2在保持环绕线圈X₁的状态下，立即使发射接收转换电路3转换到接受侧，执行接收来自位置指示器60的信号的接收模式所定时间(比如R＝100μS)。

另外，在位置指示器60进行全面扫描时，使开关94～97断开，根据响应该发射电磁波[A]共振电路70引起受激振荡，产生感应电压。在接收方式中，虽然发射电磁波[A]停止发射，但是响应该感应电压使发射线圈68产生电磁波，由于这个电磁波反过来激励振荡感应板1的选择的环形线圈，使这个环绕线圈中产生感应电压。由于这个感应电压在离位置指示器最近的环形线圈上达到最大值，所以按上述的实施例1那样求出位置指示器60的座标值，即位置指示器60的指定位置。

对所有X轴方向的环形线圈X₁到X₄₀分别进行这个操作，根据在选择哪一个环形线圈时从位置指示器60来的接收信号是否达到最大值确定位置指示器60在感应板1上的位置，并存储这个线圈序号。(步骤104、步骤106)在本实施例中是假设为X₇。

在这个X轴的全面扫描中，在没有检测出大于所定值的接收信号电平的情况下，则判定位置指示器60不在感应板1上，并反复进行这个X轴方向的全面扫描。(步骤105)。

CPU10在终止了X轴全面扫描后，立即用同样的操作执行Y轴的全面扫描。即，如图26所示，以同X轴全面扫描相同的操作进行Y轴的全面扫描，CPU10存储环形线圈Y₅作为位置指示器60在感应板1上的Y轴方向的位置。(步骤107～步骤108)。

在确定了指示位置指示器60在工作平台1上的位置的线圈号(本实施例中假设为X₇和Y₅)后，立即对这个线圈的前后五个环形线圈进行部分扫描。这个部分扫描是为了检测出放在感应板1上的位置指示器60的位置，也是为了检测出位置指示器60在感应板1上的移动轨迹。

CPU10使选择电路2选择环形线圈X₇，使发射接收电路3连接在送信端子T上。(图27)。

在这种状态下，CPU10为了使控制线圈65～67变为断开状态的模式信号发送给位置指示器60，而执行“00”模式设定步骤。

即，CPU10使发射时间T＝100μS，接收时间R＝100μS，发射时间T＝100μS，接收时间R＝100μS，发射时间T＝600μS，接收时间R＝600μS的发射接收操作在位置指示器60和感应板1之间进行。(步骤110，图27的I)。

CPU10通过选择电路2选择环形线圈X₇，使发射接收电路3转换到发射端子T上，在T＝100μS期间，将发射电磁波[A]发送给位置指示器60。由此，在共振回路70中产生感应电压[B]。重复进行这个送信时间T＝100μS的发射操作两次。由此，从第3路径102有输出[D]响应这个输出[D]的下降沿，使第2路径101产生输出[E]，这样，从串并行变换电路86供给译码器87的输出[H]和[C]变为“0”“0”。

接着，CPU10为了把这个“00”数字变换成开关控制信号，在发射时间T＝600μS期间，把发射电磁波[A]发送给位置指示器60。

发射电磁波[A]连续发送600μS后，接第3路径102，第2路径101，第1路径100的顺序产生如图所示的输出[D]、[E]、[F]。由输出[F]的上升沿，串并行变换电路86的输出“00”作为译码器87的输入，译码器87输出“0”，使开关94～97的控制信号[L][M][N][O]都变为“低”电平，开关94～97变为开路状态。接着，CPU10执行接收时间R＝600μS的接收模式。由此，感应电压[B]衰减，输出[D][E][F]也变为“低”电平。响应输出[F]的下降沿，使串并行变换电路86复位。通过这个操作结束用于使为把位置指示器60的各个线圈65～68断开的“00”模式的设定。(步骤110)。

当位置指示器60变成“00”模式后，为了求出位置指示器60的中心位置，CPU10转到执行部分扫描。(步骤111)。

这个部分扫描是从感应板1侧开始对位置指示器60，按与第一实施例相同的操作进行发射时间T＝100μS，接收时间R＝100μS的发射接收操作。即，CPU10使选择电路2选择环形线圈X₇，使发射接收转换电路3连接在发射端T上。在这个状态下，环绕线圈X₇将送信电磁波[A]发送给位置指示器60。

这个送信电磁波[A]使位置指示器60的共振回路70产生受激振荡，在共振回路70中产生感应电压[B]。响应这个感应电压[B]从磁芯62～64中产生均匀的交流电磁场。最后判定在感应板1上的位置指示器60的中心位置，即笔尖61的位置。

在经过发射方式的时间后，CPU10立即使选择电路2选择环形线圈X₅，使发射接收电路3转换到接收端子R上。在这个环形线圈X₅的接收模式下，和按与所述步骤104中说明的相同的操作在感应板1上得到接收信号(a)、(b)。

这个部分扫描操作在接收模式下选择环形线圈X₇，在接收模式下分别顺次选择环形线圈X₆、X₇、X₈和X₉。(步骤111)。

如前所述，在本实施例中，由于位置指示器60正在指示环绕线圈X₇，Y₅，在X轴方向的部分扫描中，环绕线圈X₇在受信模式下得到最大受信电压V_p0，在其前后的环形线圈X₆、X₈的接收模式下，分别得到接收电压V_a0，V_b0。

继这个X轴方向的部分扫描之后，进行Y轴方向的部分扫描。

即，在发射模式下选择线圈Y₅，在接收模式下，分别选择环绕线圈Y₃、Y₄、Y₅、Y₆和Y₇，按与上述X轴方向的部分扫描相同的操作进行Y轴方向上的部分扫描。(步骤111)。

在这个Y轴方向的部分扫描下，在环形线圈Y₅的接收方式下得到最大接收电压V′_p0，在其前后的环绕线圈Y₄、Y₆的接收模式下，分别得到接收电压V′_a0，V′_b0。

这个位置指示器60的位置表示的是同三个磁芯的62～64的中心位置相对应的位置。(以下称为X₀，Y₀)。

CPU10根据这个受信信号电压(接收信号强度)利用所述(1)式和(2)式，确定出位置指示器60的中心坐标(X₀，Y₀)。(步骤111)。

CPU10在用于检测出X轴及Y轴的中心坐标的所述部分扫描结束后，(步骤111)立即开始为只使控制线圈65开路的开关的94变成开路状态的“01”模式的设定操作。(步骤112)。

即，CPU10使控制线圈66、67变成闭路状态，使用于使控制线圈65变为开路状态的“01”方式信号发送给位置指示器60，执行“01”模式设定步骤(步骤112)。

CPU10使发射时间T＝100μS，接收时间R＝100μS、发射时间T＝200μS、接收时间R＝200μS、发射时间T＝600μS，接收时间R＝600μS的发射接收在位置指示器和感应板之间进行。(112步、图28的II)。

CPU10通过选择回路2选择环形线圈X₇，使发射接收电路3转换到发射端T上，在T＝100μS期间，使发射电磁波[A]向位置指示器60发射。由此，在共振电路70中，产生感应电压[B]。通过进行这个发射时间T＝100μS期间的发射，使第3路径102产生输出[D]，响应这个输出[D]的下降沿使第2路径101向外输出[E]。由此，向译码器87的输出[C]和[H]同时都变成“0”“0”。

接着，CPU10使T＝200μS的发射在从感应板1到位置指示器60之间进行。由此，在共振回路70中产生感应电压[B]。通过进行这个发射时间T＝200μS期间的发射操作，使第3路径102和第2路径101分别输出[D]、输出[E]，由响应这个输出[D]的下降沿，使第2路径101的输出[E]供给串并行变换电路86的输入。这样，向译码器87输出的输出[H]和[C]变成“0”“1”。

接着，CPU10为了使这个“01”数字信号变换成开关控制信号，使发射时间T＝600μs期间的发射送信电磁波[A]向位置指示器60发射。

发射电磁波[A]持续发射600μS后，以第3路径102、第2路径101，第1路径100的顺序立即产生如图所示的输出[D]、[E]、[F]。响应输出[F]的上升沿，使串并行变换电路86的输出“01”被译码器87取入，译码器87输出“1”，译码器87的Q1输出变为“高”电平，输出[I]变成高电平。由此，在开关94～97的控制信号[L][M][N][O]之中，只有输出[L]变成“低”电平，其它的输出[M][N][O]全变成高电平，开关95～97变为闭路状态，只有开关94变为开路状态。接着，CPU10执行接收时间R＝600μS的接收模式。由此，感应电压[B]衰减，输出[D][E][F]也变成“低”电平。响应输出[F]的下降沿串并行变换电路86被复位。通过这个动作只使位置指示器60的控制线圈65开路，其它线圈66和67短路。这样就结束为了只使线圈65开路的“01”模式的设定。(步骤112)。

当位置指示器60成为“01”模式后，CPU10转移到为求出位置指示器60的旋转位置的部分扫描模式上。(步骤113)。

即，CPU10使选择电路2选择环形线圈X₇，使发射接收电路3同发射端T相连接。在这个状态下，环形线圈X₇把发射电磁波[A]向位置指示器60发射。响应这个发射电磁波[A]，引起位置指示器60的共振电路70受激振荡，在共振电路70中产生感应电压[B]。

使开关95～97闭合，只有开关94处在断开的状态，磁通集中在绕有控制线圈65的磁芯62中，使磁芯62发射电磁波。

即，由在共振电路70中产生的所述感应电压[B]，使磁芯62产生交流磁场，从磁芯62的位置向所述感应板1发射电磁波。结果，通过感应板1检测出以位置指示器60的中心位置为轴转过的旋转位置。

经过发射方式的时间后，CPU10使选择电路2立即选择环形线圈X₅，使发射接收电路3转换到接收端R上。环绕线圈X₅在接收模式下，按与所述步骤104中说明的相同的操作在感应板1上得到受信信号(a)、(b)。

这个部分扫描动作，在发射模式下选择环形线圈X₇，在接收模式依次分别选择环形线圈X₆、X₇、X₈和X₉。

如上所述，在本实施例中，由于位置指示器60正在指示环形线圈X₇、Y₅，在X轴方向的部分扫描中，环形线圈X₇在接收模式下得到最大接受电压V_p1，其前后的环绕线圈X₆、X₈在接收模式下分别得到接收电压V_a1，V_b1。

继这个X轴方向的部分扫描之后，进行Y轴方向的部分扫描。

即，在发射方式下选择环形线圈Y₅，在接收方式下分别选择环形线圈Y₃、Y₄、Y₅、Y₆和Y₇，Y轴方向的部分扫描按照与上述X轴方向的部分扫描相同的方式进行。(步骤113)。

在这个Y轴方向的部分扫描中，环形线圈Y₅在接收模式下得到最大接收电压V′_p1，其前后的环形线圈Y₄、Y₆在接收模式下分别得到接收电压V′_a1，V′_b1。

这个位置指示器60的坐标值(X₇，Y₅)表示磁芯62的位置。(以下称为X₁，Y₁)。

CPU10根据这个接收信号电压从所述(3)式和(4)式中确定出回旋坐标(X₁，Y₁)。(步骤113)。

而且，CPU10求出一个接收信号强度的修正值V₁，以便使从用于确定位置指示器60的倾斜角的磁芯62来的接收信号达到最大值。

再参照图12，由于在接受信号强度分布的近似2次曲线上，接收信号达到最大的那点的修正值是C，对于这个接收信号分布近似的2次曲线，就C求解(5)式，

[数7]

根据(6)式和(8)式

a(d＋b)²＝V_a－C{

a(d－b)²＝V_b－C

将这两式相减

4adb＝V_a－V_b∴ $a=\frac{V_a-V_b}{4\mathrm{ab}}--\left(16\right)$

根据(7)式和(6)式 $c{=V}_p-{\mathrm{ab}}^2=V_p-\frac{V_a-V_b}{4\mathrm{ab}}\·b^2=V_p-\frac{V_a-V_b}{4d}\·b--\left(17\right)$ 将b的公式代入 $c=V_p-\frac{V_a-V_b}{4d}\·\frac{d(V_b-V_a)}{2({2V}_p-V_a-V_b)}$ $=V_p+\frac{(V_a+V_b{)}^2}{8({2V}_p-V_a-V_b)}--\left(18\right)$

从而求出： $V_1=V_{p1}+\frac{(V_{a1}-V_{b1}{)}^2}{8(2V_{p1}-V_{a1}-V_{b1})}--\left(19\right)$

CPU10在求出位置指示器60的旋转坐标值(X₁，Y₁)和接收信号强度的修正值V₁后，立即开始只使仅用于断开控制线圈66的开关95变为开路状态的“10”模式的设定(步骤114)。

即，CPU10使控制线圈65、67变为短路状态，把为使控制线圈66成开路状态的“10”模式信号向位置指示器60发射，实行“10”模式设定步骤。(步骤114)。

CPU10使发射时间T＝200μS，接收时间R＝200μS，发射时间T＝100μS，接收时间R＝100μS，发射时间T＝600μS，接受时间R＝600μS的发射接收在位置指示器60和感应板1之间进行。

CPU10使选择电路2选择线圈X₇，使发射接收转换电路3转换到发射端T侧上，在T＝200μS的期间使发射电磁波[A]向位置指示器60发送。由此，在共振回路70中产生感应电压[B]。通过进行这个发射时间T＝200μS的发射操作，使第3路径102和第2路径101产生输出[D]和[E]，响应这个输出[D]的下降沿使第2路径101的输出[E]经串并行变换电路86输出。由此，向译码器87的输出[H]和[C]变为“0”，“1”。

然后，CPU10使T＝100发射在感应板1同位置指示器60之间进行。由此，在共振电路70中产生感应电压[B]。通过进行这个送信时间T＝100μS的送信操作，使第3路径102产生输出[D]，响应这个输出[D]的下降沿，使第2路径101的输出[E]经串并行变换电路86输出，由于输出[E]是“低”电平，所以串并行变换电路86的输出[H]和[C]变为“1”，“0”。

接着，CPU10为了使这个“10”数据变换成开关控制信号，在发射时间T＝600μS的期间使发射电磁波向位置指示器60发送。

发射电磁波[A]连续发送600μS后，按照第3路径102，第2路径101，第1路径100的顺序产生如图如示的输出[D]、[E]、[F]。响应输出[F]的上升沿，使串并行变换电路86的输出“10”输出给译码器87，表示译码器87的“2”的Q2输出变为“高”电平，输出[P]变为“高”电平。由此，在开关94～97的控制信号[L][M][N][O]中，只有输出[M]变为“低”电平，其它的输出[L][N][O]都变在“高”电平，开关94、96、97变为闭路状态，只有开关95变为开路状态。接着CPU10进行接受时间R＝600μS的接收方式。由此，感应电压[B]衰减，输出[D][E][F]也变为低电平输出[F]的下降沿，使串并行变换电路86恢复。通这个操作，只使位置指示器60的控制线圈66开路，使其它的控制线圈65和67短路，从而完成了为只使线圈66开路的“10”模式设定。(步骤114)。

在位置指示器60变为“10”模式后，CPU10转到执行在这个“10”模式下为检测出受信电压的部分扫描上。(步骤115)。

即，CPU10使选择电路2选择环形线圈X₇，使发射接收转换电路3和发射端T相连接。在这种状态下，环形线圈X₇向位置指示器60发送发射电磁波[A]。响应这个发射电磁波[A]，使位置指示器60的共振电路70产生受激振荡，在共振电路70中产生感应电压[B]。

在只有开关95开路的状态下，磁通集中在绕有线圈66的磁芯63中，从磁芯63的位置发送电磁波。

即，通过在共振电路70中产生的所述感应电压[B]使磁芯63中产生交流磁场，从磁芯63的位置向所述感应板1，发射电磁波。结果，在感应板1上检测出位置指示器60的磁芯63的位置。

经过送信方式时间后，CPU10使选择回路2选择环形线圈X₅，使发射接收电路3转换到受信端子R上。这个环形线圈X₅在受信方式下，按照同所述步骤104中说明的相同的操作在感应板1上得到接收信号(a)、(b)。

这个部分扫描操作，在发射方式下选择环形线圈X₇，在接收模式下顺次选择环形线圈X₆、X₇、X₈和X₉。

如前所述，由于在本实施例中位置指示器60正在指示的是环绕线圈X₇，Y₅，在X轴方向的部分扫描中，环形线圈X₇在接收模式下得到最大接收电压V_p2，其前后的环形线圈X₆、X₈在接收方式下，分别得到接收电压V_a2、V_b2。CPU10根据下式求出来自用于确定位置指示器60的倾斜角的磁芯63的接收信号的信号强度的强度修正值V₂。(步骤115)。

[数8]

将V_p2、V_a2、V_b2代入(19)式中， $V_2=V_{p2}+\frac{(V_{a2}-V_{b2}{)}^2}{8({2V}_{P2}-V_{a2}-V_{b2})}-\left(20\right)$

CPU10在求出位置指示器60的接收信号强度修正值V₂后，立即开始只使用于仅断开控制线圈70的开关96变为开路状态的“11”模式的设定操作。(步骤116)。

即，CPU10使线圈65及66变为短路状态，将用于使控制线圈67变为开路状态的“11”模式信号向位置指示器60发送，执行“11”模式设定步骤。(步骤116)。

CPU10在使发射时间T＝200μS，接收时间R＝200μS，发射时间T＝200μS，接收时间R＝200μS、发射时间T＝600μS、接收时间R＝600μS的接收和发射在位置指示器60和感应板1之间进行(步骤116，图30的IV)。

CPU10通过选择电路2选择环形线圈X₇，使发射接收电路3转换到发射端子T上，在T＝200μS的期间，将发射电磁波[A]向位置指示器60发送。由此，在共振电路70中产生感应电压[B]。通过这个送信时间T＝200μS的发射操作，从第3路径102和第2路径101分别输出输出[D]和[E]，响应这个输出[D]的下降沿，使第2路径101的输出[E]经串并行变换电路86馈入。由此，向译码器87的输出[H]和[C]变为“0”“1”。

接着，CPU10使T＝200μS的发射在从感应板1到位置指示器60之间进行。由此，在共振电路70中产生感应电压[B]。通过个送信时间T＝200μS的送信操作，从第3路径102和第2路径101分别产生输出[D][E]，响应这个输出[D]的下降沿，第2路101的输出[E]经串并行变换电路86馈入。

由此，串并行变换电路86的输出[H]和[C]变为“1”“1”。

接着，CPU10为了使这个“11”数据变换成开关控制信号，在送信时间T＝600秒的期间，向位置指示器60发送发射电磁波[A]。

发射电磁波[A]连续发送600μS后，按照第3路径102，第2路径101，第1路径100的顺序产生如图所示的输出[C]、[E]、[F]。响应输出[F]的上升沿，串并行变换电路86的输出“11”被译码器87所取入，表示译码器87的3的Q₃输出变为“高”电平，输出[Q]变为“高”电平。由此，在关94～97的控制信号[L][M][N][O]中，只有输出[N]变为“低”电平，其它的输出[L][M][O]全部变成“高”电平，开关94、95、97变为闭路状态，只有开关96变为开路状态。接着，CPU10执行接收时间R＝600μS的接收方式。由此，感应电压[B]衰减，输出[D][E][F]也变成“低”电平。响应输出[F]的下降沿使串并行变换电路86恢复。通过这个操作，只有位置指示器60的控制线圈67开路，其他的线圈65和66短路，结束为了只使控制线圈67开路的“11”模式设定。(步骤116)。

在位置指示器60转换到“11”模式后，CPU10立即转移到用于检测出接收电压的部分扫描上的这个“11”模式下。(步骤117)。

即，CPU10使选择电路2选择环形线圈X₇，使发射接收切换电路3和发射端子T相连接。在这个状态下，环形线圈X₇使发射电磁波[A]向位置指示器60发送。响应这发射电磁波[A]使位置指示器60的共振电路70产生受激振荡，在共振电路70中产生感应电压[B]。

在仅开关96开路的状态下，磁通集中到绕有控制线圈67的磁芯64中，从磁芯64发射电磁波。

即，通过在共振电路70中产生的所述感应电压[B]使控制线圈67产生交流磁场，从磁芯64的位置向所述感应板1发送电磁波。结果，在感应板1上检测出位置指示器60的磁芯64的位置。

在经过发射方式的时间后，CPU10使选择电路2选择环形线圈X₅，发射接受转换电路3转换到受信端子R上。这个环绕线圈X₅在接收方式下，按照同在所述步骤104中说明相同的操作，通过感应板1得到接收信号(a)、(b)。

这个部分扫描操作在发射方式下选择环形线圈X₇，在接收方式下分别顺次选择环形线圈X₆、X₇、X₈和X₉。

如前面所述，由于在本实施例中，位置指示器60正在指示环形线圈X₇，Y₅，在X轴方向的部分扫描中，环形线圈X₇在接收模式下，得到最大接收电压V_p3，其前后的环形线圈X₆、X₈在接收方式下，分别得到接收电压V_a3，V_b3。CPU10根据下式求出来自用于确定位置指示器60的倾斜角的磁芯64的接收信号的信号强度的强度修正值V₃的倾斜角的磁芯64。(步骤117)。

[数9]

将V_p3、V_a3、V_b3代入(19)式中 $V_3=V_{p3}+\frac{(V_{a3}-V_{b3}{)}^2}{8(2V_{p3}-V_{a3}-V_{b3})}--\left(21\right)$

在这个部分扫描操作(步骤110～117)下如果接收信号电平比所定门限值低，则CPU10判定位置指示器60不在感应板1上，处理操作返回到步骤104(步骤118)。

另外，CPU10存储用于跟踪位置指示器60在感应板1上的轨迹的得到最大接收信号的那个环形线圈序号(步骤119)。

接着，CPU10利用中心坐标值(X₀，Y₀)和旋转坐标值(X₁，Y₁)根据所述(11)式～15式进行旋转角度计算。(步骤120)。

接着，CPU10根据所述接收信号强度修正值V₁、V₂、V₃，确定位置指示器60的倾斜角。(步骤120)。

首先，参考图33说明这个倾斜角的测定原理。

图33中，取对于感应板1的环形绕圈平面为高度的方向为Z轴，相当于各个磁芯62、63、64的中心位置的点分别为A、B、C点，由A、B、C点构成的正三角形的重心G在YZ面上，另外，设定坐标轴使相当于位置指示器60的别卡130(图22)的方向的点A重合在Z轴上的要求设定坐标轴。

这里，把3个磁芯的在感应板一侧的端面位置做为A点，B点，C点，由于各点同感应面板的表面的距离基本上和接收信号强度修正值V₁、V₂、V₃成反比例，以A点坐标值为基准，各点坐标值为A点(0，O，Z₁)，B点(X₂，Y₂，Z₂)，C点(X₃，Y₂，Y₃)，G点(O，Y_g，Z_g)。

位置指示器60的倾斜角(θ_x，θ_y)从下式求出。

[数10]

在图33中，θ_x，θ_y用下式表达。

                      (r：正三角形一边的长度)-(22) ${\sin \mathrm{\θ}}_y=\frac{{2Z}_1-Z_2-Z_3}{\sqrt{3}r}$ (点A同点BC之间中点的倾斜角)-(23)

在这里，由于电压V和高度Z成反比例，所以设α为比例系数，Z可以表示如下 $Z_1=\frac{\mathrm{\α}}{V_1}{Z}_2=\frac{\mathrm{\α}}{V_2}{Z}_3=\frac{\mathrm{\α}}{V_3}$ 因此，θ_x，θ_y分别为 ${\mathrm{\θ}}_X={\sin }^{-1}\frac{\mathrm{\α}(V_3-V_2)}{r{V}_2{V}_3}--\left(24\right)$ ${\mathrm{\θ}}_y={\sin }^{-1}\frac{\mathrm{\α}({2V}_2{V}_3-V_1{V}_3-V_1{V}_2)}{\sqrt{3}r{V}_1{V}_2{V}_3}--\left(25\right)$

这里，α/γ是常数，如果事先求出这个值则从上述关系式中可以求出θ_x及θ_y。

(θ_x)是表示相对以别卡130为Y轴方向时的Z轴的倾斜角θ_z的X轴方向的上的倾斜分量(横向倾斜)，(θ_Y)表示Y轴方向的倾斜分量(纵向倾斜)，(θ_z)可以参照图33上部按下述定义确定。

设距位置指示器的中心轴为任意距离L的点为P点，则P点(X_p、Y_p，Z_p)可以用从G点(O，Y_g、X_g)到三角形ABC的平面的相垂直方向的距离仅为L的点表示。

另外，在图33中，X′是通过P点并同X轴平行的直线，Z′是通过G点并同Z轴平行的直线，Y′是通过直线X′和直线Z′的交点并同Y轴平行的直线。在这种情况下，包含直线X和直线Y的平面的Z坐标为一定值Z_p。因此，如图所示，直线X′和直线Y′的交点的坐标值为(O、Y_p、Z_p)。另外，设这个交点同点G之间的距离为L′。另外，设直线Y′同直线Z′的交点的坐标值为(O，Y_g，Z_p)。

直线Z′和直线GP之间的所构成的角，即位置指示器的中心轴和直线Z′所构成的角为(θ_z)，由于以下关系成立，(θ_z)构成下式(26)，可以根据(θ_x，θ_y)求出。

[数11] ${\cos \mathrm{\θ}}_z=\frac{Z_p-Z_g}{L}--\left(1\right)$ $\cos {\mathrm{\θ}}_x=\frac{L\text{'}}{L}--\left(2\right)$ ${\cos \mathrm{\θ}}_y=\frac{Z_p-Z_g}{L\text{'}}--\left(3\right)$

由(2)L′＝LCOSθ_x    ……(2)′

由 $L\text{'}=\frac{Z_P-Z_g}{\cos {\mathrm{\θ}}_y}---\left(3\right)$

由(2)′、(3)′ $L\cos {\mathrm{\θ}}_x=\frac{Z_p{-Z}_g}{\cos {\mathrm{\θ}}_y}$ ∴ $L=\frac{Z_p-Z_g}{\cos {\mathrm{\θ}}_x\·{\cos \mathrm{\θ}}_y}--\left(4\right)$ (4)代入(1)COSθ_z＝COSθ_x·COSθ_y∴θ_z＝COS^-1{COSθ_x·COSθ_y}     -(26)CPU10检测出这个位置检出装置60的倾斜角后，立即反复执行为继续执行部分扫描的步骤110以后的各步骤。

这里，虽然在所述实施例中表示的是在发射方式中通过选择电路2选择环形线圈X₇的情况。但是也可以通过使环形线圈X和环形线圈Y相交差，在X轴方向的部分扫描的发射模式下选择环形线圈Y₅，在Y轴方向的部分扫描的发射模式中，选择X₇。

本发明的结构特征是：在利用电磁感应的位置检测装置中，在位置指示器内设置有按照能包围通过用于检测坐标的线圈磁通一部分的要求缠绕的另一个线圈，通过使上述的另一个线圈两端开闭，使通过用于检测坐标的线圈中的磁通变化，借比可以检测出位置指示器的旋转和倾斜姿势等。

因此，由于消除了各线圈之间的干扰而能检测出靠近点的座标位置。

另外，即使在位置检测装置的有效范围的边缘附近也可精确地检测出以同位置指示器的倾斜位置和位置检测单元的感应板面相垂直的方向为轴的旋转角，不需要再另外设置共振电路线圈，因此不必使位置指示器变粗，由于把位置指示器的共振电路制成一个，使制造时调整容易又使生产效率提高。

Claims (24)

1、一种位置检出装置，该装置通过在位置指示器内设置线圈并利用同感应板的电磁感应检测位置指示器的坐标位置，其特征在于：在上述位置指示器中安装有：

按照能包围通过设置在位置检测器内并用于检测坐标值的第一线圈的磁通的一部分的要求缠绕的控制线圈，和控制通过所述线圈磁通量的控制单元；

在所述感应板中安装有向所述位置指示器中的所述控制单元传送控制信号的操作模式指示单元，利用把通过在由该操作模式指示单元指示的操作方式下的上述第一线圈的磁通变化变为信号强度的变化或坐标位置变化进行检测的单元。

2、根据权利要求1所述的位置检出装置，其特征在于：所述感应板还装备有根据所述检测装置检测出的数据检测出所述位置指示器的相对以同该感应板表面相垂直的方向为轴的旋转角的检测单元。

3、一种位置指示器，该装置通过在位置指示器内部设置线圈并利用感应板之间的电磁感应检测位置指示器的坐标位置的装置，其特征在于：

在所述位置指示器中安装有：

按照能包围通过用于检测坐标值并设置在检测器内的第一控制线圈的磁通一部分的要求缠绕的控制线圈，和控制通过所述控制线圈磁通量的控制单元。

4、一种位置检出装置，该装置通过在位置指示器内设置线圈并利用同感应板之间的电磁感应检测位置指出器的坐标位置，其特征在于：

在所述位置指示器中有：

设置按照能包围通过设置在位置检测器内并用于检测坐标值的第一线圈的磁通一部分的要求缠绕的多个控制线圈，同上述多个控制线圈相连并分别控制通过各个线圈的磁通的多个控制单元；

在所述感应板中，安装有向所述位置指示器中的所述控制单元发射控制信号的操作模式指示单元，利用把通过在由该操作方式下指示的操作模式下的上述第一线圈的磁通变化变为信号强度的变化或座标位置的变化进行检测的装置。

5、根据权利要求4所述的位置检出装置，其特征在于：所述感应板还安装有根据所述检测单元的检测数据检测上述位置指示器的同以垂直该感应板平面为轴的旋转角的检测单元。

6、根据权利要求4或5所述的位置检出装置，其特征在于：所述感应板还安装有根据所述检出器检测的数据检测所述位置指示器相对于感应板表面的倾斜角的检测单元。

7、一种位置指示器，该装置通过在位置指示器内设置线圈并利用同感应板之间的电磁感应检测位置指示器的坐标位置，其特征在于：

在所述位置指示器中设置有：

按照能包围通过设置在位置指示器内并用于检测坐标值的第一线圈的磁通一部分的要求缠绕的多个控制线圈，同上述多个控制线圈相连并分别控制通过各个线圈的磁通的多个控制单元。

8、一种位置检测装置，该装置包括：至少具有由第一线圈和电容组成的共振回路的位置指示器；对着该位置指示器使对应上述共振电路的共振频率的确定频率的发射信号发射给上述位置指示器，从上述共振电路接收对应上述指示器的指示位置的信号并根据该接收信号求出该指示器坐标位置的感应板。其特征在于：在所述位置指示器中设置有：

按照能使流过上述第一线圈中的感应电流在该第一线圈中产生的磁通一部分通过的方式同该第一线圈并列配置的控制线圈，响应由上述感应板发射的操作模式的指示信号控制上述控制线圈开闭的第一控制单元，

在利用上述第一控制单元使上述控制线圈开闭时为使上述共振电路的共振频率与上述发射信号的上述确定频率相等而进行修正的第二控制单元。

9、一种位置检测装置，该装置包括：至少具有由第一线圈和电容组成的共振电路的位置指示器；

对着该位置指示器使对应上述共振电路的共振频率的确定频率的发射信号发送给上述位置指示器。从上述共振电路接收对应上述指示器的指示位置的信号、并根据该接收信号求出该指示器坐标位置的感应板，其特征在于：

(A)在所述位置指示器中设置有：

(a)按照能使流过上述第一线圈中的感应电流在该第一线圈中产生的磁通一部分通过的方式同该第一线圈并置的控制线圈，

(b)响应由上述感应板发射的操作模式的指示信号分别控制上述控制线圈开闭的第一控制单元，

(c)在利用上述第一控制单元使上述控制线圈开闭时为使上述共振电路的共振频率与上述发射信号的上述确定频率相等而进行修正的第二控制单元。

(B)在所述感应板中安装有：

(d)产生为使上述第一控制单元断开上述控制线圈的第一操作方式指示信号的单元的第一操作模式指示信号的单元；

(e)根据从在上述第一操作方式下的上述位置指示器的接收信号确定第一坐标值的单元；

(f)产生为使上述第一控制单元闭路上述控制线圈的第二操作方式信号的单元；

(g)根据从在上述第二操作模式下的上述位置指示器来的接收信号确定第二坐标值的单元；

(h)根据上述第一或第二坐标值确定上述位置指示器坐标位置的单元；

(i)根据上述第一和第二坐标位置检测上述位置指示器的以同该感应板面垂直方向为轴的旋转角的单元。

10、根据权利要求8或权利要求9所述的位置检出装置，其特征在于：上述第1控制装置是由能检测在对应上述发射信号的发射时间维持上述共振电路中的感应电压的发生期间的单元构成。

11、根据权利要求8、9或10所述的位置检出装置，其特征在于：上述第1控制装置包括积分回路和比较器，根据该积分电路的时间常数和该比较器的基准电压判别所述发射信号的发射时间。

12、根据权利要求1、4、8、9、10或11所述的位置检出装置，其特征在于，上述第一线圈缠绕在经捆扎的彼此平行配置在位置指示器的位置指示单元上的至少两棒状磁芯周围，上述的控制线圈至少缠绕在所述磁芯中的至少一个上。

13、根据权利要求9所述的位置检出装置，其特征在于：产生所述第一和第二操作模式指示信号的单元是使向所述位置指示器的发射信号的发射时间变为所定的不同的发射时间的单元。

14、一种位置检测装置，该装置包括：至少具有由第一线圈和电容组成的共振电路的位置指示器；

对着该位置指示器使对应上述共振电路的共振频率的确定频率的发射信号发送给上述位置指示器、从上述共振电路接收对应上述指示器的指示位置的信号、并根据该接收信号求出该指示器坐标位置的感应板，其特征在于：

(A)在所述位置指示器中设置有：

(a)按照能使流过上述第一线圈中的感应电流在该第一线圈中产生的磁通一部分通过的方式同该第一线圈并置的多个控制线圈，

(b)响应由上述感应板发射的操作方式的指示信号分别控制上述多个控制线圈开闭的第一控制单元，

(c)在利用上述第一控制单元，使上述各个控制线圈分别开闭时为使上述共振电路的共振频率与上述发射信号的上述确定频率相等而进行修正的第二控制单元。

15、根据权利要求14所述的位置检测装置，其特征在于：所述第一线圈缠绕捆扎过的中心在构成正三角形排列的3根同样的棒状磁芯的周围，在排列所述三根磁芯时使该正三角形的重心和所述位置指示器的中心轴相一致，所述控制线圈缠绕在各个所述磁芯的周围。

16、根据权利要求14或15所述的位置检测装置，其特征在于：所述第一控制装置包括：

检测对应上述发射信号的发射时间检测维持在上述共振电路中产生的感应电压的发生期间的单元。

根据这个感应电压的发生期间检测所述发射信号的发射期间检测上述发射信号的发射时间并将所述发射信号变换成2进制码的单元；

根据该2进制码的内容分别控制所述控制线圈的装置。

17、根据权利要求14、15或16所述的位置检出装置，其特征在于：所述第1控制装置包含有多组积分电路和比较器，并根据该积分电路的时间常数和该比较器的基准电压检测由所述各组分开的不同的所述发射信号的发送时间，根据被所述各个组检测的发射时间，将发射信号变换成2进制码。

18、一种位置检测装置，包括：至少具有由第一线圈和电容组成的共振回路的位置指示器；对着该位置指示器使对应上述共振电路的共振频率的确定频率的发射信号发送给上述位置指示器、从上述共振电路接收对应上述指示器位置的信号并根据该接收信号求出该指示器坐标位置的感应板；其特征在于：

(A)在所述位置指示器中设置有：

(a)按照能使流过上述第一线圈中的感应电流在该第一线圈中产生的磁通一部分通过的方式同该第一线圈并置的多个控制线圈；

(b)响应由上述感应板发射的操作方式的指示信号分别控制上述多个控制线圈开闭的第一控制单元；

(c)在利用上述第一控制单元使上述多个控制线圈分别开闭时为使上述共振电路的共振频率与上述发射信号的上述确定频率相等而进行修正的第二控制单元；

(B)在所述的感应板中安装有：

(d)产生为使上述第一控制单元分别开闭的上述多个控制线圈的不同的多个操作模式信号的单元；

(e)求出来自在上述不同的多个操作模式下的上述位置指示器的各个接收信号的最大强度单元；

(f)根据所述求出的各个受信信号的最大强度确定上述位置指示器的相对于该感应板平面的倾斜角的单元。

19、根据权利要求18所述的位置检测装置，其特征在于，所述感应板包括：

(g)产生为使所述第1控制单元将所述多个控制线圈全部开路的操作方式指示信号的单元；

(h)根据从在这个操作模式下的所述位置指示器来的接收信号，确定所述位置指示器的坐标值的单元。

20、根据权利要求18或19所述的位置检测装置，其特征在于：所述的感应板包括：

(i)产生为使所述第1控制单元将所述多个控制线圈全部开路的操作模式指示信号的单元；

(j)根据从在这个操作模式下的所述位置指示器来的接收信号确定所述位置指示器的坐标值的单元；

(k)产生为使所述第1的控制单元只使所述多个控制线圈中的一个开路的操作模式指示信号的单元；

(1)根据从在这个动作模式下的来自所述位置指示器的接收信号，确定所述被开路的控制线圈的坐标值的第2单元；

(m)根据上述第1单元和第2单元所确定的坐标值，检测所述位置指示器的以同感应板面相垂直的方向为轴的旋转角的单元。

21、根据权利要求18、19或20所述的位置检出装置，其特征在于：

所述第1线圈缠绕在捆扎过的中心构成正三角形排列的三根同样的棒状磁芯的周围，在排列所述三根磁芯时使该正三角形的重心点和所述位置指示器的中心轴相一致；

所述控制线圈分别缠绕在所述磁芯的周围；

产生所述多个操作模式信号的单元，产生使这三个控制线圈一根一根地顺次开路的三种操作模式信号；

求出所述接收信号的最大强度的单元，检测出从所述三个控制线圈中被开路的控制线圈所缠绕的那个磁芯发送给感应板的接收信号的接收信号强度；

确定所述倾斜角的单元根据和所述三种操作模式相对应的三个接收信号强度，确定倾斜角。

22、根据权利要求18、19、20或21所述的位置检出装置，其特征在于：

所述操作模式信号产生单元包括：

产生向所述位置指示器发送发射时间不同的2种操作模式的发射信号的单元，

将这2种操作模式的发射信号组合起来，用2进制码向所述位置指示器发送操作模式信号的单元。

23、根据权利要求18、19、20、21或22所述的位置检出装置，其特征在于：所述第一控制单元包括：

对应上述发射信号的发射时间检测维持在上述共振电路内产生的感应电压的发生期间的单元；

根据这个感应电压的产生期间检测所述发射信号的发射时间并将所述发射信号变换成2进制码的变换单元；

根据这个2进制码的内容分别控制所述控制线圈的控制单元。

24、根据权利要求18、19、20、21、22或23所述的位置检出装置，其特征在于：所述第1控制单元能完成：包括有多个组的积分电路和比较器，根据该积分回路的时间常数和该比较器的基准电压检测由所述各个组的分开的不同的所述发射信号的发射时间；

根据所述各个组装，所检测出的发射时间将所述发射信号变换成2进制码。

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