JPH061427B2 - 座標入力装置の自動補正方式 - Google Patents

座標入力装置の自動補正方式

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JPH061427B2
JPH061427B2 JP27324289A JP27324289A JPH061427B2 JP H061427 B2 JPH061427 B2 JP H061427B2 JP 27324289 A JP27324289 A JP 27324289A JP 27324289 A JP27324289 A JP 27324289A JP H061427 B2 JPH061427 B2 JP H061427B2
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【発明の詳細な説明】 〔目次〕 概 要 産業上の利用分野 従来の技術(第8図) 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段(第1図) 作用 実施例 (a) 基本となる技術の説明(第2図乃至第4図) (b) 一実施例の説明(第5図乃至第7図) (c) 別の実施例の説明 発明の効果 〔概要〕 抵抗体を定電流で駆動し、抵抗体端子間の電位差により
入力座標を検出する座標入力装置に関し、 調整の手間を省き、抵抗体の抵抗値の違いによる出力特
性を自動補正することを目的とし、 X側抵抗体に接続されたX電極群と、Y側抵抗体に接続
されたY電極群とを対向配置した座標入力板と、該X側
抵抗体と該Y側抵抗体に接続され、駆動のための定電流
を供給する定電流源と、該X側抵抗体と該Y側抵抗体の
各々の両端の電位差を得る一対の差動増幅部と、該一対
の差動増幅部の出力のそれぞれをデジタル値に変換する
A/D変換器とを有する座標入力装置において、該X側
抵抗体と該Y側抵抗体の端部を接続するスイッチと、該
スイッチを制御するとともに、該A/D変換器の座標出
力の補正を行う制御部とを設け、該制御部は、該スイッ
チを接続した状態で該A/D変換器の出力を基準値とし
て取り込み、座標入力時に該A/D変換器の出力を該基
準値で補正する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、抵抗体を定電流で駆動し、抵抗体端子間の電
位差により入力座標を検出する座標入力装置に関する。
コンピュータ等の入力のため、座標入力装置が広く利用
されている。
この座標入力装置は、スタイラスペン等で座標入力シー
トにペン先を接触させて、その接触点のX、Y座標位置
を入力するものである。
このような座標入力装置として、抵抗体を用い、抵抗体
端子間の電位差により入力座標を検出するものがあり、
抵抗体のバラツキによる出力電圧のバラツキを調整でき
るものが望まれている。
〔従来の技術〕
第8図は従来技術の説明図である。
抵抗体を用いた座標入力装置は、第8図(A)に示すよ
うに、Y側抵抗体10で端部が接続されたY電極群Y1
〜Ynを有するY電極シート1と、X側抵抗体20で端
部が接続されたX電極群X1〜Xnを有するX電極シー
ト2とを感圧導電シート3をはさんで対向配置した座標
入力板4を備える。
この座標入力板4の所望の位置をペン等で接触すると、
その点のY電極とX電極が感圧導電シート3を介し導通
し、抵抗体10、20の各々の両端の電位差が、各々
X、Y位置に応じた値を示し、これによって接触した入
力点のX座標とY座標とが検出できる。
このような抵抗体の出力を用いて座標を得るのに、第8
図(B)のように、定電流源8で座標入力板4を駆動す
るものが、特公昭56−87134号公報等で提案され
ている。
即ち、Y側抵抗体10とX側抵抗体20との間に定電流
源8を接続し、検出抵抗r1、r2、r3、r4を設け、定
電流で駆動する。
X側とY側が接触すると、Y側抵抗体10の両端の抵抗
1、r2にはY側の接触点までの抵抗値ryに比例した
電圧が表れるので、Y側差動増幅器6で両端電位の差を
とり、接触点までの抵抗値に比例したY側電圧出力を得
る。
同様に、X側抵抗体20の両端の抵抗r3、r4には、X
側の接触点までの抵抗値rxに比例した電圧が表れ、X
側差動増幅器5で両端電位の差を取り、接触点までの抵
抗値に比例したX側電圧出力を得る。
このY側差動増幅器6のY側電圧とX側差動増幅器5の
X側電圧とをA/D変換器7でデジタル値に変換して、
X座標、Y座標を得る。
この時、X、Yの最大位置において、X、Y側電圧は最
大電圧となり、この最大電圧は、A/D変換器7の基準
電圧と等しいことが、A/D変換器7をフルレンジで使
用できる点で望ましい。
しかしながら、各入力板4の抵抗体の抵抗値がバラツク
ため、最大電圧が基準電圧と等しくならない。
このため、差動増幅器5、6の後段に可変抵抗器50、
60を設け、電圧計を接続し、入力板4の最大位置をペ
ンで接触させながら、可変抵抗器50、60の出力が基
準電圧と等しくなるように、可変抵抗器50、60を手
動調整していた。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、従来技術では、各入力板毎に抵抗体の抵
抗値がばらついているので、各入力板毎に可変抵抗器を
調整しなければならないという問題がある他に、入力板
の変換をする場合も互換性がなく、交換毎に調整する必
要があるという問題もあった。
従って、本発明は、調整の手間を省き、抵抗体の抵抗値
の違いによる出力特性を自動補正することのできる座標
入力装置の自動補正方式を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
第1図は本発明の原理図である。
本発明は、Y側抵抗体10に接続されたY電極群Y1〜
Ynと、X側抵抗体20に接続されたX電極群X1〜X
nとを対向配置した座標入力板4と、該Y側抵抗体10
とX側抵抗体20の各々の中点に接続され、定電流を供
給する定電流源8と、該Y側抵抗体10の両端に入力極
性を互いに反対に接続された一対のY側差動増幅器6
a、6bと、該X側抵抗体20の両端に入力極性を互い
に反対に接続された一対のX側差動増幅器5a、5b
と、該一対のY側差動増幅器6a、6b及び該一対のX
側差動増幅器5a、5bの出力のそれぞれをデジタル値
に変換するA/D変換器7と、該一対のY側差動増幅器
6a、6bのデジタル値からY座標を、該一対のX側差
動増幅器5a、5bのデジタル値からX座標を算出する
制御部9とを有する座標入力装置であって、該X側抵抗
体20と該Y側抵抗体10の端部を各々両端で接続する
一対のスイッチS11、S12を設け、該制御部9は、
該一対のスイッチS11、S12を接続した状態で、該
A/D変換器7から各差動増幅器5a、5b、6a、6
bの出力を基準値として取り込み、座標入力時に、該A
/D変換器7からの各差動増幅器の出力を対応する該基
準値で補正した後、該座標値の算出を行うことを特徴と
する。
〔作用〕
本発明では、抵抗体10、20の中央から定電流を供給
するので、抵抗体10、20の中点から左右に接触点の
位置する方に電位が生じる。
そして、抵抗体20(10)の両端の電位を各々入力極
性を反対にした一対の差動増幅器5a、5b(6a、6
b)で差動をとると、中点を基準にした左右の各々の電
圧出力が得られる。
従って、A/D変換器7からはY側に左右2つ、X側に
左右2つの座標値が得られる。
この時、差動増幅器を単電源駆動すると、抵抗体の中点
を中心に左右の内、接触点の位置する側をマイナス入力
とする差動増幅器から抵抗値比例電圧が出力され、他方
は零出力となる。
これを演算部9で判別すれば、抵抗体20(10)の左
右のいずれの側に接触点があるかを判別でき、これに応
じ座標変換して出力する。
従って、抵抗体20(10)を左右半分づつで、A/D
変換器7をフルに利用することになり、丁度分解能を2
倍に高めることができる。
又、このような抵抗体を左右半分づつ分割するもので
は、分割位置のバラツキ等により、出力最大値が左右で
変化し、座標演算誤差となり易い。
そこで、本発明では、更に、X側抵抗体20とY側抵抗
体10の両端を各々スイッチS11、S12で接続し、
入力板4のX、Y最大、最小位置にペンを接触させた状
態と同一の状態を作り出し、その状態におけるA/D変
換器7の出力を制御部9が最大基準値として取り込んで
おく。
そして、座標入力時には、対応する基準値を基準として
A/D変換器7の各増幅器の出力を補正することによ
り、フルレンジの出力が得られる。
このようにして、可変抵抗器を調整しなくても、自動補
正により可変抵抗器を調整した場合と同一の結果が得ら
れる。
〔実施例〕
(a)基本となる技術の説明 第2図は本発明の基本となる技術を示すブロック図であ
る。
図中、第1図及び第8図で示したものと同一のものは同
一の記号で示してあり、7aは基準電圧源であり、A/
D変換器7の基準電圧を与えるもの、8a、8bは各々
定電流源であり、定電流I1,I2(I1>I2)を流すた
めのものであり、スイッチS2によって切換えられるも
の、80は比較器であり、定電流源8a又は8bから定
電流が流れたことを検出し、制御部(CPU)9のP1
端子を“ハイ”レベルにし、A/D変換動作をA/D変
換器7へ指示させるためのものである。
制御部9は、CPUで構成され、A/D変換器7にA/
D変換制御信号を出力してA/D変換を指示し、X座標
とY座標を得るものであり、スイッチS1とスイッチS
2を制御する。
第3図は第2図の構成の処理フロー図である。
先ず、電源投入時に、CPU9はスイッチS2を定
電流I1(I1>I2)の定電流源8aに接続する。
次に、CPU9はスイッチS1をオンし、X側抵抗体2
0の右端とY側抵抗体10右端とを接続する。
これによって、定電流ルートが形成され、定電流源8a
から抵抗体20、スイッチS1、抵抗体10を通って電
流I1が流れる。
このため、比較器80がCPU9のP1端子をハイ
レベルにし、CPU9はP2端子のA/D変換制御信号
をONにして、A/D変換器7のA/D変換を指示す
る。
この時の差動増幅器5、6の出力は、増幅度をA、定電
流値をI、抵抗体20、10の抵抗値をRx、Ryとす
ると、 (A・I・Rx)、(A・I・Ry)である。
A/D変換器7は、差動増幅器5、6の出力を入力Ai
n1、Ain2に受け、デジタル値に変換し、CPU9
へ出力する。
この値が、A/D変換器7の飽和値FFHでなければ、
各、X、Y入力Vrx、Vryは、 但し、EはA/D変換器7の基準電圧である。
により求まる。
CPU9は、このX、Y入力Vrx、Vryが飽和
値FFHであるかを調べ、飽和値FFHなら、抵抗値R
x、Ryが大きいので、スイッチS2で定電流源8bに
切換え、より小さい定電流I2を流し、出力電圧を下げ
て、ステップに戻る。
一方、CPU9はX、Y入力がVrx、Vryが飽
和値FFHでなければ、これを基準値として、内蔵する
メモリに格納する。
そして、スイッチS1をオフして、基準値の取り込みを
終える。
次にCPU9は、座標入力かを判別する。
即ち、抵抗体20と抵抗体10とが接触していないと、
定電流は流れず、比較器80の出力はローレベルである
が、入力点(Px、Py)に接触し、抵抗体20と10
が、前述の電極群により接触されると、定電流が流れ、
比較器80の出力がハイレベルとなってCPU9のP1
端子に出力する。
これによってCPU9は、座標入力を検出する。
この時、差動増幅器5、6の出力は、抵抗体20の左端
から接触点Pxまでの抵抗値をrx、抵抗体10の左端
から接触点Pyまでの抵抗値をryとすると、各々(A
・I・rx)、(A・I・ry)となる。
CPU9は前述と同様に、A/D変換器7にA/D変換
を指示し、次式の入力値Vsx、Vsyを得る。
そして、基準値Vrx、Vryを用いて、X、Y座標を
次式で算出する。
そしてこの求めたX、Y座標を出力して終了する。
このようにして、予め最大抵抗値時の基準値Vrx、V
ryを求めて、これを基に入力値Vsx、Vsyを補正
して座標を得るので、調整作業が不要となる。
即ち、第(3)式に第(1)式、第(2)式を代入すると、 となり、抵抗体の抵抗値がばらついても、Rx、Ryの
値に応じた補正を自動で行うことができる。
又、前述のステップでは、A/D変換出力が飽和値F
FHとなると、スイッチS2をI2側に切換えて、定電
流の電流値を小さくし、出力電圧を下げてA/D変換を
実行しているが、基準電圧源7aを複数設け、飽和値に
なるとスイッチにより基準電圧の高い方に切換えるよう
にしてもよい。
前述の方法は最初に値が最大となるように、スイッチS
2をセットし、値が小さくなる方向に切り換える方法を
説明したが、逆に最低必要な座標分解能から最低基準値
を定めておき、値が最小となるようスイッチS1をオン
したときの定電流12、基準電圧E1を選択しておき、
得られた基準値が最低値よりも小さければ、大きくなる
方向へ切り換えることもできる。
また、基準電流、基準電圧の一方のみを切り換えること
も可能である。
第4図は基本となる技術の説明図である。
実際には第4図のように抵抗体からスイッチS1までの
配線抵抗rXL、rXR、rYD、rYUが無視できな
い値を持つ場合も考えられる。しかしながら配線抵抗の
値は小さく偏差も少ないことから、各抵抗体の抵抗値比
でみると、ほぼ一定と見なすことができるのでスイッチ
S1をオンとして得た値から、配線抵抗に相当する値を
引いた値を基準値として使用すれば自動補正をすること
ができる。
また、配線抵抗(rXL、rXR、rYD、rYU)を
無視する方法として、電流の流れる端子と検出端子を別
にすることでキャンセルすることもできる。
(b)一実施例の説明 第5図は本発明の実施例ブロック図である。
図中、第1図、第2図及び第8図で示したものと同一の
ものは同一の記号で示してある。
x1、ly1は、定電流源8を抵抗体20、10の中点に
接続させる電流供給端子、lx2、lx3は抵抗体20の電
圧出力端子、ly2、ly3は抵抗体10の電圧出力端子、
S11、S12は各々スイッチであり、各々抵抗体2
0、10の左端同志、右端同志を接続させるもの、5
a、5b、6a、6bは差動増幅器であり、単電源のも
ので構成され、差動結果が正の時のみ出力を発し、負の
時は零出力を発するものである。
そして、X側差動増幅器5aは、プラス側にX側抵抗体
20の右端電圧検出端子lx3が、マイナス側にX側抵抗
体20の左端電圧検出端子lx2が接続されており、X側
抵抗体20の中点から左側に接触点がある時に差動出力
(X左出力という)を発し、X側差動増幅器5bは、逆
にプラス側にX側抵抗体20の左端電圧検出端子l
x2が、マイナス側にX側抵抗体20の右端電圧検出端子
x3が接続されており、X側抵抗体20の中点から右側
に接触点がある時に差動出力(X右出力という)を発す
る。
又、Y側差動増幅器6aは、プラス側にY側抵抗体10
の上端電圧検出端子ly2が、マイナス側にY側抵抗体1
0の下端電圧検出端子ly3が接続されており、Y側抵抗
体10の中点から下側に接触点がある時に差動出力(Y
下出力という)を発し、Y側差動増幅器6bは、プラス
側にY側抵抗体10の下端電圧検出端子ly3が、マイナ
ス側にY側抵抗体10の上端電圧検出端子ly2が接続さ
れており。Y側抵抗体10の中点から上側に接触点があ
る時に差動出力(Y上出力という)を発する。
この実施例では、抵抗体20、10の中点に定電流を供
給し、一つの抵抗体20、10を分割駆動し、X側で2
つのX座標を、Y側で2つのY座標を得て、分解能を2
倍に向上するものである。
基準値の取り込みは、第3図のものとほぼ同一である
が、ステップまでをスイッチS11をオンにして1
回、スイッチS12をオンにして1回の計2回繰返し、
スイッチS1をオンにした場合に差動増幅器5bと6b
よりX右、Y上の基準値Vrx、Vryを得て、ス
イッチS12をオンした場合に差動増幅器5aと6aよ
りX左、Y下の基準値Vrx、Vryとを得て基準
値として格納する。
又、ステップの補正においては、差動増幅器5aのX
左出力はX左基準値Vrxで、差動増幅器5bのX右
出力はX右基準値Vrxで、差動増幅器6aのY下出
力はY下基準値Vryで、差動増幅器6bのY上出力
はY上基準値Vryで、第(3)式に従って補正演算す
る。
このようにして、X右座標、X左座標、Y上座標、Y下
座標を算出すると、次のように座標変換をして分割能を
2倍にする。
第6図は本発明の実施例座標算出処理フロー図、第7図
は本発明の実施例座標算出動作説明図である。
CPU9は、4つの座標補正を終了すると、X左座
標とX右座標とを比較する。
X左座標がX右座標より大ならば、X左端を原点として
いるので、X算出座標として(255−X左座標)を演
算する。
一方、X左座標がX右座標以下なら、X右座標に中点座
標“255”を加えた(255+X右座標)をX算出座
標として演算する。
次にCPU9は、Y下座標とY上座標を比較する。
Y下座標がY上座標より大ならば、Y下端を原点として
いるので、Y算出座標として(255−Y下座標)を演
算する。
一方、Y下座標がY上座標以下なら、Y上座標に中点座
標“255”を加えた(255+Y上座標)をY算出座
標として演算する。
そして、CPU9は、このX、Y算出座標を正規の
座標として出力し、終了する。
これを第7図により説明する。
X側抵抗体20の接触点に対する出力特性は、中点に定
電流を流し、単電源の差動増幅器を用いることによっ
て、第7図(A)のように、中点を零とし、左端、右端
に向かって上昇するV字形となる。
従って、A/D変換値も中点を零とし、左端、右端は2
55となる。
このことは、1出力電圧、1A/D変換値に対し、左右
2つの接触点位置が対応し、抵抗体を2分割して使用し
ていることと同じになる。
A/D変換値として得られるX左、X右座標の一方は、
前述の如く、単電源差動増幅器により、零であるから、
X左、X右座標の大小判別で、X左のものか、X右のも
のかが判る。
このように判別できれば、後は連続した座標系に変換す
ればよく、例えばX左端を原点「0」とすれば、X左な
ら(255−X左座標)、X右なら(255+X右座
標)により、8ビット、256段階のA/D変換器を用
いて、0〜510の511段階、即ち9ビットのA/D
変換器を用いたのと同一の分解能が得られる。
又、Y側についても第7図(B)に示すようにX側と全
く同一である。
このように、抵抗体の中点に定電流を流し、抵抗体、即
ち電極群を2分割した形で駆動して各々の出力を得、そ
の出力のいずれかを用いることで、分解能を2倍に向上
することができる。
(c) 別の実施例の説明 上述の実施例では、定電流源を1つ又は2つの例で示し
たが、3つ以上であってもよく、同様に基準電圧源を複
数設けてもよい。
以上本発明を実施例により説明したが、本発明は本発明
の主旨に従い種々の変形が可能であり、本発明からこれ
らを排除するものではない。
〔発明の効果〕
以上説明した様に、本発明によれば、次の効果を奏す
る。
抵抗体の中点に定電流を流し、抵抗体、即ち電極群を
2分割して駆動しているので、座標検出分解能を2倍に
向上できるという効果を奏し、例えば安価な8ビットワ
ンチップマイコン等に搭載された8ビットのA/D変換
器を使用して、9ビットのA/D変換器と同一の分解能
が得られる。
又、抵抗体を中央から分割することによって、抵抗体
の中点の座標位置を固定できるから、抵抗体の抵抗バラ
ツキによる影響を半減することができるという効果を奏
する。
抵抗体の抵抗値の違いや中点位置のバラツキに応じた
補正を自動的に行うことができ、可変抵抗器による調整
を不要とするとともに、入力板の交換時にも調整を不要
とするという効果を奏し、調整の手間を省き、入力板と
電気回路の互換性を得ることができる。
又、抵抗体の環境変化等による抵抗値変化があって
も自動補正により補正できるという効果を奏し、信頼性
も向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理図、 第2図は本発明の基本となる技術を示すブロック図、 第3図は図2の構成の処理フロー図、 第4図は本発明の基本となる技術の説明図、 第5図は本発明の実施例ブロック図、 第6図は本発明の実施例座標算出処理フロー図、 第7図は本発明の実施例座標算出動作説明図、 第8図は従来技術の説明図である。 図中、4…座標入力板、 5、6…差動増幅部、 7…A/D変換器、 8…定電流源、 9…制御部、 10…Y側抵抗体、 20…X側抵抗体、 X1〜Xn…X電極群、 Y1〜Yn…Y電極群。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】Y側抵抗体(10)に接続されたY電極群
    (Y1〜Yn)と、X側抵抗体(20)に接続されたX
    電極群(X1〜Xn)とを対向配置した座標入力板
    (4)と、 該Y側抵抗体(10)とX側抵抗体(20)の各々の中
    点に接続され、定電流を供給する定電流源(8)と、 該Y側抵抗体(10)の両端に入力極性を互いに反対に
    接続された一対のY側差動増幅器(6a、6b)と、 該X側抵抗体(20)の両端に入力極性を互いに反対に
    接続された一対のX側差動増幅器(5a、5b)と、 該一対のY側差動増幅器(6a、6b)及び該一対のX
    側差動増幅器(5a、5b)の出力のそれぞれをデジタ
    ル値に変換するA/D変換器(7)と、 該一対のY側差動増幅器(6a、6b)のデジタル値か
    らY座標を、該一対のX側差動増幅器(5a、5b)の
    デジタル値からX座標を算出する制御部(9)とを有す
    る座標入力装置であって、該X側抵抗体(20)と該Y
    側抵抗体(10)の端部を各々両端で接続する一対のス
    イッチ(S1、S12)を設け、 該制御部(9)は、該一対のスイッチ(S11、12)
    を接続した状態で、該A/D変換器(7)から各差動増
    幅器(5a、5b、6a、6b)の出力を基準値として
    取り込み、 座標入力時に、該A/D変換器(7)からの各差動増幅
    器の出力を対応する該基準値で補正した後、前記座標値
    の算出を行うことを特徴とする座標入力装置の自動補正
    方式。
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JP27324289A Expired - Lifetime JPH061427B2 (ja) 1989-10-20 1989-10-20 座標入力装置の自動補正方式

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JP2595403B2 (ja) * 1992-03-18 1997-04-02 グンゼ株式会社 タッチパネルおよびタッチパネル装置

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JPH01205318A (ja) * 1988-02-12 1989-08-17 Tokyo Electric Co Ltd 座標読取り装置

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