JPH04294B2 - - Google Patents
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- JPH04294B2 JPH04294B2 JP58219826A JP21982683A JPH04294B2 JP H04294 B2 JPH04294 B2 JP H04294B2 JP 58219826 A JP58219826 A JP 58219826A JP 21982683 A JP21982683 A JP 21982683A JP H04294 B2 JPH04294 B2 JP H04294B2
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- conductors
- detection coil
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- conductor
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 57
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 44
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 1
- 230000001012 protector Effects 0.000 description 1
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、コンピユータなどの電子機器に、手
書文字や図形などの情報を入力用ペンなどで入力
する際に用いて有効な座標入力装置に関する。
書文字や図形などの情報を入力用ペンなどで入力
する際に用いて有効な座標入力装置に関する。
従来例の構成とその問題点
最近、手書き文字や図形情態を座標情報として
計算機などに入力する座標入力装置の需要が高ま
つてきている。
計算機などに入力する座標入力装置の需要が高ま
つてきている。
座標の検出原理として種々のものが考えられ、
使用されているが、中でも電磁誘導方式は精度が
高く、高信頼性であるため広く用いられている。
しかしながら、この方式では入力用ペンあるいは
カーソルに内蔵された検出コイルで磁界の発生あ
るいは検出を行なうため、入力ボードと検出コイ
ルの相対距離があまり大きいと座標の検出誤差が
生ずる場合が多い。したがつて検出コイルを入力
ペンの極く先端に配置しなければならず、入力ペ
ンのペン先が太くなつて操作性の悪いものとなつ
たり、また入力ボード上に、あまり厚いメニユー
シート、保護シート等を置けないといつた問題点
がある。
使用されているが、中でも電磁誘導方式は精度が
高く、高信頼性であるため広く用いられている。
しかしながら、この方式では入力用ペンあるいは
カーソルに内蔵された検出コイルで磁界の発生あ
るいは検出を行なうため、入力ボードと検出コイ
ルの相対距離があまり大きいと座標の検出誤差が
生ずる場合が多い。したがつて検出コイルを入力
ペンの極く先端に配置しなければならず、入力ペ
ンのペン先が太くなつて操作性の悪いものとなつ
たり、また入力ボード上に、あまり厚いメニユー
シート、保護シート等を置けないといつた問題点
がある。
発明の目的
本発明の目的は、入力ボードと検出コイルとの
相対距離があつても高精度の座標検出ができる座
標入力装置を提供することにある。
相対距離があつても高精度の座標検出ができる座
標入力装置を提供することにある。
発明の構成
本発明の座標入力装置は、X方向およびY方向
に所定間隔あけてマトリクス状に配設された複数
本の導体を有し、かつ上記XまたはY方向の各導
体のうち、2本の導体を順次選択して外部より電
流を供給するように構成した入力ボードと、上記
入力ボードの面上に移動可能に位置される座標入
力用の検出コイルと、上記選択された2本の導体
を流れる電流により上記検出コイルに誘起される
誘導電圧をそれぞれ独立して検出する検出手段を
備え、上記選択された2本の導体において、一方
の導体を流れる電流の値と他方の導体を流れる電
流の値の和が一定となるよう上記2本の導体に流
す電流の値を相対的に変化させ、上記2本の導体
間に置かれた上記検出コイルにそれぞれの導体に
よつて発生せられる磁界にて誘起される各誘導電
圧の値の比が所定値になつた時の一方の導体の電
流値によつて上記検出コイルの位置を求めるよう
に構成するとともに、上記各導体にバイアス電流
を重畳して流し、上記検出コイルの位置の検出誤
差を補正するように上記バイアス電流の値を設定
するものであり、これにより、入力ボードと検出
コイルとの相対距離があつても高精度の座標検出
を可能とするものである。
に所定間隔あけてマトリクス状に配設された複数
本の導体を有し、かつ上記XまたはY方向の各導
体のうち、2本の導体を順次選択して外部より電
流を供給するように構成した入力ボードと、上記
入力ボードの面上に移動可能に位置される座標入
力用の検出コイルと、上記選択された2本の導体
を流れる電流により上記検出コイルに誘起される
誘導電圧をそれぞれ独立して検出する検出手段を
備え、上記選択された2本の導体において、一方
の導体を流れる電流の値と他方の導体を流れる電
流の値の和が一定となるよう上記2本の導体に流
す電流の値を相対的に変化させ、上記2本の導体
間に置かれた上記検出コイルにそれぞれの導体に
よつて発生せられる磁界にて誘起される各誘導電
圧の値の比が所定値になつた時の一方の導体の電
流値によつて上記検出コイルの位置を求めるよう
に構成するとともに、上記各導体にバイアス電流
を重畳して流し、上記検出コイルの位置の検出誤
差を補正するように上記バイアス電流の値を設定
するものであり、これにより、入力ボードと検出
コイルとの相対距離があつても高精度の座標検出
を可能とするものである。
実施例の説明
以下、図面に基づき本発明の実施例を具体的に
説明する。第1図A,Bは本発明の座標入力装置
の位置検出原理を示す概略図と磁界強度分布を示
すグラフである。第1図Aにおいて、1,1は平
行に配設された導体で、2は導体1と同一平面上
に置かれた検出コイルであり、これは、たとえば
入力用ペンの先端に設けられている。
説明する。第1図A,Bは本発明の座標入力装置
の位置検出原理を示す概略図と磁界強度分布を示
すグラフである。第1図Aにおいて、1,1は平
行に配設された導体で、2は導体1と同一平面上
に置かれた検出コイルであり、これは、たとえば
入力用ペンの先端に設けられている。
第1図Aにおいて、各導体に電流を流した時、
導体を中心として円心円状の磁界が発生するが、
導体で囲まれた平面上では、その磁界はこの平面
に垂直となり、その磁界強度は次式のように表わ
される。
導体を中心として円心円状の磁界が発生するが、
導体で囲まれた平面上では、その磁界はこの平面
に垂直となり、その磁界強度は次式のように表わ
される。
H1=I1/2πx ……(1)
H2=I2/2π(d−x) ……(2)
ただし、一方の導体に流す電流をI1、これによる
磁界をH1、他方の導体に流す電流をI2、これに
よる磁界をH2とする。dは両導体間の距離であ
る。
磁界をH1、他方の導体に流す電流をI2、これに
よる磁界をH2とする。dは両導体間の距離であ
る。
これを図示すれば第1図Bの磁界強度分布グラ
フのようになる。次に検出コイル2を第1図のよ
うにx=xpなる位置へ置いた時、検出コイル2に
誘起される電圧は、H1による誘導電圧をV1,H2
による誘導電圧をV2とすれば、 V1=K・H1=K・I1/2πxp ……(3) V2=K・H2=K・I2/2π(d−xp) ……(4) (ただし、Kは定数) と表わされる。従つて(3),(4)両式により検出コイ
ル2の位置xpを求めると(5)式のように表わされ
る。
フのようになる。次に検出コイル2を第1図のよ
うにx=xpなる位置へ置いた時、検出コイル2に
誘起される電圧は、H1による誘導電圧をV1,H2
による誘導電圧をV2とすれば、 V1=K・H1=K・I1/2πxp ……(3) V2=K・H2=K・I2/2π(d−xp) ……(4) (ただし、Kは定数) と表わされる。従つて(3),(4)両式により検出コイ
ル2の位置xpを求めると(5)式のように表わされ
る。
xp=d・I1/I2/V1/V2+I1/I2 ……(5)
ここで、V1/V2=1、11+I2=I0(I0は一定)
とすれば、検出コイル2の位置xpは、
xp=d/I0・I1 ……(6)
と表わされる。
すなわち、電流I1,I2によつて検出コイル2に
誘起される誘導電圧V1,V2の値の比が1となる
時のI1の値を調べることにより、検出コイル2の
位置xpを求めることができる。上記式(6)の関係を
図示すると第2図のようになる。従つて、検出コ
イルの位置をデイジタルコードで出力したい時
は、上記位置座標xと対応したデイジタルコー
ド、例えば2進コードをデイジタル−アナログ変
換(以下D/A変換と云う)を用いてI1,I2を作
り出すことにより、容易に実現できる。
誘起される誘導電圧V1,V2の値の比が1となる
時のI1の値を調べることにより、検出コイル2の
位置xpを求めることができる。上記式(6)の関係を
図示すると第2図のようになる。従つて、検出コ
イルの位置をデイジタルコードで出力したい時
は、上記位置座標xと対応したデイジタルコー
ド、例えば2進コードをデイジタル−アナログ変
換(以下D/A変換と云う)を用いてI1,I2を作
り出すことにより、容易に実現できる。
(6)式の関係は、入力ボードすなわち導体1で構
成される平面上に密接して検出コイルがある場合
であるが、入力ボードと検出コイルとに相対距離
がある場合(すなわち検出コイルが入力ボード上
ある高さにある場合)には、実際のコイル位置と
(6)式で求められる位置とには差が出る。
成される平面上に密接して検出コイルがある場合
であるが、入力ボードと検出コイルとに相対距離
がある場合(すなわち検出コイルが入力ボード上
ある高さにある場合)には、実際のコイル位置と
(6)式で求められる位置とには差が出る。
第3図は、検出コイルが入力ボード上の高さh
に位置する場合の断面図である。導体1には、そ
れぞれ電流I1,I2が流れているものとする。検出
コイルの位置における磁界はそれぞれ次のように
表わされる。
に位置する場合の断面図である。導体1には、そ
れぞれ電流I1,I2が流れているものとする。検出
コイルの位置における磁界はそれぞれ次のように
表わされる。
2つの導体1から検出コイルを望む仰角をそれぞ
れα1,α2とすると、検出コイル2で検出される磁
界は次のように表わされる。
れα1,α2とすると、検出コイル2で検出される磁
界は次のように表わされる。
H″1=H′1・cosα1 ……(9)
H″2=H′2・cosα2 ……(10)
一方、
であるから、検出コイル2に誘起される電圧は、
それぞれの電流に対応して次のように表わされ
る。
それぞれの電流に対応して次のように表わされ
る。
V′1=K・H″1=K・xp・I1/2π(xp 2+h2)……(1
3) V′2=K・H″2=K・(d−xp)・I2/2π{(d−x
p)2+h2}……(14) 座標検出の原理上、V′1=V′2のときのI1によつ
て座標が読み出されることになるので、この読み
出される座標をx′pとすると、x′pのように求めら
れる。
3) V′2=K・H″2=K・(d−xp)・I2/2π{(d−x
p)2+h2}……(14) 座標検出の原理上、V′1=V′2のときのI1によつ
て座標が読み出されることになるので、この読み
出される座標をx′pとすると、x′pのように求めら
れる。
V′1=V′2より
x′p=d/I0・I1
=xp+(d−2xp)h2/xp(d−xp)+h2……(15
) すなわち、(15)式の第2項の座標検出の誤差
となる。
) すなわち、(15)式の第2項の座標検出の誤差
となる。
第4図は、上記の誤差補正のために、I1,I2に
共通にバイヤス電流IBを加えた場合の検出コイル
の位置座標と電流値との関係を示したもので第2
図と対応する図である。この場合、(7)式における
I1の代りに、I1+IB、(8)式におけるI2の代りにI2+
IB、(15)式におけるI0の代りにI0+2IBと置いて、
同様に計算を行なうと、読み出される座標x″pは
次のように求められる。
共通にバイヤス電流IBを加えた場合の検出コイル
の位置座標と電流値との関係を示したもので第2
図と対応する図である。この場合、(7)式における
I1の代りに、I1+IB、(8)式におけるI2の代りにI2+
IB、(15)式におけるI0の代りにI0+2IBと置いて、
同様に計算を行なうと、読み出される座標x″pは
次のように求められる。
x″p=d/I0・I1
=xp+d−2xp/x0(d−x0)+h2×
〔h2−IB/I0{xp(d−xp)−h2}〕 ……(16)
(16)式において誤差項がゼロとなる条件は、
第2項=0とおいて次のようになる。
第2項=0とおいて次のようになる。
IB/I0=h2/xp(d−xp)−h2 ……(17)
この条件はxpの関係となるので、あるxpにおい
てしか成立しない。しかしながら、実際上、o〜
dの全領域を座標検出に利用せずに、後述するよ
うにd/4〜3d/4の範囲に用いるのが妥当で
ある。したがつて、(17)式の分母におけるxp(d
−xp)は0.19(xp=d/4,3d/4のとき)〜
0.25(xp=d/2のとき)の変動しか無く補正効
果は充分である。なお、(16)式の第2項には
(d−2xp)の係数があるので、xp=d/2近傍で
は第2項は自然に小さくなる。したがつて、使用
領領域の端、すなわちxp=d/4のとき(17)式
を満足するようにIBを設定することになる。
てしか成立しない。しかしながら、実際上、o〜
dの全領域を座標検出に利用せずに、後述するよ
うにd/4〜3d/4の範囲に用いるのが妥当で
ある。したがつて、(17)式の分母におけるxp(d
−xp)は0.19(xp=d/4,3d/4のとき)〜
0.25(xp=d/2のとき)の変動しか無く補正効
果は充分である。なお、(16)式の第2項には
(d−2xp)の係数があるので、xp=d/2近傍で
は第2項は自然に小さくなる。したがつて、使用
領領域の端、すなわちxp=d/4のとき(17)式
を満足するようにIBを設定することになる。
第5図は、本発明の一実施例に係る座標入力装
置のブロツク図で、1は入力ボード3にピツチd
でマトリクス状に配設された導体、2は入力用ペ
ンの先端に付設された検出コイルである。6はカ
ウンタ8aからの2進コードに対応した電流にI1
およびI2を設定し、かつ、電流I1とI2の和が一定
値I0となるように保つD/A(デジタル−アナロ
グ)変換回路、12は電流I1,I2に対して、誤差
補正用のバイアス電流を与えるバイアス回路、5
は電流I1およびI2をX方向またはY方向に分配す
るためのスイツチ回路、4a,4bはカウンタ8
bからの2進コードにより、電流I1およびI1を導
体1へ分配するためのマルチプレクサである。9
は検出コイル2に誘起された2つの誘導電圧V1
とV2との比が1になることを検出し、かつ、検
出コイル2が電流の流れている導体間に存在する
か否かを判定し、座標データを一時記憶するラツ
チ回路10をコントロールする検出回路。11は
電流I1,I2と等しい高周波電流を得るための変調
回路、7はカウンタ8a、変調回路11、D/A
変換回路6を駆動するためのクロツクパルス発生
回路、13はカウンタ8aにプリセツトデータを
与えるプリセツト回路である。
置のブロツク図で、1は入力ボード3にピツチd
でマトリクス状に配設された導体、2は入力用ペ
ンの先端に付設された検出コイルである。6はカ
ウンタ8aからの2進コードに対応した電流にI1
およびI2を設定し、かつ、電流I1とI2の和が一定
値I0となるように保つD/A(デジタル−アナロ
グ)変換回路、12は電流I1,I2に対して、誤差
補正用のバイアス電流を与えるバイアス回路、5
は電流I1およびI2をX方向またはY方向に分配す
るためのスイツチ回路、4a,4bはカウンタ8
bからの2進コードにより、電流I1およびI1を導
体1へ分配するためのマルチプレクサである。9
は検出コイル2に誘起された2つの誘導電圧V1
とV2との比が1になることを検出し、かつ、検
出コイル2が電流の流れている導体間に存在する
か否かを判定し、座標データを一時記憶するラツ
チ回路10をコントロールする検出回路。11は
電流I1,I2と等しい高周波電流を得るための変調
回路、7はカウンタ8a、変調回路11、D/A
変換回路6を駆動するためのクロツクパルス発生
回路、13はカウンタ8aにプリセツトデータを
与えるプリセツト回路である。
以上のように構成された本実施例の座標入力装
置について、以下その動作を説明する。まず、カ
ウンタ8bの出力コードをマルチプレクサ4a,
4bに入力し、電流を流す2本の導体を選択す
る。この場合、選択される2本の導体は1本おき
に選択されたものとする。したがつて、選択され
た2本の導体の間隔はdであり、入力ボード3全
体にわたつて切れ目なく座標検出を行なうには、
2本の導体間のd/4〜3d/4の間を使えばよ
い。
置について、以下その動作を説明する。まず、カ
ウンタ8bの出力コードをマルチプレクサ4a,
4bに入力し、電流を流す2本の導体を選択す
る。この場合、選択される2本の導体は1本おき
に選択されたものとする。したがつて、選択され
た2本の導体の間隔はdであり、入力ボード3全
体にわたつて切れ目なく座標検出を行なうには、
2本の導体間のd/4〜3d/4の間を使えばよ
い。
カウンタ8aは、フルカウント数「48」でその
キヤリー出力をカウンタ8bに送る。ただし、カ
ウンタ8aにはプリセツト回路13により「16」
のプリセツト値が与えてあり、このプリセツト値
をd/4の電流値に対応させてある。したがつ
て、クロツクパルス発生器7のクロツクパルスを
「32」カウントすると、カウンタ8aはキヤリー
を出力する。すなわち、d/4〜3d/4の間を
32ステツプに分解することになる。カウンタ8a
よりキヤリー出力がカウンタ8bに与えられる
と、カウンタ8bの出力コードが変化し、次の2
本の導体を選択し、以下同様の動作をくり返す。
キヤリー出力をカウンタ8bに送る。ただし、カ
ウンタ8aにはプリセツト回路13により「16」
のプリセツト値が与えてあり、このプリセツト値
をd/4の電流値に対応させてある。したがつ
て、クロツクパルス発生器7のクロツクパルスを
「32」カウントすると、カウンタ8aはキヤリー
を出力する。すなわち、d/4〜3d/4の間を
32ステツプに分解することになる。カウンタ8a
よりキヤリー出力がカウンタ8bに与えられる
と、カウンタ8bの出力コードが変化し、次の2
本の導体を選択し、以下同様の動作をくり返す。
一方、検出コイル2には、各導体からの誘導電
圧が発生するが、検出コイル2の両側の導体に電
流が流れ、かつ、検出コイル2に誘起される2つ
の誘導電圧V1,V2の比が1になつた時、検出回
路9はコントロール信号を出力し、カウンタ8a
および8bの出力コードをラツチ回路10に記憶
する。カウンタ8aa,8bの出力コードは入力
面3の座標値と対応しているため、ラツチ回路1
0の出力コードから検出コイル2の位置を知るこ
とができる。
圧が発生するが、検出コイル2の両側の導体に電
流が流れ、かつ、検出コイル2に誘起される2つ
の誘導電圧V1,V2の比が1になつた時、検出回
路9はコントロール信号を出力し、カウンタ8a
および8bの出力コードをラツチ回路10に記憶
する。カウンタ8aa,8bの出力コードは入力
面3の座標値と対応しているため、ラツチ回路1
0の出力コードから検出コイル2の位置を知るこ
とができる。
発明の効果
以上の説明から明らかなように、本発明の座標
入力装置は、導体に流す電流I1,I2に対して検出
コイルと入力ボードとの相対距離から導出される
値のバイアス電流を加えるという簡単な操作で、
この相対距離に起因する検出コイルの位置の検出
誤差を補正でき、高精度の座標検出が可能とな
る。
入力装置は、導体に流す電流I1,I2に対して検出
コイルと入力ボードとの相対距離から導出される
値のバイアス電流を加えるという簡単な操作で、
この相対距離に起因する検出コイルの位置の検出
誤差を補正でき、高精度の座標検出が可能とな
る。
第1図A,Bは本発明の座標入力装置の位置検
出原理を説明するための概略図と磁界強度分布を
示すグラフ、第2図は上記位置検出原理に基づく
理論式の関係を示したグラフ、第3図は検出コイ
ルが入力ボード上に位置する場合の断面図、第4
図はバイアス電流を加えた場合の位置座標と電流
値との関係を示す特性図、第5図は本発明の一実
施例に係る座標入力装置のブロツク図である。 1……導体、2……検出コイル、3……入力ボ
ード、4a,4b……マルチプレクサ、5……ス
イツチ回路、6……D/A変換回路、7……クロ
ツクパルス発生回路、8a,8b……カウンタ、
9……検出回路、10……ラツチ回路、11……
変調回路、12……バイアス回路、13……プリ
セツト回路。
出原理を説明するための概略図と磁界強度分布を
示すグラフ、第2図は上記位置検出原理に基づく
理論式の関係を示したグラフ、第3図は検出コイ
ルが入力ボード上に位置する場合の断面図、第4
図はバイアス電流を加えた場合の位置座標と電流
値との関係を示す特性図、第5図は本発明の一実
施例に係る座標入力装置のブロツク図である。 1……導体、2……検出コイル、3……入力ボ
ード、4a,4b……マルチプレクサ、5……ス
イツチ回路、6……D/A変換回路、7……クロ
ツクパルス発生回路、8a,8b……カウンタ、
9……検出回路、10……ラツチ回路、11……
変調回路、12……バイアス回路、13……プリ
セツト回路。
Claims (1)
- 1 X方向およびY方向に所定間隔あけてマトリ
クス状に配設された複数本の導体を有し、かつ上
記XまたはY方向の各導体のうち、2本の導体を
順次選択して外部より電流を供給するように構成
した入力ボードと、上記入力ボードの面上に移動
可能に位置される座標入力用の検出コイルと、上
記選択された2本の導体を流れる電流により上記
検出コイルに誘起される誘導電圧をそれぞれ独立
して検出する検出手段を備え、上記選択された2
本の導体において、一方の導体を流れる電流の値
と他方の導体を流れる電流の値の和が一定となる
よう上記2本の導体に流す電流の値を相対的に変
化させ、上記2本の導体間に置かれた上記検出コ
イルにそれぞれの導体によつて発生せられる磁界
にて誘起される各誘導電圧の値の比が所定値にな
つた時の一方の導体の電流値によつて上記検出コ
イルの位置を求めるように構成するとともに、上
記各導体にバイアス電流を重畳して流し、上記検
出コイルの位置の検出誤差を補正するように上記
バイアス電流の値を設定したことを特徴とする座
標入力装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58219826A JPS60112131A (ja) | 1983-11-22 | 1983-11-22 | 座標入力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58219826A JPS60112131A (ja) | 1983-11-22 | 1983-11-22 | 座標入力装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60112131A JPS60112131A (ja) | 1985-06-18 |
| JPH04294B2 true JPH04294B2 (ja) | 1992-01-07 |
Family
ID=16741644
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58219826A Granted JPS60112131A (ja) | 1983-11-22 | 1983-11-22 | 座標入力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60112131A (ja) |
-
1983
- 1983-11-22 JP JP58219826A patent/JPS60112131A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60112131A (ja) | 1985-06-18 |
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