JPH0263161B2 - - Google Patents

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JPH0263161B2
JPH0263161B2 JP17763484A JP17763484A JPH0263161B2 JP H0263161 B2 JPH0263161 B2 JP H0263161B2 JP 17763484 A JP17763484 A JP 17763484A JP 17763484 A JP17763484 A JP 17763484A JP H0263161 B2 JPH0263161 B2 JP H0263161B2
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JP
Japan
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phase
grid
resistor
conductor
conductor system
Prior art date
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JP17763484A
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JPS60102502A (ja
Inventor
Aaru Harusu Reonarudo
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NYUUMONITSUKU CORP
Original Assignee
NYUUMONITSUKU CORP
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Publication date
Priority claimed from US06/544,615 external-priority patent/US4570033A/en
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Publication of JPS60102502A publication Critical patent/JPS60102502A/ja
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Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 この発明は平面上の座標位置を決定する装置に
関するものである。このような装置によつて決定
される座標位置は多くの場合デイジタル信号の形
で出力され、従つてこのような平面上の座標位置
決定装置は一般にデイジタイザ(digitizer)とよ
ばれているので、この明細書においてもデイジタ
イザという名称を用いることにする。この発明は
電磁誘導を利用したデイジタイザに関するもので
ある。 〔従来の技術〕 電磁誘導を利用するデイジタイザとして従来用
いられていたものは2相のデイジタイザである。
第2図は2相のデイジタイザの動作原理を説明す
るための接続図であつて、11,12,…及び2
1,22…はそれぞれ回旋状(convolute)に配
置された導体で、仮に11,12,13,14を
第1相グリツド線、21,22,23,24を第
2相グリツド線という。3は円形のカーソルコイ
ルである。第1図に示すグリツド線の方向をX−
Y直角座標軸のY軸方向とし、したがつてグリツ
ド線のピツチの方向をX軸方向とする。第1図に
示す例ではグリツド線のピツチdはd=4cmであ
り、第2相のグリツド線2は第1相のグリツド線
1に対しX方向にd/4(=1cm)だけの間隔を置
いた位置に配置される。 11と12、12と13、13と14を結ぶX
軸方向の線をエンドターン(end turn)という。
第1相グリツド線11,12,13,14はエン
ドターンを介して直列に接続される。第2図のグ
リツド線21,22,23,24についても同様
である。 カーソルコイル3に角周波数ωの交流電流を流
したときグリツド線に誘起する電圧を考えてみ
る。カーソルコイル3の中心点がグリツド線の直
上にあるときは、コイル3の右半分からそのグリ
ツド線に誘起する電圧とコイル3の左半分からそ
のグリツド線に誘起する電圧との大きさが同じで
その方向が互に反対方向になるため打消し合つて
零となる。同一相の互に隣接する2つのグリツド
線の中央にカーソルコイルが置かれたときは、コ
イル3の右半分から右側のグリツド線に誘起する
電圧とコイル3の左半分から左側のグリツド線に
誘起する電圧は互に逆方向の電圧となるが、この
両電圧が互に加算されるように隣接したグリツド
線がエンドターンを介して接続されているのでグ
リツド線の合成誘起電圧が最大になる。 したがつて、第2図に示すように、カーソルコ
イル3の中心点が第1相のグリツド線の最初の導
体11(この導体のX軸方向の位置をx=0とす
る)からxの距離にあるとき、第1相のグリツド
線の端子Aに誘起される電圧VAは VA=VMsin2πx/dsinωt ……(1) となり、第2相のグリツド線2の端子Bに誘起さ
れる電圧VBは VB=VMsin2π(x−d/4)/dsinωt=
−VMcos2πx/dsinωt……(2) となる。但しVMは誘起電圧の振幅最大値を表す。 電圧VAを90゜移相した電圧VAQは VAQ=VMsin2πx/dcosωt ……(3) となり VR=VQA+VB=−VMsin(ωt−2πx/d)……(4) となるのでVRの位相をカーソルコイル3の電流
位相と比較して位相差2πx/dを検出し、xを決定 する。 実際の回路ではVAを+45゜移相しVBを−45゜移
相して加え合せるのであるが、この場合には合成
した振幅はVM/√2となる。 第1図に示すグリツド線と同様なグリツド線を
第1図に示すグリツドに対し直角な方向に配置し
ておけばカーソルコイル3の中心点のY軸方向の
座標位置を検出することができる。 このような互に直交する2組(各組に第1相及
び第2相を含む)のグリツド線はタブレツト
(tablet)と称せられる平滑な平面板の直下又は
その板の厚みの中に装着され、座標位置を決定す
べき目標が含まれる図面はタブレツトの上にのせ
られ、カーソルコイル3の中心点が所望の目標点
に合致するように配置されてその目標点の座標位
置が式(4)に示す電圧の位相角から決定される。 〔発明が解決しようとする問題点〕 従来の装置は以上のように構成されているの
で、エツジ効果を消去することが困難であつた。
第1図は説明の目的のためにX軸方向座標位置を
決定するためのグリツド線のY軸方向の長さを短
かく表したものであつて、実際の構成においては
第1図に示すグリツド線11,21等のY軸方向
の長さは充分に長くしてあるが、Y軸方向の両端
で互に隣り合つたグリツド線を接続するため、X
軸に平行な導体、すなわち、いわゆるエンドター
ンを設けねばならないので、このエンドターンに
カーソルコイル3から誘起される電圧がエツヂ効
果として誤差を発生し、この誤差発生を避けるた
めにはタブレツトの周辺部、すなわちエツジ効果
の発生する部分の使用を避けねばならず、又この
誤差を消去しようとすればソフトウエア又はハー
ドウエアによる誤差消去を行わねばならず、エツ
ジ効果の発生する部分の使用を避けると、デイジ
タイザとしての有効面積が小さくなり、誤差消去
を行う場合は複雑な装置又は操作を必要としかつ
充分に消去することができないという欠点があつ
た。 たとえば、エツジ効果を消去するため補償用の
導体を設けたり、又はカーソルコイルのY軸方向
の位置情報がX軸方向に設けられたグリツド線に
よつて決定できるので、この位置情報からY軸方
向に設けられたグリツド線にエツジ効果により誘
起される電圧を算出して誤差消去を行う方法など
が従来実行されているが、いずれも複雑な装置を
必要とし、かつ充分な消去を達成し得ていない。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明は上記のような従来のものの欠点を除
去するためになされたもので、この発明では3相
(一般的にはn相、但し任意の正の整数をmとす
るときn=2m+1)のグリツド線を使用するこ
とによつて、エンドターンに誘起される電圧が互
に相殺されるようにし、かつ各相に誘起される電
圧を合成する場合の移相が簡単な受動回路だけで
達成できるようにしたものである。 〔作用〕 3相のグリツド線を使用するとエンドターンの
部分において各相に誘起される電圧は互にほぼ等
しくなり、この電圧をそれぞれ0゜、120゜、240゜移
相して加算した合成電圧はほぼ零となりエツヂ効
果は自然に消去される結果となる。またこのこと
は3相以外2m+1相のグリツド線を用いた場合
も同様である。 〔実施例〕 以下この発明の実施例を図面について説明す
る。第1図はこの発明の一実施例を説明するため
の接続線であつて、3は第2図の3に相当するカ
ーソルコイル、111,211,311はそれぞ
れ3相の各相グリツド線で、第2図と同じくグリ
ツド線の長さの方向をY軸方向とするX−Y直角
座標で表し、各相のグリツド線のピツチをdと
し、グリツド線111と211の間隔及び211
と311の間隔を共にd/6とする。Nはグリツ
ド線111,211,311をスター状に接続す
る接続点、すなわちスターの中点である。 グリツド線の端子A,B,Cと中点Nとの間に
カーソルコイル3の電流によつて誘起される電圧
ea,eb,ecはそれぞれ ea=Vnsin(2πx/d)sinωt ……(5) eb=−Vnsin(2πx−d/6/d)sinωt=Vnsi
n(2πx/d×2π/3)sinωt……(6) ec=Vnsin(2πx−2d/6/d)sinωt=Vnsin
(2πx/d+4/3π)sinωt……(7) となる。但しVnは誘起電圧の最大振幅である。 eaを0゜、ebを120゜(2π/3)、ecを240゜(4π/
3)
それぞれ移相して加算すると合成電圧erは er=Vn{sin(2πx/d)sinωt+sin(2πx/d+2
π/3)×sin(ωt+2π/3) +sin(2πx/d+4π/3)sin(ωt+4π/3)}
=Vn/2{cos(ωt−2πx/d)−cos(ωt+2πx/
d) +cos(ωt−2πx/d)−cos(ωt+2πx/d+4
π/3)+cos(ωt−2πx/d)−cos(ωt+2πx/
d+8/3π)} =3/2Vncos(ωt−2πx/d) ……(8) となるので、Vrの位相をカーソルコイル3の電
流位相と比較して位相差2πx/dを検出し、xを決 定する。 第1図と第2図とを比較するとき、第2図の装
置では2個のA端子と2個のB端子、合計4個の
端子を必要とするのに対し、第1図の装置では各
1個のA,B,C端子、合計3個の端子があれば
よく、この点もこの発明の利点である。また、式
(8)と式(4)とを比較し、VRの振幅はVMであるのに
対し、Vrの振幅が1.5Vnである点もこの発明の有
利な点である。更に、第1図に示す装置と第2図
に示す装置とにおいて、グリツド線相互の最短間
隔sを同一にすれば各相のグリツド線のピツチd
は第2図の装置ではd=4sであるのに対し、第1
図の装置ではd=6sとなる。 第3図はこの発明の電圧合成回路を示す接続図
で、図においてA,B,C,Nは第1図の同一記
号と同一部分を示し、ea,eb,ecは式(5)、(6)、(7)
において説明した誘起電圧であり、Rは抵抗値R
の抵抗、Xcは角周波数ωにおけるインピーダン
ス値jXcのコンデンサである。図に示すexを求め
る合成電圧とすれば ex=eb−ec/R+jXc・R+ea−eb/2R・R=ea/2+
R/R+jXceb−eb/2−R/R+jXcec=1/2{ea
R−jXc/R+jXceb −2R/R+jXcec} ……(9) Xc=√3Rとすると で、
【式】はebの振幅をそのままに して位相を2π/3だけ進めたことを意味し、
〔発明の効果〕
以上のようにこの発明によれば、 (1) エンドターンに誘起する電圧は互に消去する
ように合成され、従来の装置のようにエンドタ
ーンに誘起する電圧によるエツジ効果を消去す
るための補償回路を必要とせず従つてグリツド
線の構成が簡単になる。 (2) 電圧合成のための移相回路が極めて簡単にな
る。 (3) 従来のものより各相グリツド線のピツチを増
大することができる。 (4) 従来のものより誘起電圧の利用率が大きくな
る。 (5) 各相グリツド線の出力端子が1個だけでよ
い。 等の利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を説明するための
接続図、第2図は従来の装置を説明するための接
続図、第3図はこの発明の電圧合成回路の一例を
示す接続図、第4図はこの発明の電圧合成回路の
他の例を示す接続図、第5図は多相デイジタイザ
の各相グリツド線の位置移相角度を示すベクトル
図、第6図は4相デイジタイザの各相グリツド線
の位置を示す配置図である。 A……第1相端子、B……第2相端子、C……
第3相端子、N……中性点、111,112,1
13,114……第1相グリツド線、211……
第2相グリツド線、311……第3相グリツド
線、ea……第1相出力電圧、eb……第2相出力電
圧、ec……第3相出力電圧、ex……合成電圧。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 平面上の座標位置を決定するため、平面上に
    互に直角な方向にそれぞれ1組ずつ配置された2
    組のグリツド構成の導体系と、このグリツド構成
    の導体系に電磁結合するよう上記平面上の任意の
    位置に動かし得る円形コイルを有するカーソルコ
    イルとを備え、このカーソルコイルの中心点と上
    記2組のグリツド構成の導体系との間の相対的座
    標位置を決定する平面上の座標位置決定装置にお
    いて、 a 上記2組のグリツド構成の導体系の各組の導
    体系はそれぞれ、nを3以上の奇数とすると
    き、n相の並列な導体系から構成され、この並
    列なn相の導体系の各相の導体系は、上記平面
    の上、下又は上記平面内に、上記平面上の第1
    の方向に所定の半ピツチ間隔d/2ごとに、かつ
    上記第1の方向に直角な方向に互に平行して配
    列された複数のグリツド線と、同一相の導体系
    のすべてのグリツド線が互に直列に接続される
    よう半ピツチ間隔d/2をへだてて互に隣接する
    同一相の2本のグリツド線をそのいずれかの端
    で相互接続するエンドターンとから構成され、
    上記n相の並列な導体系は各相ごとにd/nの相
    間間隔で配列され、スター状又はデルタ状に接
    続されて上記n相に対応するn個の出力端子が
    設けられるn相のグリツド構成導体系と、 b このグリツド構成導体系に電圧を誘起するた
    め上記カーソルコイルに交流電流を流す励磁手
    段と、 c 上記n相のグリツド構成導体系の上記n個の
    端子の電圧をそれぞれ所定の位相量だけ移相す
    る移相手段と、 d 上記移相した電圧を合成して上記平面上にお
    ける上記カーソルコイルの中心点の上記第1の
    方向上の位置によつて位相の決定される単一の
    信号を発生する電圧合成手段と を備えたことを特徴とする平面上の座標位置決定
    装置。 2 2組のグリツド構成の導体系の各組の導体系
    が構成されるn相の並列な導体系において、n=
    3であることを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の平面上の座標位置決定装置。 3 移相手段は、3相のグリツド構成導体系の3
    個の出力端子の電圧をそれぞれ0゜、120゜、240゜移
    相することを特徴とする特許請求の範囲第2項記
    載の平面上の座標位置決定装置。 4 移相手段及び電圧合成手段は、3相のグリツ
    ド構成導体系の3個の出力端子の第1の端子と第
    2の端子の間に共に抵抗値Rを有する第1の抵抗
    及び第2の抵抗の直列回路を接続し、上記第2の
    端子と上記第3の端子の間に上記抵抗値Rを有す
    る第3の抵抗とカーソルコイルに流す交流電流の
    周波数におけるリアクタンス値が√3Rとなるキ
    ヤパシタとの直列回路を接続し、上記第2の抵抗
    と上記第3の抵抗とにおける電圧降下の和を単一
    の信号として出力することを特徴とする特許請求
    の範囲第3項記載の平面上の座標位置決定装置。 5 移相手段及び電圧合成手段は、3相のグリツ
    ド構成導体系の各相の内部抵抗をそれぞれRgと
    するとき、上記3相のグリツド構成導体系の3個
    の出力端子の第1の端子と第2の端子の間に抵抗
    値Rを有する第1の抵抗と抵抗値R−3Rgを有す
    る第2の抵抗との直列回路を接続し、上記第2の
    端子と上記第3の端子の間に抵抗値R−3Rgを有
    する第3の抵抗とカーソルコイルに流す交流電流
    の周波数におけるリアクタンス値が√3Rとなる
    キヤパシタとの直列回路を接続し、上記第2の抵
    抗と上記第3の抵抗とにおける電圧降下の和を単
    一の信号として出力することを特徴とする特許請
    求の範囲第3項記載の平面上の座標位置決定装
    置。
JP17763484A 1983-10-24 1984-08-28 平面上の座標位置決定装置 Granted JPS60102502A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/544,615 US4570033A (en) 1983-09-09 1983-10-24 Polyphase digitizer
US544615 1995-10-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60102502A JPS60102502A (ja) 1985-06-06
JPH0263161B2 true JPH0263161B2 (ja) 1990-12-27

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ID=24172901

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP17763484A Granted JPS60102502A (ja) 1983-10-24 1984-08-28 平面上の座標位置決定装置

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JPS60102502A (ja) 1985-06-06

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