DE69528353T2

DE69528353T2 - Koordinatenerkennungsgerät und Informationserkennungsverfahren

Info

Publication number: DE69528353T2
Application number: DE69528353T
Authority: DE
Inventors: Yasushi Sekizawa
Original assignee: Wacom Co Ltd
Current assignee: Wacom Co Ltd
Priority date: 1995-05-18
Filing date: 1995-07-11
Publication date: 2003-01-23
Anticipated expiration: 2015-07-12
Also published as: JPH08314615A; JP2771788B2; EP0743612A1; DE69528353D1; EP0743612B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zur Detektion von Koordinaten zur Detektion zweidimensionaler Koordinateninformationen wie z. B. ein Digitalisierer oder ein Tablet und insbesondere auf ein Gerät zur Detektion von Koordinaten mit einer Winkelinformationsdetektionsfunktion, die fähig ist, den Gerad und die Richtung eines Neigungswinkels eines schreibstiftartigen Positionsindikators (allgemein als stylus pen bezeichnet) zu detektieren, sowie ein Verfahren zur Detektion von Winkelinformationen hierfür.

Beschreibung des Standes der Technik

Verschiedene Typen von Positionsdektionssystemen zum Gebrauch in Geräten für die Koordinatendetektion sind schon bekannt. Ein Beispiel dieser Positionsdetektionssysteme ist ein elektromagnetisches Übertragungsverfahren, wie es in den japanischen Patentanmeldungen Nr. S 61-213970 und H 1-282852 beschrieben ist.
Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm zur Illustrierung der prinzipiellen Arbeitsweise eines Koordinatendetektionsgeräts, welches das elektromagnetische Übertragungsverfahren verwendet. Das Koordinatendetektionsgerät, das dieses Verfahren verwendet, ist aufgebaut aus einer Sensorsektion (aus Einfachheitsgründen ist lediglich eine Gruppe von X-Achsensensorspulen in der Zeichnung dargestellt), die aus einer Vielzahl von Sensorspulen besteht, die Seite an Seite in Richtung der Positionsdetektion angeordnet sind (sowohl in X-Achsen- als auch in Y- Achsenrichtung), um somit eine Sensorebene zu bilden, und einem Positionsindikator wie einem stylus pen oder einem Curser- Gehäuse, einem elektromagnetischen Kopplungsmittel wie eine Spule oder ein Resonanzkreis. Bei der elektromagnetischen Übertragungsmethode wird ein Koordinatenwert einer Position durch einen Positionsindikator angezeigt, auf der Grundlage eines Signals, das als Ergebnis der Übertragung einerelektromagnetischen Welle zwischen einer Sensorspule in der Sensorebene und dem Positionsindikator empfangen wird. Üblicherweise hat das Koordinatendetektionsgerät zusätzlich zur Erwerbung der Daten eines Koordinatenwertes der angezeigten Position ein weiteres Ziel, wie das Erhalten von Schaltungsinformation zur Spezifierung verschiedener Operationen an der angezeigten Position. Um dieses Ziel zu erreichen, beinhaltet der Positionsindikator auch ein Mittel zum Eingeben von Schaltungsinformationen. Beispielsweise wird ein Eingabemittel für Schaltungsinformation von einem Schalter gebildet, welcher eingeschaltet wird, wenn das Spitzenende der stylus pen-Spitze in Kontakt mit der Sensorebene gebracht wird. Wenn eingeschaltet, verändert dieser Typ des Schalters geringfügig die Resonanzbedingungen der Spule oder des Resonanzkreises durch das Hinzufügen eines Elementes wie z. B. eines Kondensators.
In der Sensorsektion ist jeweils ein Paar von Sensorspulengruppen entlang der X-Achse und Y-Achse derart angeordnet, daß die eine die andere in einem rechten Winkel kreuzt.
Bezug nehmend auf die Fig. 1 wird der Prozess der Positionsdetektion mit dem elektromagnetischen Übertragungsverfahren nun erklärt. Ein Hochfrequenzsignal wird zu einer ausgewählten Sensorspule von einem Hochfrequenzsignalerzeugungskreis gesendet, und als Ergebnis wird eine elektromagnetische Welle (ein Transmissionssignal) von der Sensorspule emittiert. Die so emittierte elektromagnetische Welle veranlasst den Resonanzkreis oder ähnliches, eingebettet in dem Positionsindikator zur Resonanz (wenn der Positionsindikator auf diese Sensorspulen gesetzt wird). Wenn die Emission der elektromagnetischen Welle von der Sensorspule beendet ist (d. h., daß die Aussendung des Hochfrequenzsignales ist gestoppt), wird eine elektromagnetische Reaktion Welle von dem Resonanzkreis emittiert, der in dem Positionsindikator- untergebracht ist. Diese elektromagnetische Reaktionswelle bringt die Erzeugung einer Induktionsspannung in der Sensorspule zustande. Diese Induktionsspannung ist das empfangene Signal. Dieses empfangene Signal wird zu einer signalverarbeitenden Sektion über einen Empfangskreis gesendet, und die Amplitude und Phase dieses Signals werden analysiert.
Die Transmission und der Empfang elektromagnetischer Wellen für eine Sensorspule wird wiederholt ausgeführt für jede der Vielzahl der Sensorspulen, die in der Sensorsektion angeordnet sind, und zwar durch abwechselndes Schalten einer nach der anderen in der Richtung der Positionsdetektion. Dieses abwechselnde Schalten der Sensorspulen wird im weiteren als Scannen bezeichnet. Das Positions-Detektionsgerät ist ausgestattet mit einer Sensorsspulen-Schaltsektion, die aus Multiplexern zum Auswählen d. h. Schalten der Vielzahl von Sensorspulen besteht. Die Schaltaktion der Sensorspulen-Schaltsektion und die Transmission und der Empfang elektromagnetischer Wellen werden durch eine Signalsteuerungs-Sektion (nicht dargestellt) des Koordinatendetektionsgeräts gesteuert.
Der Positions-Detektionsprozess deckt alle Prozesse vom Beginn, wenn Koordinanteninformation des Positionsindikators nicht erhalten wird, bis zu dem Augenblick ab, wenn die akkuraten X- und Y-Koordinaten des Positionsindikators berechnet sind. Das sogenannte Gesamt-Scannen wird zuerst gestartet, um alle Sensorspulen, die in der Sensorspule angeordnet sind, zu scannen. Dieses Gesamt-Scannen kann als ein Typ eines Grob- Detektionsprozesses bezeichnet werden. Die Verteilung der induzierten Spannungen über die Sensorebene wird auf der Basis einer Induktionsspannung von jeder Sensorspule erhalten. Wenn der Positionsindikator auf einem Level positioniert ist, das niedriger ist als eine detektierbare Höhe oberhalb der Sensorebene, erscheint der Maximalwert der Verteilung der induzierten Spannungen an einer Sensorspule, die dem Positionsindikator am nächsten ist. Zur selben Zeit erscheint eine Wellenform, die im wesentlichen bei der Sensorspule zentriert ist, die den Maximalwert innerhalb einer Gruppe von mehreren Sensorspulen zeigt. Auf diese Weise ist es möglich, eine wesentliche Position des Positionsindikators zu bestimmen. Der Detektionsprozess geht über zum Sektorscannen. Bei diesem Sektorscannen wird die oben angesprochene Transmission und der Empfang von elektromagnetischen Wellen für die Sensorspule wiederholt, die den Maximalwert zeigt und weitere Sensorspulen, die dieser Sensorspule benachbart sind. Wenn der Maximalwert wieder erhalten wird, wird die Anwesenheit des Positionsindikators erkannt. Berechnung einschließlich Interpolation wird in der Signalerzeugungssektion ausgeführt, basierend auf Daten für jede Induktionsspannung, die als Resultat des Sektorscannens erhalten wird, wobei die Koordinaten des Positionsindikators akkurat bestimmt werden. Um mehr akkurate Daten zu erhalten, wird das Sektorscannen allgemein mehrere Male wiederholt. Dieses Sektorscannen kann als Fein-Detail-Detektionsprozess bezeichnet werden.
Es existiert ein Verfahren, in dem ein Positionsindikator eine von einer Sensorebene emittierte elektromagnetische Welle empfängt, oder ein elektromagnetisch aktiviertes System, in welchem eine Sensorebene einfach eine elektromagnetische Welle empfängt, die von einem Positionsindikator ausgesendet wird. Darüber hinaus existiert eine Überkreuz-Detektionsmethode, bei der eine elektromagnetische Welle, die von einer Sensorspule in der X-Achsenrichtung emittiert wird, von einer Sensorspule in der Y-Achsenrichtung empfangen wird. Eine weitere Methode ist eine selbstoszillierende Detektionsmethode, die in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. H 5-241722 beschrieben ist. Bei dieser selbstoszillierenden Detektionsmethode ist eine positive Feedback-Schleife zwischen Verstärkern hergestellt, die jeweils mit Sensorspulen in der X-Achsen- und Y- Achsenrichtung verbunden sind, die aber nicht elektromagnetisch miteinander gekoppelt sind als Resultat der elektromagnetischen Kopplung zwischen ihnen und dem Resonanzkreis des Positionsindikators. Die eletromagnetische Kopplung zwischen dem Positionsindikator und den Sensorspulen führt zur Selbstoszillation der Verstärker und daher wird ein resultierendes Oszillationssignal zur Detektion der Position des Positionsindikators ausgenutzt.
Die Ausnutzung einer durch elektromagnetische Induktion verursachte Induktionsspannung ist diesen verschiedenen Typen der Position-Detektionsmethoden gemeinsam. Zuvor würde sich der Einfachheit halber lediglich auf die Erzeugung des Maximal- Wertes (der im folgenden als detektierter Hauptmaximum- Spannungswert oder Hauptmaximum-Wert bezeichnet wird) in der Verteilung der induzierten Spannungen bezogen. Allerdings, wie in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. S 58-16506 und der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. H 3-67320 beschrieben, werden Neben-Peaks beobachtet, die Maximalwerte zeigen, die kleiner sind als der Hauptmaximalwert, und zwar auf beiden Seiten des Hauptmaximumwertes in der Verteilung der induzierten Spannungen. Fig. 2 zeigt ein Beispiel von Neben- Peaks. Ein Haupt-Peak, der einen Hauptmaximumwert Vp repräsentiert und ein Paar von Neben-Peaks, die Nebenmaximumwerte Vpa und VpL repräsentieren und auf beiden Seiten des Haupt-Peaks Vp erscheinen, sind in Fig. 2 gezeigt. Es ist bekannt, daß die Größen des Paares der Neben-Peaks und das Verhältnis der Neben- Peaks zum Haupt-Peak abhängig von einem Neigungswinkel θ der Achse des stylus pen (d. h. ein Neigungswinkel in Relation zur Achse senkrecht zur Sensorebene) variieren. Zum Beispiel, je größer ein Neigungswinkel θx des stylus pen auf der X-Achse wird, desto kleiner wird der Hauptmaximumwert Vp, wobei ein größerer Nebenmaximumwert Vpa resultiert. Somit, vorausgesetzt, daß das Verhältnis zwischen Kx = Vp/Vpa und dem Neigungswinkel θx des stylus-pen früher erhalten wird, wird es möglich sein, den Neigungswinkel θx in der X-Achsenrichtung durch Erhalten von Kx zu finden. Gleichermaßen ist es ebenso möglich, im Falle der Verteilung der induzierten Spannungen entlang der Y-Achse, einen Neigungswinkel θy in der Y-Achsenrichtung durch Berechnung von Ky = Vp/Vpa aus dem Hauptmaximumwert Vp und dem Nebenmaximumwert Vpa zu erhalten. Der Neigungswinkel θ und die Neigungsrichtung des stylus pen werden durch die Neigungswinkel θx und θy der jeweiligen Achsen erhalten. Diese Art von Daten für die Neigung des stylus pen werden ausgenutzt zur Berichtigung eines Fehlers in den Koordinatenwerten oder zur Anweisung verschiedener Operationen oder Bedingungen einer angezeigten Position in der gleichen Art wie die Schaltungsinformation.
Üblicherweise wird, wenn Daten für die Neben-Peaks verwendet werden, die Bereuchnung einschließlich Interpolation, ähnlich wie es für den Haupt-Peak praktiziert wird, für die Neben- Peaks, die benötigt werden, ausgeführt, wobei akkurate Nebenmaximumwerte berechnet werden, und ebenso werden Koordinatenwerte, die diesen Nebenmaximumwerten entsprechen, wie gefordert berechnet. Aus diesem Grunde waren von mehreren Sensorspulen erhaltene Daten nötig, die Interpolationsberechnung bezüglich jedes als Daten benötigten Neben-Peaks auszuführen. Beispielsweise ist es in einem Fall - wie in Fig. 2 dargestellt - nötig, mindestens drei Sensorspulen zu scannen, die aus einer Sensorspule C&submin;&sub4;, den Maximalwert zeigend, und Sensorspulen C&submin;&sub5; und C&submin;&sub3; auf beiden Seiten der Sensorspule C&submin;&sub4; bestehen, um einen korrekten Nebenmaximumwert Vpa zu erhalten. Gleicherweise ist es nötig, um einen korrekten Maximumwert Vpb zu erhalten, zumindest eine Sensorspule C&sub4; zu scannen, die den Maximalwert zeigt, und Sensorspulen C&sub3; und C&sub5; auf beiden Seiten der Sensorspule C&sub4;. Wenn allerdings während des Sektor-Scannens eine große Zahl von Sensorspulen auszuwählen ist, wird der Scanprozeß eine längere Zeit in Anspruch nehmen und eine Belastung beim Signalerzeugen wird ebenso ansteigen, und zwar wegen des Ansteigens in der Menge der Erzeugung von Daten, die als Resultat des Sektor- Scannens erhalten werden. Dieses resultiert eventuell in einem Rückgang der Transmissionrate der Daten zu einem Host-Computer. Üblicherweise wird eine Berechnungsroutine, beinhaltend die Berechnung von Koordinaten und Neigung, die auf Daten basiert, die als Resultat eines Sektor-Scannens erhalten werden, jedesmal ausgeführt, wenn dieses eine Sektor-Scannen vervollständigt worden ist. Das Resultat dieser Berechnung wird dann an den Host-Prozessor (Host-Maschine) geliefert. Weiterhin wird das Sektor-Scannen mehrere Male für eine angezeigte Position wiederholt und daher ist es wünschenswert, daß die Ausführung des Sektor-Scannens mehrere Male wiederholt wird und die Vervollständigung jeder Berechnungsroutine in einer möglichst kurzen Zeit beendet wird. Wenn der Positionsindikator sehr schnell bewegt wird, kann die indizierte Position sich ändern, während das Sektor-Scannen und eine Berechnungsroutine in Verbindung mit diesem Sektor-Scannen ausgeführt werden. Da es notwendig ist, das Sector-Scannen für beide die X-Achse- und die Y- Achsenrichtung auszuführen, erscheint eine unvermeidliche Zeitdifferenz zwischen dem Augenblick, wenn das Sektor-Scannen für die X-Achse ausgeführt wird und dem Augenglick, wenn das Sektor-Scannen für die Y-Achse ausgeführt wird. Die indizierte Position kann sich innerhalb dieser Zeitdifferenz ändern.
Aus diesem Grunde ist ein Scan-Verfahren wünschenswert, welches eine möglichst geringe Anzahl an Sensorspulen erfordert, die diesem Sensor-Scannen unterworfen werden. Ein mögliches Verfahren ist eine Methode, bei der lediglich eine Sensorspule, die den Maximumwert zeigt, für einen Nebenmaximum-Wert gescannt wird. Zum Beispiel im Fall der Peaks, die in Fig. 2 gezeigt sind, wird eine Spannung, die von der Sensorspule C&submin;&sub4; erhalten wird, als Nebenmaximum-Wert Vpa für die linke Seite genommen, und eine Spannung, die von der Sensorspule C&sub4; erhalten wird, wird als Nebenmaximum-Wert Vpb für die rechtge Seite genommen. Darüber hinaus ist es durch Erfahrung bekannt, daß die zwei Sensorspulen, von denen die maximalen Neben-Peak-Werte Vpa und Vpb erhalten werden, jeweils im wesentlichen im gleichen Abstand von der Sensorspule angeordnet sind, von der der maximale Haupt-Peak-Wert Vp erhalten wird. Demgemäß werden die induzierten Spannungen, die von den Sensorspulen auf beiden Seiten der Sensorspule erhalten werden, die den maximalen Haupt-Peak-Wert Vp liefert; als Nebenmaximum-Werte Vpa und Vpb genommen, wobei die Neben-Peak-Sensorspulen von der Haupt-Peak-Sensorspule durch lediglich eine vorbestimmte Zahl "n" entfernt sind, die vorher von der Haupt-Peak-Sensorspule erhalten wurde. Als Resultat kann die Auswahl der Sensorspulen, die zur Erhaltung der Neben-Maximum-Werte gescannt werden, vereinfacht werden.
Allerdings, wenn die Induktionsspannung einer Sensorspule direkt als der Neben-Maximum-Wert genommen wird, repräsentiert dieser Neben-Maximum-Wert nicht einen wahren Neben-Maximum- Wert, sondern beinhaltet einen Fehler. Ein durch diesen Fehler verursachtes Problem wird nun mit Hilfe der Fig. 3 und 4 beschrieben. Fig. 3 und 4 sind Graphen, die eine Verteilungskurve von Induktionsspannungen zeigen, die auf der Basis einer Induktionsspannung erhalten werden, die für jede Sensorspule zu einem bestimmten Zeitpunkt (t = t&sub0;) erhalten wird, wenn der stylus pen in der Plus-Richtung entlang der X-Achse mit einer konstanten Geschwindigkeit und auf einer konstanten Höhe bewegt wird, während er um den Winkel θx in der Minus-Richtung entlang der X- Achse geneigt ist (Siehe Fig. 2).
Fig. 3 ist ein Graph, der einen Haupt-Maximum-Wert zeigt, der durch Interpolationsberechnung unter Benutzung von vier Induktionsspannungen L1 bis L4 erhalten wird, die von vier Sensorspulen erhalten werden. Die Verteilungskurve der Induktionsspannungen ist in der Plus-Richtung unverändert verschoben, da der stylus pen sich in Plus-Richtung (von links nach rechts entlang der X-Achse in Fig. 3) bewegt. Die mit ΔX&sub0;&sub1; bezeichnete Länge repräsentiert eine Detektionsbreite, von der der Haupt- Maximum-Wert Vp erhalten wird, und zwar innerhalb eines vorbestimmten Satzes von vier Sensorspulen. Die Länge passt zu einem Intervall zwischen den Sensorspulen. Zum Beispiel, wenn der Haupt-Maximum-Wert Vp von dem Satz von vier Sensorspulen C&submin;&sub1; bis C&sbplus;&sub2; bestimmt wird, sind die Koordinaten des Haupt-Maximum-Wertes zwischen einer Sensorspule C&sub0; und einer Sensorspule C&sub1; präsent. Angenommen, daß die Zeitperiode, während der der stylus pen zwischen Sensorspule C&sub0; und der Sensorspule C&sub1; gesetzt wird, t = t&submin;&sub1; bis t&sub1; ist. Da der Haupt-Maximum-Wert Vp durch Interpolationsberechnung erhalten wird, ist der Haupt-Maximum-Wert Vp innerhalb der Zeitperiode t&submin;&sub1; bis t&sub1; konstant. Dieser Haupt- Maximum-Wert wird als Haupt-Maximum-Spannungskalkulationswert durch die dicke Linie in der Figur angezeigt.
Ein Neben-Maximum-Werkt Vap ist ein Wert einer Induktionsspannung, die von einer Sensorspule erhalten wird, die eine vorbestimmte Strecke von dem Haupt-Peak entfernt angeordnet ist. Mit anderen Worten, eine von einer Sensorspule C&submin;&sub5; detektierte Spannung wird direkt als linksseitiger Neben-Maximum-Wert benutzt. Eine Detektionsweite, die durch ΔX&submin;&sub5; bezeichnet wird, passt ebenso zu einer Detektionsweite der Sensorspule C&submin;&sub5;. Das hat seinen Grund darin, daß eine Sensorspule, die eine bestimmte Entfernung vom Haupt-Peak angeordnet ist, als Sensorspule zur Erhaltung eines Neben-Maximum-Wertes bestimmt ist. Daher, wenn der Satz von Sensorspulen für den Haupt-Peak zu einem anderen Satz geschaltet worden ist, ist die Sensorspule für den Neben- Peak ebenfalls zu einer weiteren Sensorspule geschaltet. Zum Beispiel, im Augenblick, wenn das Set von vier Sensorspulen C&submin;&sub1; bis C&sub2; zum Detektieren eines Haupt-Maximum-Wertes zu einem anderen Set von vier Sensorspulen C&sub0; bis C&sub3; geschaltet wird, wenn sich der stylus pen bewegt, wird diese Sensorspule C&submin;&sub5; zu Detektion eines Neben-Peaks zu einer Sensorspule C&submin;&sub4; geschaltet. Allerdings ist der Haupt-Maximum-Wert Vp, der als Resultat der Interpolationsberechnung erhalten wird, immer konstant, während der Neben-Maximum-Wert Vap innerhalb der Detektionsperiode variiert. Unter der Annahme, daß die Verteilungskurve der Induktionsspannungen, die in Fig. 3 dargestellt sind, sich in der Plus-Richtung verschiebt, wenn sich der stylus pen bewegt, verändert sich ein Neben-Maximum-Wert VaP, der von der Sensorspule C&submin;&sub5; detektiert wird, von Vap (-1) bei t = t&sub1; zu Vap (0) bei t = t&sub0;, und weiterhin nach Vap (1) bei t = t&sub1;. Dieser Neben-Maximum-Wert wird als "detektierte Neben-Peak-Spannung" durch die dicke Linie in der Zeichnung bezeichnet. Auf diese Weise wird, wenn der Neben- Maximum-Wert als ein von einer Sensorspule detektierter Wert genommen wird, eine Induktionsspannung des Neben-Peaks innerhalb der Detektionsweite für eine Sensorspule verteilt. Das impliziert, daß die Daten für den Neben-Maximum-Wert Höhenfehler aufweisen.
Wegen dieser Verteilung der Neben-Maximum-Werte innerhalb der Detektionsweite weisen Neigungs-Rohdaten (Vap/Vp) · k (k: konstant), die auf dem Verhältnis des Neben-Maximum-Wertes zum Haupt-Maximum-Wert basieren, ebenfalls Fehler auf und somit weist auch der Winkel und die Richtung der Neigung des stylus pen, berechnet unter Benutzung der Neigungsrohdaten ebenfalls Fehler auf.
Im in Fig. 4 dargestellten Fall wird der von einer Sensorspule, die dem Indikator am nächsten ist, erhaltene Maximumwert als Haupt-Maximum-Wert Vp zur Erhaltung von Neigungsrohdaten anstelle eines Wertes benutzt, der durch Interpolationsberechnung erhalten wird. In diesem Fall wird selbst der Haupt-Maximum- Wert variabel, und daher ist die Induktionsspannung innerhalb der Detektionsweite der Sensorspule verteilt. Mit anderen Worten, wenn der stylus pen sich in der Plus-Richtung innerhalb der Detektionsweite ΔX&sub0; der Sensorspule C&sub0; bewegt, verändert sich der Haupt-Maximum-Wert Vp, der von der Sensorspule Co detektiert wird, von Vp (-1) bei t = t&submin;&sub1; nach Vp (0) bei t = t&sub0; und weiter nach Vp (1) bei t = t&sub1;. Dieser Haupt-Maximum-Wert Vp ist als "detektierte Haupt-Peak-Spannung" durch die dicke Linie in der Zeichnung bezeichnet. In der gleichen Weise wie weiter oben für den Fall erklärt wie er in Fig. 3 dargestellt ist, ist eine Induktionsspannung eines Neben-Peaks innerhalb der Detektionsweite der Sensorspule verteilt. Mit anderen Worten verändert sich der Neben-Maximum-Wert Vap, der durch eine Sensorspule C&submin;&sub4; detektiert wird, von Vap (-1) bei t = t&submin;&sub1; nach Vap (0) bei t = t&sub0; und weiter nach Vap (1) bei t = t&sub1;. Dieser Neben-Maximum-Wert Vap wird als "detektierte Neben-Peak-Spannung" durch die dicke Linie in der Zeichnung bezeichnet. In Fig. 4, wenn der Haupt-Maximum- Wert und Neben-Maximum-Wert sich in der gleichen Weise innerhalb entsprechender Detektionsweiten der Sensorspulen verändern, werden Fehler, die in den Neigungs-Rohdaten beinhaltet sind, die auf dem Verhältnis des Haupt-Maximum-Wertes zum Neben-Maximum-Wert basieren, im wesentlichen ausgeschlossen. Mit anderen Worten werden die Fehler solange ausgeschlossen wie die Verteilungskurven der Induktionsspannungen in ihrer Form einander gleich sind.
Allerdings werden die Verteilungskurven, die innerhalb der jeweiligen Detektionsweiten des Haupt-Maximum- und Neben-Maximum- Werten vorkommen, normalerweise einander nicht gleich sein in der Form. Das ist in Fig. 5 dargestellt. Fig. 5 zeigt jede der Verteilungskurven der Induktionsspannungen der detektierten Haupt-Peak- und Neben-Peak-Spannungen, die innerhalb der Detektionsweiten der Sensorspulen, die in Fig. 4 dargestellt sind, erhalten werden. Die in Fig. 5 dargestellte horizontale Achse repräsentiert Koordinaten einer Position, die durch den stylus pen angezeigt wird. Wenn der stylus pen sich mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt, dient die horizontale Achse auch als Zeitbasis. Auf diese Weise passen die Verteilungskurven der Induktionsspannungen der detektierten Haupt-Peak- und Neben- Peak-Spannungen in ihrer Form nicht zueinander. Das ist ein Grund für die Fehler, die in den Neigungs-Rohdaten enthalten sind.
Fig. 6 zeigt Verteilungskurven von Induktionsspannungen, die erhalten werden, wenn der Neigungswinkel des stylus pen in einer axialen Richtung sich ändert. Wie in der Zeichnung dargestellt, werden Veränderungen in der detektierten Spannung innerhalb der Detektionsweite des Neben-Peak größer, je größer der Neigungswinkel wird. Das impliziert, daß ein Anwachsen des Neigungswinkels des stylus pen zu einem Anwachsen der in den Neigungs-Rohdaten enthaltenden Fehlern führt. Es ist aus Fig. 6 ersichtlich, daß die detektierte Neben-Peak-Spannung zu einem Minimum kommt, wenn der Neigungswinkel klein, insbesondere wenn der Neigungswinkel kleiner als 30º ist. Dies ist ein weiterer Grund, warum der Neben-Maximum-Wert nicht durch Interpolationsberechnung erhalten wird.
Fig. 7 zeigt ein weiteres Problem, das auftritt, wenn eine Sensorspule zur Detektion einer Induktionsspannung benutzt wird. Wenn der Positionsindikator sich von der Detektionsbreite einer Sensorspule zur Detektionsbreite einer anderen Sensorspule bewegt, wird eine Induktionsspannung durch Schalten der Sensorspule zu einer benachbarten Sensorspule detektiert. Zu diesem Zeitpunkt werden eine Sensorspule zur Detektion eines Haupt-Peaks und einer Sensorspule zur Detektion eines Neben- Peak simultan geschaltet. Fig. 5 zeigt Verteilungskurven von Induktionsspannungen der Sensorspulen zur Detektion sowohl des Haupt- als auch des Neben-Peaks. Wenn die zur Detektion benutzten Sensorspulen geschaltet werden, tauchen Level-Differenzen ΔvP und Δvap jeweils in den Haupt- und Neben-Maximum-Werten auf.
Als Resultat hieraus, wie in Fig. 8 dargestellt, taucht auch eine Level-Differenz ΔD in den berechneten Neigungswinkel- Rohdaten auf. Keine Level-Differenz taucht in dem Maximum-Wert auf, wenn der Haupt-Maximum-Wert durch Interpolationsberechnung erhalten wird. Trotzdem taucht die Level-Differenz gleichermaßen in den Neigungs-Rohdaten auf, und zwar wegen der Leve- Differenz, die in dem Neben-Maximum-Wert vorkommt.
Fig. 9 ist ein Graph von Neigungswinkeln, die auf der Basis von detektierten Spannungen berechnet sind, wenn der Neigungswinkel des stylus pen sich in Richtung einer Achse verändert. Die horizontale Achse in dem Graphen repräsentiert nur einen Teil der Koordinatenachse. Der Einfachheit halber wird ein durch Interpolationsberechnung erhaltener Wert als Haupt- Maximum-Wert benutzt. An sich müssen berechnete Neigungswinkel zu den aktuellen Neigungswinkeln passen. Idealerweise muß jede Linie der berechneten Neigungswinkel, die in Fig. 9 gezeigt sind, eine Linie sein, die einen konstanten Wert anzeigt. Allerdings, in dem in Fig. 9 dargestellten Graphen, werden die Variationen, d. h. die Fehler, in den berechneten Neigungswinkeln größer, je größer der Neigungswinkel des stylus pen aktuell wird. Das kommt daher, daß die Verteilung der Induktionsspannungen des Neben-Maximum-Werts größer wird als der Neigungswinkel des stylus pen größer wird. Darüber hinaus treten Level-Differenzen an den Punkten auf, wo die Sensorspulen geschaltet werden. Das ist ebenfalls kennzeichnend für Level- Differenzen des Neben-Maximum-Wertes, die an den Schaltpunkten auftauchen.
Bis jetzt wurde die Berechnung der Neigung durch Korrektur der Neigungs-Rohdaten korrigiert, nachdem diese berechnet worden sind. Die Korrektur beinhaltet (1) eine Korrektur zwischen Sensorspulen (innerhalb einer Detektionsbreite), (2) eine Korrektur zum Erhalten eines optimalen Neigungswinkels von den Neigungs-Rohdaten, (3) eine Korrektur für einen Neigungswinkel in der Richtung einer anderen Koordinatenachse (zum Beispiel einen Einfluss eines Neigungswinkels in der Y-Achsenrichtung auf einen Neigungswinkel in der X-Achsenrichtung) oder dergleichen.
Allerdings ist eine Korrektur der als Resultat einer Berechnung erhaltenen Neigungs-Rohdaten nicht notwendigerweise der effektivste Weg. Es würde effektiver sein, eine fehlerfreie Spannung durch Korrektur nicht der Neigungs-Rohdaten sondern der orginal detektierten-Spannung anzubieten.
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, eine Korrekturmethode anzubieten zum Gebrauch in Koordinaten- Detektionsgeräten, die eine Neigungswinkel-Detektionsfunktion aufweisen, die dazu dient, akkurate Neigungsdaten zu erhalten, die die Verteilung von Induktionsspannungen innerhalb einer Detektionsbreite einer Sensorspule berücksichtigen.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, eine effektive Korrekturmethode anzugeben, die direkt auf eine detektierte Induktionsspannung angewendet wird.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, eine Korrekturmethode anzugeben, die eine allgemeine Vielseitigkeit im Hinblick auf ihre Anwendung auf Koordinaten-Detektionsgeräte aufweist, die verschiedene Spezifikationen aufweisen.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, eine Korrekturmethode anzugeben, die Variationen in der Charakteristik jeder Sensorspule berücksichtigt.

Zusammenfassung der Erfindung

Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Koordinaten-Detektionsgerät mit einer Sensorsektion, die aus einer Mehrzahl von Sensorspulen besteht, die Seite an Seite sowohl in X-Achsen- als auch Y-Achsenrichtung zur Darstellung einer Sensorebene angeordnet sind, einem Positions-Indikator mit einem elektromagnetischen Kopplungselement und einem Koordinaten- Detektionsmittel zur Detektion mindestens von Koordinaten, die durch den Positionsindikator durch Detektion der Verteilung von Induktionsspannungen angezeigt werden, die in der Sensorspule in Richtung jeder Achse durch Wechselwirkungsmittel zwischen den elektromagnetischen Kopplungselementen und der Sensorspule auftauchen, wobei das Gerät ein Winkelinformations- Detektionsmittel zur Berechnung eines Neigungswinkels des Positionsindikators in der Richtung jeder Achse aufweist, und zwar unter Benutzung einer vorbestimmten Funktion eines Satzes von Induktionsspannungen, die eine Haupt-Peak-Induktionsspannung (Vp) und eine Neben-Peak-Induktionsspannung (Vpa) beinhaltet, dadurch gekennzeichnet, daß:
das Gerät ein Induktionsspannungs-Verteilungs-Konvertierungsmittel aufweist, das entweder eine Haupt-Peak- Induktionsspannungsverteilung oder eine Neben-Peak- Induktionspannungsverteilung so konvertiert, daß sie in der Form einander gleichen, wobei das Verhältnis der Haupt-Peak- Induktionsspannung zur Neben-Peak-Induktionsspannung konstant wird an jedem spezifischen Punkt auf den Verteilungskurven, wenn ein Fehler in einer vorbestimmten Funktion eines Satzes von Induktionsspannungen auftritt, die die Haupt-Peak- Induktionsspannung und Neben-Peak-Induktionsspannung beinhalten, der auftritt wegen einer Differenz zwischen der Haupt- Peak-Induktionsspannungverteilung und der Neben-Peak- Induktionsspannungsverteilung innerhalb der Detektionsbreite einer Sensorspule, und zwar als Resultat der Bewegung des Positionsindikators; und
die Haupt-Peak-Induktionsspannung und die Neben-Peak- Induktionsspannung, die von dem Winkelinformations- Detektionsmittel benutzt werden, von der Induktionsspannungsverteilung gehalten werden, die von dem Induktionsspannungsverteilungs-Konvertierungsmittel konvertiert worden ist, sowie von der anderen Induktionsspannungsverteilung.
Hierbei kann die Neben-Peak-Induktionsspannung eine Induktionsspannung sein, die in einer Sensorspule erzeugt worden ist, die in einem vorbestimmten Abstand von einer Sensorspule angeordnet ist, die die maximale Induktionsspannung zeigt.
Das Induktionsspannungsverteilungs-Konvertierungsmittel macht die Haupt-Peak-Induktionsspannungsverteilung in der Form gleich zur Neben-Peak-Induktionsspannungsverteilung, wobei das Verhältnis der Haupt-Peak-Induktionsspannung zur Neben-Peak- Induktionsspannung konstant wird an jedem spezifischen Punkt auf den Verteilungskurven, und wobei das Winkelinformations- Detektionsmittel eine korrigierte Haupt-Peak-Induktionsspannung benutzt, die von der Haupt-Peak-Induktionsspannungsverteilung erhalten wird, die von dem Induktionsspannungsverteilungs- Konvertierungsmittel konvertiert worden ist.
Die Funktion kann eine Funktion des Verhältnisses von einer oder einem Paar von Neben-Peak-Induktionsspannungen in der X- Achsenrichtung zur korrigierten Haupt-Peak-Induktionsspannung in der X-Achsenrichtung im Hinblick auf einen Neigungswinkel in der X-Achsenrichtung sein, und eine Funktion des Verhältnisses von einer oder einem Paar von Neben-Peak-Induktionsspannung in der Y-Achsenrichtung zur korrigierten Haupt-Peak- Induktionsspannung in der Y-Achsenrichtung im Hinblick auf einen Neigungswinkel in der Y-Achsenrichtung.
Die Funktion kann eine Funktion des Verhältnisses von einer oder einem Paar von Neben-Peak-Induktionsspannungen in der X- Achsenrichtung zur korrgierten Haupt-Peak-Induktionsspannung in der X-Achsenrichtung sein und das Verhältnis von einer oder einem Paar von Neben-Peak-Induktionsspannungen in der Y- Achsenrichtung zur korrgierten Haupt-Peak-Induktionsspannung in der Y-Achsenrichtung im Hinblick zu einem Neigungswinkel sowohl in der X-Achsen- als auch der Y-Achsenrichtung sein.
Das Induktionsspannungsverteilungs-Konvertierungsmittel kann ein Mittel zur Reduzierung einer Induktionsspannungsverteilungsfunktion aufweisen, das Interpolationsberechnung benutzt und ein Mittel zur Unterziehung der Induktionsspannungsverteilungsfunktion einer Translationsoperation in der Richtung der Achse.
Die Induktionsspannungsfunktion kann repräsentiert werden als eine Funktion von Zwischensensorspulenkoordinaten, die anwendbar sind auf die Detektionsbreite jeder der Sensorspulen.
Die Induktionsspannungsfunktion kann repräsentiert werden als Funktion von alternativen Koordinaten, die Zwischensensorspulenkoordinaten sind, die die Translationsoperation einschliessen.
Das Winkelinformationsdetektionsmittel kann Parameter benutzen, die Variationen in einem detektierten Wert der Induktionsspannung für jede Sensorspule indizieren, und Parameter, die Variationen im Verhältnis des Neben-Peak-Wertes zum korrigierten Haupt-Peak-Wert für die Detektionsbreite jeder Sensorspule indizieren.
Das Winkelinformationdetekionsmittel kann Parameter benutzen, die Varationen in dem Verhältnis des Nebenmaximumwertes jeder Unterabteilung zum korrigierten Hauptmaximumwert indizieren, wenn die Detektionsbreite der Sensorspule in eine Mehrzahl von Unterabteilungen unterteilt ist.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Winkelinformationsdetektionsverfahren zum Gebrauch in einem Koordinatendetektionsgerät mit einer Sensorsektion, die aus einer Mehrzahl von Sensorspulen aufgebaut ist, die sowohl in X-Achsen- als auch Y-Achsen-Richtung Seite an Seite angeordnet sind, um so eine Sensorebene zu bilden, einem Positionsindikator, der ein elektromagnetisches Kopplungselement beinhaltet, und einem Koordinatendetektionsmittel zur Detektion mindestens von Koordinaten, die durch den Positionsindikator durch Detektion der Verteilung von Induktionsspannungen angezeigt werden, die in der Sensorspule in der Richtung jeder Achse durch ein Wechselwirkungsmittel zwischen dem elektromagnetischen Kopplungsmittel und der Sensorspule auftreten, wobei das Verfahren einen Winkelinformationsdetektionsschritt zur Berechnung eines Neigungswinkels des Positionsindikators in die Richtung jeder Achse aufweist, und zwar durch die Benutzung einer vorbestimmten Funktion eines Satzes von Induktionsspannungen unter Einschluß einer Hauptpeak-Induktionsspannung und einer Nebenpeak- Induktionsspannung, dadurch gekennzeichnet, dass
das Verfahren einen Konvertierungsschritt für die Induktionsspannungsverteilung zur Konvertierung entweder einer Hauptpeak- Induktionsspannungsverteilung oder einer Nebenpeak- Induktionsspannungsverteilung aufweist, um so beide Verteilungen in ihrer Form einander anzugleichen, wobei das Verhältnis der Hauptpeak-Induktionsspannung zur Nebenpeak-Induktionsspannung konstant wird, an jedem spezifischen Punkt auf den Verteilungskurven, wenn ein Fehler in einer vorbestimmten Funktion eines Satzes von Induktionsspannungen auftritt, einschließend die Hauptpeak-Induktionsspannung und die Nebenpeak- Induktionsspannung, und zwar wegen einer Differenz zwischen der Hauptpeak-Induktionsspannungsverteilung und der Nebenpeak- Induktionsspannungsverteilung innerhalb der Detektionsbreite einer Sensorspule, hervorgerufen durch die Bewegung des Positionsindikators; und
die Hauptpeak-Induktionsspannung und die Nebenpeak- Induktionespannung, die in dem Winkelinformationsdetektionsschritt benutzt werden, werden von der einen Induktionsspannungsverteilung, die in dem Konvertierungsschritt für die Induktionsspannungsverteilung konvertiert worden ist, und der anderen Induktionsspannungsverteilung erhalten.
Hierbei kann die Nebenpeak-Induktionsspannung eine Induktionsspannung sein, die in einer Sensorspule erzeugt worden ist, die in einem vorbestimmten Abstand neben einer Sensorspule plaziert ist, die die maximale Induktionsspannung zeigt.
Der Konvertierungsschritt für die Induktionsspannungsverteilung kann dazu dienen, die Hauptpeak-Induktionsspannungsverteilung in ihrer Form der Nebenpeak-Induktionsspannungsverteilung gleich zu machen, wobei das Verhältnis der Hauptpeak- Induktionsspannung zur Nebenpeak-Induktionsspannung konstant wird an jedem spezifischen Punkt auf den Verteilungskurven, und der Winkelinformationsdetektionsschritt kann eine korrigierte Hauptpeak-Induktionsspannung benutzen, die von der Hauptpeak- Induktionsspannungsverteilung kommt, die durch die Konvertierungsmittel für die Induktionsspannungsverteilung konvertiert worden ist.
Die Funktion kann eine Funktion des Verhältnises einer oder eines Paares von Nebenpeak-Induktionsspannungen in der X- Achsenrichtung zur korrigierten Hauptpeak-Induktionsspannung in der X-Achsenrichtung im Hinblick auf einen Neigungswinkel in der X-Achsenrichtung sein, und eine Funktion des Verhältnises einer oder eines Paares von Nebenpeak-Induktionsspannungen der Y-Achsenrichtung zur korrigierten Hauptpeak-Induktionsspannung in der Y-Achsenrichtung im Hinblick auf einen Neigungswinkel in der Y-Achsenrichtung.
Die Funktion kann eine Funktion des Verhältnises einer oder eines Paares von Nebenpeak-Induktionsspannungen in der X- Achsenrichtung zur korrigierten Hauptpeak-Induktionsspannung der X-Achsenrichtung und eine Funktion des Verhältnises von einer oder eines Paares von Nebenpeak-Induktionsspannungen in der Y-Achsenrichtung zur korrigierten Hauptpeak-Induktionsspannung in der Y-Achsenrichtung im Hinblick auf einen Neigungswinkel sowohl in der X-Achsen- als auch der Y-Achsenrichtung sein.
Der Konvertierungsschritt für die Induktionsspannungsverteilung kann einen Schritt zur Deduktion einer induzierten Spannungsverteilungsfunktion beinhalten, der Interpolationsberechnung benutzt, und einen Schritt zur Unterwerfung der Induktionsspannungsverteilungsfunktion einer Translationsoperation in der Richtung der Achsen.
Die Induktionsspannungsverteilungsfunktion kann als eine Funktion von Zwischensensorspulen-Koordinaten repräsentiert sein, anwendbar auf die Detektionsbreite jeder der Sensorspulen.
Die Induktionsspannungsverteilungsfunktion kann als Funktion alternativer Koordinaten repräsentiert sein, die die Zwischensensorspulenkoordinaten inklusive der Translationsoperation sind.
Das Winkelinformationsdetektionsmittel kann Parameter benutzen, die Variationen in einem detektierten Wert der Induktionsspannung für jede Sensorspule indizieren, und Parameter, die Variationen in dem Verhältnis des Nebenmaximumwertes zum korrigierten Hauptmaximumwert für die Detektionsbreite jeder Sensorspule indizieren.
Die Winkelinformationsdetektionsschritte können Parameter benutzen, die Variationen in dem Verhältnis des Nebenmaximumwertes jeder Unterabteilung zum korrigierten Hauptmaximumwert indizieren, wenn die Detektionsbreite der Sensorspule in eine Mehrzahl von Unterabteilungen geteilt ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden Induktionsspannungen jeweils von der Verteilung der Hauptpeak- Induktionsspannungen und der Verteilung der Nebenpeak- Induktionsspannungen erhalten, nachdem beide Verteilungskurven durch die Induktionsspannungsverteilungskonvertierungsmittel gleich gemacht worden sind, und die so erhaltenen Induktionsspannungen werden benutzt, wie die Hauptpeak-Induktionsspannung und die Nebenpeak-Induktionsspannung, bei der Berechnung des Winkelinformationsdetektionsmittels des Koordinatendetektionsgeräts. Als Resultat der Konversion der Verteilungskurven wird das Verhältnis der Hauptpeak-Induktionsspannung zur Nebenpeak- Induktionsspannung konstant an jedem spezifischen Punkt auf den Verteilungskurven. Somit ist es möglich, Fehler auszuschalten, die durch eine Differenz zwischen den Verteilungskurven der Induktionsspannungen innerhalb der Detektionsbreite einer Sensorspule verursacht werden, und zwar durch eine Berechnung, die eine Funktion benutzt, die das obengenannte Verhältnis aufweist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Verteilung der Hauptpeak-Induktionsspannungen gleichgemacht der Verteilung der Nebenpeak-Induktionsspanngen. Diese Konvertierungsoperation basiert auf der Vorbedingung, dass für die Berechnung einer Induktionsspannungsverteilungskurve Interpolationsberechnung benutzt wird, und diese Interpolationsberechnung wird original zur Berechnung einer Koordinate im Hinbick auf die Hauptpeak-Induktionsspannung ausgeführt. Es ist effektiver, die Korrektur nicht auf die Nebenpeak-Induktionsspannungsverteilung sondern auf die Hauptpeak-Induktionsspannungsverteilung anzuwenden, da die gleiche Interpolationsberechnung für zwei Zwecke benutzt werden kann. Die Benutzung einer Roh-Induktionsspannung als Nebenmaximumwert, der von einer vorbestimmten Sensorspule ohne Interpolationsberechnung erhalten wird, erlaubt eine schnelle Berechnung.
Es ist bekannt, dass ein Neigungswinkel des stylus pen durch eine Funktion der Hauptpeak-Induktionsspannung und der Nebenpeak-Induktionsspannung repräsentiert wird. Allerdings variieren die Hauptpeak- und Nebenpeak-Induktionsspannungen aufgrund einer Distanz zwischen dem stylus pen und der Koordinateneingabeebene oder einer Druckkraft. Somit ist es effektiv, die Nebenpeak-Induktionsspannung als eine sogenannte normalisierte Spannung durch Berechnung des Verhältnises der Hauptpeak- Induktionsspannung zur Nebenpeak-Induktionsspannung zu handhaben.
Speziell ist eine Nebenpeak-Induktionsspannung für einen Neigungswinkel in der X-Achsenrichtung durch Berechnung des Verhältnises der Nebenpeak-Induktionsspannung in der X- Achsenrichtung zu einer korrigierten Hauptpeak- Induktionsspannung in der X-Achsenrichtung normalisiert, und eine Nebenpeak-Induktionsspannung für einen Neigungswinkel in der Y-Achsenrichtung ist durch Berechnung des Verhältnises der Nebenpeak-Induktionsspannung in der Y-Achsenrichtung zu einer korrigierten Hauptpeak-Induktionsspannung in der Y- Achsenrichtung normalisiert. Es ist möglich, einen Neigungswinkel in der Richtung jeder Achse mittels einer Funktion dieser normalisierten Spannungen zu berechnen.
Das Muster der Induktionsspannungsverteilungsfunktion wird durch Interpolationsberechnung während der Konversion der Induktionsspannungsverteilungsfunktion korrigiert. Diese Korrektur ist eine Korrektur vom Longitudinalrichtungstyp. Die Korrektur wird in der Weise ausgeführt, dass die Muster der Induktionsspannungsverteilungsfunktionen einander gleichgemacht werden, während einer Detektionsbreite einer besonderen Sensorspule als Resultat der Translationsoperation. Diese Korrektur ist eine Korrektur vom Lateralrichtungstyp.
Auf diese Weise gibt die vorliegende Erfindung ein Mittel und eine Methode zur Benutzung in einem Koordinateneingabegerät an, die bestimmt sind für die Detektion akurater Winkelinformation. Wie aus den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die später beschrieben wird, hervorgeht, ist in einer Ausführungsform, in der ein Fehler, der durch eine Verteilung von Induktionsspannungen innerhalb einer Detektionsbreite einer Sensorspule verursacht wird, die von der Aquisition eines Nebenmaximumwertes von lediglich einer Sensorspule herrührt, eliminiert wird, dieser Fehler durch Gleichmachen einer Verteilungsfunktion einer Hauptpeak-Induktionsspannung zu einer Verteilungsfunktion einer Nebenpeak-Induktionsspannung eliminiert. Da in der vorliegenden Erfindung eine aktuell detektierte Hauptpeak- Spannung korrigiert wird, ist diese Korrektur effektiver verglichen mit einer konventionellen Korrektur, die auf jeden berechneten Wert angewendet wird. Daher wird ein Neigungswinkel ohne einen Fehler in der Verteilung der Induktionsspannungen zwischen Sensorspulen für jeden Neigungswinkel berechnet.
Darüber hinaus, da die Koordinaten oder die alternativen Koordinaten einer Sensorspule benutzt werden anstatt der absoluten Koordiaten derselben, wenn eine Verteilungsfunktion der Induktionsspannungen innerhalb der Detektionsbreite einer Sensorspule gehandhabt wird, weist die Korrekturmethode gemäß der vorliegenden Erfindung allgemein Vielseitigkeit bei Koordinatendetektionsgeräten mit verschiedenen Spezifikationen auf, die verschiedene Spannungsdetektionscharakteristiken aufweisen.
Weiterhin sind gemäß der vorliegenden Erfindung Berechnungen, die Fehler verursacht durch einen Neigungswinkel des stylus pen in der Richtung einer Achse orthogonal zur Richtung einer vorbestimmten Achse berücksichtigen, möglich während der Berechnung eines Neigungswinkels in der vorbestimmten Achsenrichtung, nachdem Fehler in einer Verteilung induzierter Spannungen innerhalb einer Detektionsbreite einer Sensorspule eliminiert worden sind. Somit kann ein akkuraterer Neigungswinkel in dieser vorbestimmten Richtung erhalten werden.
Zusätzlich, da Variationen in den Charakteristiken jeder Sensorspule oder den Charakteristiken einer Sensorspule (innerhalb einer Detektionsbreite einer Sensorspule) als Parameter in die Berechnung eines Neigungswinkels eingeführt werden können, kann ein akuraterer Neigungswinkel erhalten werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung zur Illustrierung der prinzipiellen Arbeitsweise eines Koordinatendetektionsgerätes, welches eine allgemeine elektromagnetische Transfermethode benutzt.
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung ein Beispiel einer Verteilungskurve von Induktionsspannungen darstellend.
Fig. 3 ist eine schematische Darstellung, eine Verteilungskurve von Induktionsspannungen darstellend, wenn ein Hauptmaximumwert durch Interpolationsberechnung erhalten wird.
Fig. 4 ist eine schematische Darstellung, zeigend eine Verteilungskurve von Induktionsspannungen, wenn der Hauptmaximumwert nicht durch Interpolationsberechnung erhalten wird.
Fig. 5 ist ein Graph, die Spannungsverteilungskurven sowohl der Hauptpeak- als auch Nebenpeak-Spannungen darstellend, und zwar innerhalb einer Detektionsbreite einer Sensorspule im in Fig. 4 dargestellten Fall.
Fig. 6 ist ein Graph, Verteilungskurven von Induktionsspannungen zeigend, die detektiert werden, wenn ein Neigungswinkel eines stylus pen relativ zu einer axialen Richtung verändert wird.
Fig. 7 ist ein Graph, ein weiteres Problem darstellend, dass auftritt, wenn eine Sensorspule zur Detektion einer Induktionsspannung benutzt wird.
Fig. 8 ist ein Graph, Neigungsrohdaten darstellend, die auf der Basis der detektierten Induktionsspannungen wie in Fig. 7 dargestellt berechnet werden.
Fig. 9 ist ein Graph, Neigungswinkel darstellend, die auf der Basis von Spannungen berechnet werden, die detektiert werden, wenn der Neigungswinkel des stylus pen in einer axialen Richtung verändert wird.
Fig. 10 A und 10B sind erklärende Ansichten zur Illustration von Schritten zur Korrektur eines Hauptmaximumwerts gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 11 ist ein Graph, eine Verteilungsfunktion für eine Hauptpeak-Induktionsspannung und eine Verteilungsfunktion für eine Nebenpeak-Induktionsspannung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellend, nachdem sie korrigiert worden sind.
Fig. 12 ist ein Graph, erwartete Neigungsrohdaten für jeden der Neigungswinkel innerhalb einer Detektionsbreite einer Sensorspule, nach dem der Hauptmaximumwert korrigiert worden ist, darstellend und
Fig. 13 ist ein Flußdiagramm, welches die Schritte der Berechnung des Neigungswinkels gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Im Hinblick auf die beigefügten Zeichnungen werden im folgenden im Detail Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Wie oben ausgeführt erscheinen der Verteilungen von Nebenpeak- Induktionsspannungen notwendigerweise innerhalb einer Detektionsbreite einer Sensorspule, wenn ein durch diese Sensorspule detektierter Wert als ein Nebenmaximumwert zur Benutzung bei der Berechnung eines Neigungswinkels benutz wird. Das heißt, dass Neigungsrohdaten Fehler beinhalten werden. Ein effektives Verfahren zur Elimination dieser Fehler, die in den Neigungsrohdaten enthalten sind, liegt darin, die Charakteristiken der Nebenpeak-Induktionsspannungsverteilung und der Hauptpeak- Induktionsspannungsverteilung, die beide in der Detektionsbreite einer Sensorspule auftreten, einander anzupassen. Das liegt daran, dass die Neigungsrohdaten auf dem Verhältnis des Nebenmaximumwertes zum Hauptmaximumwert basieren und somit Variationen in den Nebenmaximum- und Hauptmaximumwerten im wesentlichen aufgehoben werden, wenn Variationscharakteristiken der Nebenmaximum- und Hauptmaximumwerte einander angepasst sind.
Um diese Aufhebung von Variationen zu realisieren, wird eine Korrektur in der Weise vollzogen, dass die Induktionsspannungsverteilungscharakteristiken, d. h. eine Induktionsspannungsverteilungsfunktion jedes Maximumwertes, konvertiert werden, damit sie einer Induktionsspannungsverteilungsfunktion des anderen Maximumwertes gleich werden. Mit anderen Worten, eine Induktionsspannungsverteilungsfunktion eines Maximumwerts wird zunächst durch die Benutzung einer passenden Interpolation erhalten, wobei die so erhaltene Induktionsspannungsverteilungsfunkton mit den Charakteristiken ausgestattet ist, die die gleichen sind, im Hinblick auf die Spannung (die vertikale Achse) wie die der anderen Induktionsspannungsverteilungsfunktion. Die Induktionsspannungsverteilungsfunktion wird dann einer Tranlationsoperation lediglich durch eine vorbestimmte Distanz entlang der horizontalen Achse (Koordinaten) unterworfen, so dass sie mit den gleichen Veränderungscharakteristiken innerhalb der Detektionsbreite ausgestattet ist. Ein neuer Hauptmaximumwert oder ein Nebenmaximumwert, erhalten von der auf diese Weise neu konvertierten Induktionsspannungsverteilungsfunktion, wird in der Berechnung von Neigungsrohdaten benutzt.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Annahme, dass lediglich ein Datenpunkt von dem Nebenpeak erhalten wird und somit wird die Korrektur durch Benutzung des Hauptpeaks durchgeführt, von dem eine Mehrzahl von Datenpunkten für die Berechnung der Koordinaten erhalten wird. Mit anderen Worten wird die Hauptpeak-Induktionsspannungsverteilungsfunktion derart korrigiert, dass sie zur Nebenpeak-Induktionsspannungsverteilungsfunktion gleich wird, wobei ein neu korrigierter Hauptmaximumwert erhalten wird. Sogar wenn keine Berechnung eines Neigungswinkel im Hinblick auf den Hauptpeak ausgeführt wird, muss die Interpolationsberechnung für den Hauptpeak ausgeführt werden, um eine korrekte Koordinate zu berechnen. Somit verursacht die Interpolationsberechnung für den Hauptpeak keine zusätzliche Bürde auf der Verarbeitungssektion.
Ein Hauptmaximumwertkorrekturverfahren zur Benutzung bei der Berechnung eines Neigungswinkels gemäß der vorliegenden Erfindung wird in detaillierterer Form unter Bezugnahme auf Fig. 10 und 11 beschrieben. Zur einfacheren Erklärung wird lediglich die Korrektur eines Neigungswinkels der X-Achse beschrieben, diese Erklärung gilt jedoch auch gleichermaßen für die Korrektur eines Neigungswinkels in der Y-Achse. Fig. 10A und 10B sind Diagramme zur Illustrierung von Verfahren einer Entscheidung bezüglich einer passenden Korrektur der Hauptpeakdaten. Es beginnt damit, dass eine Simulation ähnlich der, die ausgeführt wird, um die Induktionsspannungsverteilungskurven in den Fig. 3 und 4 zu erhalten, ausgeführt wird. Eine durchgezogene Linie in Fig. 10A repräsentiert eine Hauptpeak- Induktionsspannungsverteilungskurve, die dadurch erhalten wird, dass Interpolationsberechnung benutzt wird, um den Hauptmaximumwert Vp zu erhalten und eine indizierte Koordinate xp. Die indizierte Koordinate xp liegt innerhalb eines Bereichs (eine Detektionsbreite) der absoluten Koordinate x = 5 bis 11 (mm). Fig. 10B zeigt eine Nebenpeak-Induktionsspannungsverteilungkurve innerhalb der Detektionsbreite einer Nebenpeak- Detektionssensorspule, die zum gleichen Zeitpunkt wie in Fig. 10A erhalten wird. Der Zweck dieser Korrektur ist es, die Hauptpeak-Induktionsspannungsverteilungskurve (d.h eine Induktionsspannungsverteilungsfunktion) in der Form der Nebenpeak- Induktionsspannungsverteilungskurve anzugleichen. Im Falle dieser Ausführungsform wird die Interpolation für vier Punkte berechnet, um Vp und xp zu erhalten. Diese Vierpunktinterpolation wurde gewählt, da ein durch die Vierpunktinterpolation erhaltenes Muster der Nebenpeak-Induktionsspannungsverteilungskurve ähnlicher ist, wenn es mit einem Muster verglichen wird, welches durch andere Interpolationsmethoden (z.B eine Dreipunktinterpolation) erhalten wird.
Es ist effektiv eine Koordinate "s" zwischen Sensorspulen anstatt der absoluten Koordinate "x" zu benutzen. Mit anderen Worten, wenn das Intervall zwischen Sensorspulen, das gleich einer Detektionsbreite ist, durch die Zwischensensorspulenkoordinate "s" (-0.5 ≤ s ≤ 0.5) ersetzt wird, kann die gleiche Induktionsspannungsverteilungsfunktion V(s) für alle Intervalle zwischen Sensorspulen (oder Detektionsbreiten) benutzt werden. Der Vorteil der Benutzung einer solchen Zwischensensorspulenkoordinate "s" liegt darin, dass die gleiche Induktionsspannungsverteilungsfunktion und die gleichen Prozesse der Neigungskalkulation auf Koordinatendetektionssysteme angewandt werden kann, die verschiedene Spezifikationen wie Intervalle zwischen Sensorspulen aufweisen. In dieser Ausführungsform wird ein Ausdruck für die Konvertierung von x nach s
x = 6s + 8,
wenn angenommen wird, dass ein Intervall zwischen Sensorspulen, in dem der Hauptmaximumwert erscheint, eine absolute Koordinate x = 5 bis 11 (mm) ist.
Die Induktionsspannungsverteilungsfunktion V(s), die in der Vierpunktinterpolation benutzt wird, wird wie folgt ausgedrückt.
Es wird angenommen, dass Spannungen für den Hauptpeak von vier Punkten detektiert werden, nämlich, V(-1.5), V(-0.5), V(0.5), und V(1,5) als α, β, γ, δ ausgedrückt werden. Wir haben
Vs = V + (s) (0 ≤ s < 0,5) ... (1)
V(s) = V - (s) (-0,5 ≤ s < 0) ... (2)
wobei B + (s) = 1/16 ((α + 11 β + 3 γ ,+ δ) + 4 (α - 3 β + γ + δ) s + 4 (α - β - γ + δ) s²)) ... (3).
V - (s) = 1/16 ((α + 11 β + 3 γ + δ) - 4 (α - 3 β + γ + δ) s + 4 (α - β - γ + δ) s²)) ... (4).
Der Ausdruck (1) (das ist der Ausdruck (3) repräsentiert eine Kurve auf der rechten Seite in, Hinblick auf den Peak der Induktionsspannungsverteilungsfunktion, während der Ausdruck (2) (das ist der Ausdruck (4) eine Kurve auf der linke Seite im Hinblick auf den Peak derselben repräsentiert. V (s) wird von vier detektierten Spannungen bestimmt auf der Grundlage dieser Ausdrücke, und V kann an willkürlichen Koordinaten berechnet werden.
Eine Koordinate "sp" zwischen den Sensorspulen, wo der Hauptmaximum-Wert Vp erscheint, wird wie folgt ausgedrückt:
sr = (-α -β + γ + δ)/(2 (- α + β + γ - δ)) ... (5).
In der vorliegenden Erfindung wird die Haupt-Peak- Induktionsspannungsverteilungskurve, die in ausgezogener Linie in Fig. 10a gezeigt ist, einer Translationsoperation durch lediglich eine relative Koordinate "a" in der Richtung der Achse unterworfen, um so an die Neben-Peak-Induktionsspannungsverteilungskurve, die in Fig. 10 B dargestellt ist, angepasst zu werden. Als Resultat wird eine in gestrichelten Linien dargestellte Induktionsspannungsverteilungskurve erhalten. Eine Induktionsspannungsverteilungsfunktion, die die Induktionsspannungsverteilungskurve in gestrichelten Linien zeigt, ist V (s + a). Wenn u = s + a als eine alternative Koordinate benutzt wird, dann ist
V (u) = V (s + a) ... (6)
Die Funktion V (u) ist in ihrer Form der Neben-Peak- Induktionsspannungsverteilungsfunktion innerhalb eines Intervalls der Sensorspule angepasst. Dies ist in Fig. 11 dargestellt. Die Zwischensensorspulen-indizierte-Koordinate "sp" wird durch den Ausdruck (5) berechnet. Der wahre Hauptmaximum-Wert Vp ist V(sp). Angenommen allerdings, daß der Hauptmaximum-Wert, der nach der Korrektur erhalten wird, d. h. der Hauptmaximum-Wert, der für die Berechnung der Neigungsrohdaten benutzt wird, Vp ist,
Vp' = Vp (s + a) ... (7).
Wie oben ausgeführt, sind die Interpolation (d.h. die Induktionsspannungsverteilungsfunktion) und der Koordinatentranslations-Wert "a" vorher bestimmt. Diese sind unabhängig von einem Neigungswinkel und so anwendbar auf jeden Neigungswinkel. Danach werden Positionsdetektionsprozesse praktisch ausgeführt. Vier detektierte Spannungen (d. h. α, β, γ und δ) werden von einer Gruppe von Hauptpeak-Detektionssensorspulen mittels Sektorscannens erhalten. Die Hauptpeak-Induktionsspannungsverteilungsfunktion V (s) und die Zwischensensorspulenkoordinate "sp" werden erhalten, durch Substitution dieser detektierten Spannungen in die Ausdrücke (3), (4) und (5) (die indizierte Koordinaten "xp" wird durch den Ausdruck zum Konvertieren des absoluten Wertes zur Zwischensensorspulenkoordinate berechnet). Infolgedessen wird der korrigierte Hauptmaximum- Wert Vp' durch Berechnung von V(Sp + a) erhalten.
Verhältnisse Vpa/Vp' und Vpb/Vp', die benutzt werden zur Erhaltung von Neigungsrohdaten werden berechnet, indem der korrigierte Hauptmaximum-Wert Vp' und die detektierten Nebenmaximum-Werte Vpa und Vpb benutzt werden, und die Berechnung der Neigung wird begonnen.
Fig. 12 ist ein Graph, der die erwarteten Neigungsrohdaten für jeden Neigungswinkel nach der Korrektur des Hauptmaximum-Wertes innerhalb der Detektionsbreite darstellt. Es kann aus der Zeichnung ersehen werden, daß im wesentlichen konstante Neigungsrohdaten für jeden Neigungswinkel erhalten werden.
Die Prozesse der Neigungsberechnung werden im folgenden im Detail beschrieben. Wo ein im wesentlichen vertikaler Stylus pen in der X-Achsenrichtung in Fig. 2 geneigt ist, wenn der Neigungswinkel θx in der X-Achsenrichtung größer wird, wird die Ne benpeak-Spannung Vpa in der Richtung, in der der Stylus pen geneigt wird, größer, aber die Nebenpeak-Spannung Vpb in der entgegengesetzten Richtung zur Richtung der Neigung des stylus pens wird kleiner. Somit, wenn nicht der stylus pen einen Neigungswinkel in der Y-Achsenrichtung hat, wird es immer möglich sein, einen Neigungswinkel in der X-Achse von dem Verhältnis der Nebenpeak-Spannung zur Hauptpeak-Spannung entlang der X- Achse zu berechnen. Ein Grund für die Benutzung des Verhältnisses ist die Möglichkeit von Variationen in jeder der Peak- Spannungen wegen anderer Faktoren als dem Neigungswinkel. Die anderen Faktoren beinhalten beispielsweise die Höhe des stylus pen bezüglich der Sensorspulen, die Anwesenheit oder Abwesenheit einer Stiftabwärtsbewegung und die Größe einer Druckkraft des stylus pens. Wenn allerdings der stylus pen in der Y- Achsenrichtung geneigt ist, kann die Benutzung lediglich der Nebenpeak/Hauptpeak-Spannungsverhältnisse entlang der X-Achse Fehler nicht vermeiden. Wenn z. B. ein im wesentlichen vertikaler stylus pen in lediglich der Y-Achsenrichtung geneigt ist, werden die Größen der Nebenpeak-Spannungen Vap und Vbp entlang der X-Achse im wesentlichen einander gleich sein, unabhängig von dem Neigungswinkel θy in der Y-Achsenrichtung. Trotzdem wachsen die Verhältnisse der Nebenmaximum-Werte Vap und Vbp zur Hauptpeak-Spannung Vp (d. h. die Verhältnisse Vap/Vp und Vbp/Vp) wenn der Neigungswinkel θy größer wird. In anderen Worten wird der Neigungswinkel in der X-Achse unabhängig von einem Neigungswinkel von 0º in der X-Achsenrichtung berechnet, und zwar wegen Variationen in den Nebenpeak/Hauptpeak-Spannungsverhältnissen entlang der X-Achse. Dies ist wegen wesenticher Variationen in der Höhe des stylus pens über den Sensorebene bestehend aus den Spulen, wenn der Stift geneigt ist. Daher, wenn der Neigungswinkel θx in der X-Achsenrichtung allgemein erhalten wird, ist es notwendig, sowohl das Nebenpeak/Hauptpeak- Verhältnis entlang der X-Achse als auch das Nebenpeak/Hauptpeak-Verhältnis entlang der Y-Achse zu betrachten. Angenommen, daß die Hauptpeak-Spannung (der durch die oben angesprochenen Methode korrigierte Wert) und die beiden Nebenpeak-Spannungen entlang der X-Achse Vpx', Vapx und Vbpx sind, und daß die Hauptpeak-Spannung (der in gleicher Weise durch die oben angesprochene Methode korrigerte Wert) und beide Nebenpeak- Spannungen Vpy', Vapy und Vbpy sind. Weiterhin angenommen, daß die Verhältnisse der Nebenpeak-Spannung zur Hauptpeak-Spannung normalisierte Spannungen vapx, Vbpx, Vapy und Vbpy sind.
Speziell
Vapx = Vapx/Vpx' ... (8)
Vbpx = Vapx/Vpx' ... (9)
Vapy = Vapy/Vpy' ... (10)
Vbpy = Vbpy/Vpy' ... (11)
Wie oben ausgeführt, sind dies Neigungsrohdaten, die unter Benutzung des Hauptmaximum-Wertes berechnet sind berücksichtigend die Induktionsspannungsverteilung innerhalb der Detektionsbreite der Sensorspule (oder die Neigungsrohdaten können oft durch Multiplikation der Neigungsrohdaten mit einer Konstante "k" erhalten werden).
Schritte zur Berechnung des Neigungswinkels θx in der X- Achsenrichtung aus diesen vier normalisierten Spannungen sind die folgenden:
κx = Vapx - Vbpy ... (12)
λx = Vapx - Vpbx ... (13)
ux = A - B κx² - C λ x² (A, B, C = Konstanten) ... (14)
Vapy' = Vapx + ux·λx ... (15)
Vbpx' = Vbpx - ux·λx ... (16)
Vxt (Vapx' - Vbpx')/(Vapy' + Vpbx') ... (17)
A, B und C in denm Ausdruck 14 sind vorbestimmte Konstanten. λx in der Gleichung (13) ist eine Interpolationsdistanz innerhalb des Intervalls zwischen Sensorspulen. Wenn beispielsweise das Intervall zwischen Sensorspulen 6 mm beträgt, wird die Interpolationsdistanz -3 mm ≤ λx ≤ 3 mm sein.
vxt ist Neigungsrohdatum in der X-Achsenrichtung, das schließlich als Resultat der Neigungsberechnung erhalten wird. Der Neigungswinkel θx kann aus dem vxt entwickelt werden, indem zuvor die Beziehung zwischen Neigungsdatum vxt und dem Neigungswinkel θy erhalten worden ist. Andererseits ist das Neigungsdatum vyt in der Y-Achsenrichtung in der gleichen Weise berechnet. Der Neigungswinkel θ kann aus vyt entwickelt werden, indem die Beziehung zwischen dem Neigungsdatum vyt und dem Neigungswinkel θy zuvor erhalten worden ist.
Auf diese Weise werden die Beziehung zwischen dem zuvor erhaltenen vxt und dem Neigungswinkel θx und die Beziehung zwischen vyt und dem Neigungswinkel θy als Tabellen in einer Speichereinheit gespeichert. Es ist ebenfalls möglich, das System so auszubilden, daß die Neigungswinkel θx und θy, die jeweils zu den berechneten vxt und vyt korrespondieren, aus den Tabellen geholt werden.
Fig. 13 ist eine Flußdiagramm, das die Prozeduren der Neigungsberechnung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Beispielhafte Variablen oder Funktionen repräsentieren Variablen oder Funktionen, die detektiert oder berechnet werden in den Schritten ST1 bis ST7 (einfachheitshalber sind diese Variablen oder Funktionen lediglich für einen Nebenmaximum-Wert). Das Sektorscannen wird mit dem Schritt ST1 gestartet, und der detektierte Hauptmaximum-Wert Vp und der detektierte Nebenmaximum- Wert vap werden in Schritt ST2 geliefert. Die Interpolationsberechnung wird ausgeführt unter Benutzung von Spannungen, die von vier Punkten in der Nachbarschaft des maximalen Hauptmaximum-Wertes in Schritt ST3 detektiert worden sind. Somit werden die Hauptpeak-Induktionsspannungsverteilungsfunktikon V(s) und die Koordinate "sp" durch Substitution der von den vier Punkten detektierten Spannungenin Koeffizienten der zuvor erhaltenen Hauptpeak-Induktionsspannungsverteilungsfunktion und Koordinaten erhalten. Die Hauptpeak-Induktionsspannungsverteilungsfunktion wird einer Translationsoperation unterworfen, die lediglich den Translations-operationswert "a", der zuvor in der Richtung der Achsen in Schritt ST4 erhalten worden ist, benutzt, wobei die korrigierte Hauptpeak- Induktionsspannungsverteilungsfunktion V(s + a) erhalten wird. Der korrigierte Hauptpeak Vp' wird durch Substitution der Koordinate "sp" in in die korrigierte Hauptpeak- Induktionsspannungsverteilungsfunktion V(s + a) erhalten. Jeder Punkt der Neigungsrohdaten wird berechnet, indem der korrigierte Hauptmaximum-Wert Vp' in Schritt ST5 benutzt wird. In Schritt 6 wird eine Korrektur durchgeführt, um den Neigungswinkel θx zu erhalten, wobei die Neigungsrohdaten, die in Schritt ST5 berechnet worden sind, benutzt werden. In Schritt 6 werden die Neigungsrohdaten der Y-Achse auf die X-Achsenrichtung und die Neigungsrohdaten der X-Achse auf die Y-Achsenrichtung bezogen, um Variationen in der Höhe der Spulen, die durch die Neigung des Stylus pen verursacht werden, zu korrigieren. Auf diese Weise werden Berechnungsresultate bezüglich der Achsen, die sich unter rechten Winkeln kreuzen, ebenso während der Kalkulation des Neigungswinkels einbezogen. Dann werden die Neigungsdaten in Schritt ST7 erhalten.
Neigungswinkel können durch diese Berechnungsschritte berechnet werden, wobei Induktionsspannungsverteilungen innerhalb der Detektionsbreite der Sensorspule und Neigungswinkel in den Richtungen der Achsen berücksichtigt werden.
Allerdings sind in der Praxis Induktionsspannungsverteilungen innerhalb der Detektionsbreite nicht dieselben sondern variabel für jede Detektionsbreite jeder Sensorspule, und diese Variationen führen zu Fehlern, Jeder Typ des Produkts hat seinen eigenen Fehler.
Aus diesem Grunde, wenn akkuratere Neigungswinkel gewünscht werden, indem Fehler wegen Variationen in jeder Detektionsbreite jeder Sensorspule in Betracht gezogen werden, sind zusätzliche Korrekturtabellen erforderlich, Zum Beispiel sind zuvor Fehler berücksichtigende Werte für die Detektionsbreite jeder Sensorspule erhalten worden, und diese Werte werden als erste Korrekturtabelle verwendet. Werte, für die die erste Korrekturtabelle angewendet werden, sind z. B. die Paramer A,B und C in dem Ausdruck (14). Speziell wird die Berechnung der Neigungswinkel durch Holen der passenden Parameter A,B und/oder C aus der ersten Korrekturtabelle für jede der Detektionsbreiten der Sensorspulen ausgeführt.
Es ist ebenso möglich, diese erste Korrekturtabelle auf die Zwischensensorspulen-Koordinate des Ausdrucks (5) anzuwenden, auf den korrigierten Hauptmaximum-Wert Vp' des Ausdrucks (7) und die Neigungsrohdaten der Ausdrücke (8) bis (11).
Die erste Korrekturtabelle kann für jede von quadratischen Matrixregionen vorbereitet werden, die durch die Sensorspulen definiert werden, die in der X-Achsenrichtung und die Sensorspulen, die in der Y-Achsenrichtung angeordnet sind.
In einigen Fällen kann eine zweite Korrekturtabelle auf jede der Unterregionen angewendet werden, die durch gleiche Teilung der Detektionsbreite einer Sensorspule in eine Vielzahl von Teilen erzeugt werden. Werte, die Variationen in den Charakteristiken jeder Unterregion berücksichtigen, werden zuvor unter Berücksichtigung der Parameter A, B und C erhalten. Die Werte werden in der zweiten Korrekturtabelle angeordnet. Insbesondere ist diese Korrekturtabelle hilfreich für eine große Induktionsspannungsverteilung innerhalb der Detektionsbreite einer Sensorspule.
Auf diese Weise werden der Neigungswinkel θx in der X- Achsenrichtung und der Neigungswinkel θy in der Y-Achsenrichtung erhalten, Richtungen der Neigungswinkel des stylus pen und die Neigungswinkel θx in der Richtung der Neigungswinkel können berechnet werden, indem die zuvor beschriebenen Neigungswinkel benutzt werden. Eine solche Berechnungsmethode ist bereits bekannt.
Einige Ausführungsformen der Erfindung sind nun im Detail beschrieben worden. Es wird jedoch bemerkt, daß diese Beschreibungen von spezifischen Ausführungsformen lediglich die Prinzipien, die dem erfindungsgemäßen Konzept zugrunde liegen, veranschaulichen.

Claims

1. Gerät zur Detektion von Koordinaten, das einen Sensorteil aufweist, der aus einer Vielzahl von Sensorspulen aufgebaut ist, die Seite an Seite in sowohl X- als auch Y- Achsenrichtung zum Aufbau einer Sensorebene angeordnet sind, einen Positionsindikator, der ein Mittel zur elektromagnetischen Kopplung einschließt und ein Koordinatendetektionsmittel zur Detektion zumindest von Koordinaten, die durch den Positionsindikator angezeigt werden, durch Detektion der Verteilung von induzierten Spannungen, die in der Sensorspule in Richtung jeder Achse mittels Wechselwirkung zwischen dem elektromagnetischen Kopplungsmittel und der Sensorspule auftreten, wobei das Gerät ein Detektionsmittel für Winkelinformationen zur Berechnung eines Neigungswinkels des Positionsindikators in der Richtung jeder Achse aufweist, unter Benutzung einer vorbestimmten Funktion eines Satzes von induzierten Spannungen unter Einschluß einer Hauptmaximum-Induktionsspannung (Vp) und einer Nebenmaximum-Induktionsspannung (Vpa), dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät ein Umwandlungsmittel für eine Induktionsspannungsverteilung aufweist, welches entweder eine Hauptmaximum-Induktionsspannungsverteilung oder eine Nebenmaximum-Induktionsspannungsverteilung so umwandelt, dass sie in ihrer Form der anderen gleicht, wobei das Verhältnis der Hauptmaximum-Induktionsspannung zu der Nebenmaximum-Induktionsspannung an jedem spezifischen Punkt auf den Verteilungskurven konstant wird, wenn ein Fehler in einer vorbestimmten Funktion eines Satzes von Induktionsspannungen - die Hauptmaximum-Induktionsspannung und die Nebenmaximum-Induktionsspannung eingeschlossenauftritt, und zwar wegen einer Differenz zwischen der Hauptmaximum-Induktionsspannungsverteilung und der Nebenmaximum-Induktionsspannungsverteilung innerhalb der Detektionsbreite einer Sensorspule, die aus der Bewegung des Positionsindikators resultiert; und

dass die Hauptmaximum-Induktionsspannung und die Nebenmaximum-Induktionsspannung, die von den Winkelinformationsdetektionsmitteln benutzt werden, von der Induktionsspannungsverteilung erhalten werden, die durch das Induktionsspannungsverteilungs-Umwandlungsmittel umgewandelt worden ist sowie von der anderen Induktionsspannungsverteilung.

2. Gerät für die Koordinatendetektion nach Anspruch 1, in dem die Nebenmaximum-Induktionsspannung eine Induktionsspannung ist, die in einer Sensorspule, die um eine bestimmte Distanz von einer Sensorspule entfernt angeordnet ist, die die maximale Induktionsspannung zeigt, erregt worden ist.

3. Gerät zur Koordinatendetektion nach Anspruch 2, in dem das Umwandlungsmittel für die Induktionsspannungsverteilung die Hauptmaximum-Induktionsspannungsverteilung in ihrer Form der Nebenmaximum-Induktionsspannungsverteilung ähnlich macht, wobei das Verhältnis der Hauptmaximum- Induktionsspannung zur Nebenmaximum-Induktionsspannung an jedem spezifischen Punkt auf den Verteilungskurven konstant wird, und in dem das Winkelinformations- Detektionsmittel eine korrigierte Hauptmaximum- Induktionsspannung benutzt, die von der Hauptmaximum- Induktionsspannungsverteilung erhalten wird, die durch die Umwandlungsmittel für die Induktionsspannungsverteilung umgewandelt worden ist.

4. Gerät zur Koordinatendetektion gemäß Anspruch 3, in dem die Funktion eine Funktion des Verhältnisses einer oder eines Paares von Nebenmaximum-Induktionsspannungen in der X-Achsenrichtung zur korrigierten Hauptmaximum-Induktionsspannung in der X-Achsenrichtung im Hinblick auf einen Neigungswinkel in der x-Achsenrichtung ist, und eine Funktion des Verhältnisses einer oder eines Paares von Nebenmaximum-Induktionsspannungen in der Y-Achsenrichtung zur korrigierten Hauptmaximum-Induktionsspannung in der Y- Achsenrichtung im Hinblick auf einen Neigungswinkel in der Y-Achsenrichtung ist.

5. Gerät zur Koordinatendetektions nach Anspruch 3, in dem die Funktion eine Funktion des Verhältnisses einer oder eines Paares von Nebenmaximum-Induktionsspannungen in der X-Achsenrichtung zur korrigierten Hauptmaximum-Induktionsspannung in der X-Achsenrichtung und das Verhältnis einer oder eines Paares von Nebenmaximum-Induktionsspannungen in der Y-Achsenrichtung zur korrigierten Hauptmaximum- Induktionsspannung in der Y-Achsenrichtung im Hinblick auf einen Neigungswinkel sowohl in der X-Achsen- als auch in der Y-Achsenrichtung ist.

6. Gerät zur Koordinatendetektion nach Anspruch 1, in dem das Umwandlungsmittel für die Induktionsspannungsvetteilung ein Mittel zum Deduzieren einer Induktionsspannungsverteilungsfunktion unter Benutzung von Interpolationsberechnung aufweist, sowie ein Mittel zur Unterwerfung der Induktionsspannungsverteilungsfunktion einer Transplantionsoperation in der Richtung der Achse.

7. Gerät zur Koordinatendetektion nach Anspruch 6, in dem die Induktionsspannungsverteilungsfunktion als eine Funktion von Zwischen-Sensorspulenkoordinaten anwendbar auf die Detektionsbreite jeder der Sensorspulen dargestellt ist.

8. Gerät zur Koordinatendetektion nach Anspruch 7, in dem die Induktionsspannungsverteilungsfunktion als eine Funktion alternativer Koordinaten repräsentiert ist, welche die Zwischen-Sensorspulenkoordinaten einschließlich der Translationsoperation sind.

9. Gerät zur Koordinatendetektion nach Anspruch 3, in dem das Winkelinformations-Detektionsmittel Parameter benutzt, die Variationen in einem detektierten Wert der Induktionsspannung für jede Sensorspule anzeigen, sowie Parameter, die Variationen in dem Verhältnis des Nebenmaximumwertes zum korrigierten Hauptmaximumwert für die Detektionsbreite jeder Sensorspule anzeigen.

10. Gerät zur Koordinatendetektion nach Anspruch 3, in dem das Winkelinformations-Detektionsmittel Parameter benutzt, die Variationen in dem Verhältnis des Nebenmaximumwertes jeder Unterabteilung zum korrigierten Hauptmaximumwert anzeigen, wenn die Detektionsbreite der Sensorspule in eine Mehrzahl von Unterabteilungen geteilt ist.

11. Winkelinformations-Detektionsverfahren zur Anwendung in einem Koordinatendetektionsgerät, welches eine Sensorsektion aus einer Mehrzahl von Sensorspulen aufweist, welche Seite an Seite sowohl in X-Achsen- und Y-Achsenrichtung angeordnet sind, um so eine Sensorebene zu bilden, einen Positionsindikator, der ein elektromagnetisches Kopplungsmittel beinhaltet, und ein Koordinatendetektionsmittel zur Detektion zumindest von Koordinaten, die durch den Positionsindikator durch Detektion der Verteilung der induzierten Spannungen angezeigt werden, die in der Sensorspule in Richtung jeder Achse aufgrund der Wechselwirkung zwischen dem elektromagnetischen Kopplungsmittel und der Sensorspule auftreten, wobei das Verfahren einen Winkelinformations-Detektionsschritt zur Berechnung eines Neigungswinkels des Positionsindikators in der Richtung jeder Achse aufweist unter Benutzung einer vorbestimmten Funktion eines Satzes von induzierten Spannungen beinhaltend eine Hauptmaximum-Induktionsspannung (Vp) und eine Nebenmaximum- Induktionsspannung (Vpa), dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren einen Schritt zur Umwandlung der Induktionsspannungsverteilung zur Umwandlung entweder einer Hauptmaximum-Induktionsspannungsverteilung oder einer Nebenmaximum- Induktionsspannungsverteilung aufweist, so dass beide in ihrer Form gleich sind, wobei das Verhältnis der Hauptmaximum-Induktionsspannung zur Nebenmaximum-Induktionsspannung konstant wird an jedem spezifischen Punkt auf den Verteilungskurven, wenn ein Fehler in einer vorbestimmten Funktion eines Satzes von Induktionsspannungen, beinhaltend die Hauptmaximum-Induktionsspannung und die Nebenmaximum-Induktionsspannung aufgrund einer Differenz zwischen der Hauptmaximum-Induktionsspannungsverteilung und der Nebenmaximum-Induktionsspannungsverteilung innerhalb der Detektionsbreite einer Sensorspule resultierend aus der Bewegung des Positionsindikators auftritt; und dass die Hauptmaximum-Induktionsspannung und die Nebenmaximum-Induktionsspannung, die in dem Winkelinformations- Detektionsschritt benutzt werden, von der Induktionsspannungsverteilung erhalten werden, die durch die Induktionsspannungsverteilungs-Umwandlungsmittel umgewandelt worden ist sowie von der anderen Induktionsspannungsverteilung.

12. Winkelinformations-Detektionsverfahren nach Anspruch 11, wobei die Nebenmaximum-Induktionsspannung eine Induktionsspannung ist, die in einer Sensorspule erzeugt worden ist, die eine vorbestimmte Distanz zu einer Sensorspule aufweist, die die maximale Induktionsspannung zeigt.

13. Winkelinformations-Detektionsverfahren nach Anspruch 12, wobei der Induktionsspannungs-Verteilungs-Umwandlungsschritt darin besteht, die Hauptmaximum-Induktionsspannungsverteilung in ihrer Form der Nebenmaximum- Induktionsspannungsverteilung gleich zu machen, wobei das Verhältnis der Hauptmaximum-Induktionsspannung zur Nebenmaximum-Induktionsspannung an jedem spezifischen Punkt auf den Verteilungskurven gleich wird, und wobei der Winkelinformations-Detektionsschritt eine korrigierte Hauptmaximum-Induktionsspannung benutzt, die von der Hauptmaximum- Induktionsspannungsverteilung erhalten wird, die durch das Induktionsspannungs-Verteilungs-Umwandlungsmittel umgewandelt worden ist.

14. Winkelinformations-Detektionsverfahren nach Anspruch 13, wobei die Funktion eine Funktion des Verhältnisses einer oder eines Paares von Nebenmaximum-Induktionsspannungen in der X-Achsenrichtung zur korrigierten Hauptmaximum- Induktionsspannung in der X-Achsenrichtung bezüglich eines Neigungswinkels in der X-Achsenrichtung ist, und eine Funktion des Verhältnisses einer oder eines Paares von Nebenmaximum-Induktionsspannungen in der Y-Achsenrichtung zur korrigierten Hauptmaximum-Induktionsspannung in der Y- Achsenrichtung bezüglich eines Neigungswinkels in der Y- Achsenrichtung ist.

15. Winkelinformations-Detektionsverfahren nach Anspruch 13, wobei die Funktion eine Funktion des Verhältnisses einer oder/eines Paares von Nebenmaximum-Induktionsspannungen in der X-Achsenrichtung zur korrigierten Hauptmaximum- Induktionsspannung in der X-Achsenrichtung ist sowie eine Funktion des Verhältnisses einer oder eines Paares von Nebenmaximun-Induktionsspannungen in der Y-Achsenrichtung zur korrigierten Hauptmaximum-Induktionsspannung in der Y- Achsenrichtung bezüglich eines Neigungswinkels sowohl in der X-Achsen- als auch in der Y-Achsenrichtung.

16. Winkelinformations-Detektionsverfahren nach Anspruch 11, wobei der Induktionsspannungs-Verteilungs-Umwandungsschritt einen Schritt zur Deduzierung einer Induktionsspannungs-Verteilungsfunktion unter Benutzung einer Interpolationsberechnung aufweist, sowie einen Schritt zur Unterziehung der Induktionsspannungs-Verteilungsfunktion einer Translationsoperation in der Richtung der Achse.

17. Winkelinformation-Detektionsverfahren nach Anspruch 16, wobei die Induktionsspannungs-Verteilungsfunktion als eine Funktion der Zwischensensorspulen-Koordinaten anwendbar auf die Detektionsbreite jeder der Sensorspulen repräsentiert wird.

18. Winkelinformations-Detektionsverfahren nach Anspruch 17, wobei die Induktionsspannungs-Verteilungsfunktion als eine Funktion alternativer Koordinaten dargestellt ist, die die Zwischensensorspulen-Koordinaten einschließlich der Translationsoperation sind.

19. Winkelinformations-Detektionsverfahren nach Anspruch 13, wobei das Winkelinformations-Detektionsmittel Parameter benutzt, die Variationen in einem detektierten Wert der Induktionsspannung jeder Sensorspule anzeigen, sowie Parameter, die Variationen in dem Verhältnis des Nebenmaximum- Wertes zum korrigierten Hauptmaximum-Wert für die Detektionsbreite jeder Sensorspule anzeigen.

20. Winkelinformations-Detektionsverfahren nach Anspruch 13, wobei die Winkelinformations-Detektionsschritte Parameter benutzen, die Variationen in dem Verhältnis des Nebenmaximum-Wertes jeder Unterabteilung zum korrigierten Hauptmaximum-Wert anzeigen, wenn die Detektionsbreite der Sensorspule in eine Mehrzahl von Unterabteilungen unterteilt ist.