JPS5944668B2 - コイルの位置のディジタル化方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はデイジタル化装置及び方法に、更に明確には
、デイジタイザにおける隔置された格子状導線の間の補
間の精度を改善しかつペンの頃斜及びペンの高さの変動
による誤差を補償するためのデイジタル化装置及び方法
に関する。

ペン又はカーソルのような可動器具の位置を利用装置へ
の伝送のためにデイジタル信号に変換するための種々の
高分解能装置は技術上周知である。

そのようなデイジタル化装置には一般に、デイジタル化
されるべきグラフ、図、若しくは工業アートワータのよ
うな作業用紙、又は位置がデイジタル化されるべきマー
クをペンによつて施すことのできる空白用紙を支持する
のに適した剛体支持構造物がある。格子又はマトリクス
状の導線が通常その支持表面の直下に埋め込まれている
。可動器具がペンである場合には、ペンは作業用紙の上
方に配置されてそれに押し当てられ、そして作業用紙上
の種々の図形のデイジタル化されるべき点をたどるよう
に動かされる。可動器具がカーソルである場合には、カ
ーソルは作業用紙土の先在するデイジタル化されるべき
種々の点又はマークに合わせられる。デイジタ不ザに関
する技術の状態は、すべてこの出願の出願人に譲渡され
た米国特許第３７６７８５８号、第３８５１０９７号、
第３９８３３２２号、第３８８６３１１号及び第４０２
２９７１号に示されている。この技術状態は更に、１９
７８年７月３日に出願されて、この出願の出願人に譲渡
された、ジヨージ・エイ・フエンクル（ＧｅＯｒｇｅＡ
．Ｆｅｎｃｊ）による同時出願中の米国特許出願第９２
１５１４号において述べられている。前述の従来技術の
記載において示されたデイジタイザは比較的高い精度又
は分解能を有している。しかしながら、そのようなデイ
ジタイザの製作費は分解能が強大するにつれて急速に増
大する。前述のデイジタイザには不正確さを生じる原因
がいくつかあるが、その最も重要なものの一つはペン又
はカーソルが二つの隣接した格子状導線の間の点に位置
するときにその位置を正確に補間する又は決定するのが
困難なことである。前述の同時出願中のフエンクル出願
におけるフイルタの出力に発生した特性波形における非
直線性は、格子状導線を特定の方向に走査する過程中に
定速度でペン位置カウンタを増分することによつて得ら
れた補間の精度を相当に減少させる。信号が走査を受け
た格子状導線によつて受信されるのではなくその導線か
ら伝送されるようになつているデイジタイザにおいても
同様の問題が存在する。従つて、この発明の目的は、格
子状導線間に位置する点におけるペン又はカーソル位置
の補間の精度が改善された低製作費高精度のデイジタイ
ザを与えることである。既知の従来技術に従つて構成さ
れたデイジタイザにとつての別の問題は高精度を達成す
るためには格子状導線間の間隔を減少させることがしば
しば必要であるということである。

このことは著しく費用を増大させ、かつ又、多数の導線
を走査しなければならないので、デイジタル化動作を行
うのに要する時間を増大させる。従来のデイジタイザの
別の問題はペン又はカーソルコイルにおける高い電力消
費である。それゆえ、この発明の別の目的は、電力消費
の少ない改良形高精度デイジタイザを与えることである
。

ペンを備えた従来のデイジタイザにおける不正確さの別
の原因はペンの傾斜から生じており、これが磁力線と格
子状導線との非対称的相互作用を生じさせ、従つて使用
された走査過程の精度を低下させている。

従つて、この発明の更に別の目的は、高精度のデイジタ
ル化を与えるためにペン傾斜を経済的に、迅速にかつ正
確に補償するためのデイジタル化装置及び方法を与える
ことである。

この発明の一構成例について簡単に説明すれば、この発
明は格子状導線に関するペンコイル又はカーソルコイル
の位置を決定するためのデイジタイザにおける格子状導
線間の補間によるデイジタル化誤差を減小させる装置及
び方法を与えるものである。

この発明のこの構成例においては、デイジタイジンク・
システムにはタブレツトの支持表面に埋め込まれたＸ方
向に配置された複数個の隔置された平行な格子状導線、
及び同様にＹ方向に配置された第２の複数個の隔置され
た平行な格子状導線がある。この発明のこの構成例にお
いては、ＡＣ信号がペンコイルを駆動し、これにより格
子状導線に信号が誘導される。デイジタイザにはペンコ
イルにより誘導された信号を有する格子状導線を順次選
択するための走査回路がある。デイジタイザには更に、
順次選択される導線の誘導信号の位相が反転するおよそ
の時を表わす出力信号を発生するアナログ信号検出器回
路がある。走査回路は走査制御サブシステムと走査部よ
り成る。走査部にはＸ格子状導線をアナログ回路の入力
に順次接続するＸマルチプレクサとＹ導線をアナログ回
路の入力に順次接続するＹマルチプレクサとがある。ア
ナログ信号検出器回路には、入力がマルチプレクサ回路
に接続されている増幅器、増幅器出力を整流する位相感
知検出器回路、位相感知検出器出力を積分するフイルタ
回路、及びフイルタ回路によつて発生された出力信号の
極性変化の発生を示す信号を発生するための比較器があ
る。走査制御サブシステムはＸ及びＹ方向における格子
状導線の走査を制御するものであつて、マルチプレタサ
を制御するアドレスを発生するプリセツト可能な順逆走
査カウンタ回路を有している。ペン位置カウンタ回路は
走査カウンタよりも速い速度で増分されて、マイクロプ
ロセツサ・システムに伝送される２進化１０進出力を与
える。ペン位置カウンタにも又プリセツト可能な順逆カ
ウンタがある。ペン位置カウンタ及び走査カウンタを増
分するのに利用されたクロツク信号は、フイルタ出力電
圧における極性変化が発生したときに二つのカウンタの
計数を停止させるように比較器出力によつて発生された
信号によりゲート制御されている。Ｘ導線に関するペン
の位置を得るために、マイクロプロセツサ・システムに
より走査カウンタがＸマルチプレクサを順次アドレスす
るようにされて、ペンの一方側にある基準点からペンの
位置の方へ向けて、走査回路がペン近くにある第１格子
状導線を選択している間においてフイルタ出力電圧の極
性が変化する時までＸ導線が走査される。マイクロプロ
セツサは次に第１格子状導線から２インチの所に配置さ
れた第２格子状導線の位置を表す数に走査カウンタをプ
リセツトしかつ又対応する数をペン位置カウンタにプリ
セツトする。マイクロプロセツサは次に第２格子状導線
から減小した速度で第１格子状導線の方、したがつてペ
ンの方へ極性変化がフイルタの出力において検出される
まで「順走査」を行わせる。比較器出力信号は順走差を
停止させる。ペン位置カウンタに記憶された第１の２進
化１０進数（第１のデジタル数）がマイクロプロセツサ
・システムに伝送されて記憶される。マイクロプロセツ
サ・システムは次に第１格子状導線の反対側２インチの
所に配置された第３格子状導線の位置を表す数をペン位
置カウンタにプリセツトする，マイクロプロセツサは次
にペンコイルを駆動するＡＣ信号の位相を反転させる。
マイクロプロセツサは次に「逆走査」動作を行わせるが
、この逆走査動作においてはペン位置カウンタ及び走査
カウンタがやはり減小した速度で減分されて、フイルタ
出力電圧における極性変化が比較器によつて検出される
と逆走査動作は停止される。ペン位置カウンタに記憶さ
れた第２の２進化１０進数（第２のデジタル数）がマイ
クロプロセツサ・システムに伝送されて、これにより第
１及び第２の２進化１０進数の平均が計算される。計算
された平均数はペンの正確な位置を表す。さて麻１図Ａ
及び第１図Ｂについて述べると、デイジタイザ・システ
ム１には既知のデイジタイザ構成部分からなるサブシス
テム３とマイクロプロセツサ・システム５３に接続され
た走査制御サブシステム４とが含まれている。サブシス
テム３には計数化されるべき点を有する作業用紙を支持
するためのタブレツト又は表面５がある。タブレツト５
にはＹ力向に一様に２００ミル（約５７１Ｉ１１：１０
００ミル＝１インチ＝２．５４ＣＴｒＬ）の間隔で配置
されかつタブレツト５の表面に埋め込まれた複数個のＹ
導線９がある。タブレツト５には又Ｘ方向に一様に２０
０ミルの間隔で配置されかつタブレツト５の支持表面に
埋め込まれた複数個のＸ導線７がある。ペン又はカーソ
ル１１は、タブレツト５によつて支持された作業用紙に
おける点の上方に配置して計数化されるべき点と整列さ
せればよい。

ペンを利用する場合には、ジヨージ・エイ・フエンクル
（ＧｅＯｒｇｅＡＦｅｎｃｌ）によつて１９７９年１月
２２田ご出願され、この出願の出願人に譲渡された、「
デイジタイザ・ペン用ペン状態システム（ＰＥＮＳＴＡ
ＴＵＳＳＹＳＴＥＭＦＯＲＤＩＧＩＴ−ＩＺＥＲＰＥＮ
）」という名称の同時出願中の米国特許出願第００５１
９５号（以下、第１フエンクル出願と呼ぶ）に記載され
た形式のものでよい。第１フエンクル出願に記載された
ペンにはペン１１の先端の近くにペンコイルが取り付け
られており、このペンコイルは第１図においてプロツク
１５で概略的に示されている。ペンコイル１５は第１フ
エンクル出願において説明されているように実際にはペ
ン１１の先端の近くに配置されているのでさるが、第１
図においてペンコイル１５を他の方法で図示するこ吉は
不便であると思われるので、ペンコイル１５とペン１１
との関係を示すためにここでは破線を利用している。第
１図Ｂにおける個々のＹ導線９は母線２１によつてＹマ
ルチプレクサ１７に接続されており、このマルチプレク
サは現在選択されているＹ導線においてペンコイル１５
によつて誘起された電気信号を選択的にマルチプレクサ
出力導線１４Ｂに接続する。

マルチプレクサ出力導線１４Ｂはアナログ信号検出器回
路２７の入力に接続されている。同様に、第１図Ｂにお
ける個々のＸ導線７は母線２３によつてＸマルチプレク
サ１９に接続されており、このマルチプレクサは選択さ
れたＸ導線において誘起された電気信号をマルチプレク
サ出力導線１４Ａに選択的に接続され、そして出力導線
１４Ａも又アナログ信号検出器回路２７の入力に接続さ
れている。Ｙマルチプレクサ１７及びＸマルチプレクサ
１９に対するアドレスは、走査カウンタ及びデコーダ回
路１０４のデイジタル出力に接続されている母線２５に
発生される。

タブレツト５のＸ及びＹ方向は一度にひとつずつ走査さ
れるので、Ｙマルチプレクサ１７及びＸマルチプレクサ
１９に対する使用可能信号はそれぞれ母線２５のそれぞ
れの導線により導かれる。アナログ信号検出器回路２７
は導線２８に出力信号を与える。

この出力信号はアナログ信号検出器回路におけるフイル
タ回路によつて発生され、そしてここでは種々の動作条
件に対して第４図、第５図、第８図Ａ及び第８図Ｂに図
示したような特性波形を有している。この特性波形は以
下において詳細に説明される。導線２８は伝送線駆動器
２９の入力に接続されており、そしてこの，駆動器はケ
ーブル３６を駆動するが、このケーブルは長さが約６フ
イートのものでよく、伝送線受信器回路３８の入力に接
続されている。アナログ信号検出器回路２７は導線７６
における基準タイミング信号を受ける。ペンコイル１５
は符号７４によつて示した１対の導線における駆動信号
を受ける。

導線７４におけるＡＣ信号は「ペン駆動信号」と呼ばれ
、ペンコイル１５により対称磁界を発生させるが、この
磁界はタブレツト５のＸ導線７及びＹ導線９において、
それらのペンコイル１５からの距離に感じて約数ミリボ
ルトまでの振幅を有する電気信号を誘起する。導線７４
におけるペン駆動信号は電力増幅器回路７２によつて発
生される。

Ｙマルチプレクサ１７、Ｘマルチプレクサ１９、アナロ
グ信号検出器回路２７、ペンコイル１５、及び電力増幅
器７２のそれ以上の詳細は、ジヨージ・エイ・フエンタ
ル（ＧｅＯｒｇｅＡ．Ｆｅｎｃｌ）によつて１９７８年
７月３田こ出願され、この出願の出願人に譲渡された「
デイジタイザ格子状導線における誘導信号を順次検出す
るための低雑音方式（ＬＯＷＮＯＩＳＥＳＹＳＴＥＭＡ
ＮＤＭＥＴＨＯＤＦＯＲＳＥＱＵＥＮ−ＴＩＡＬＬＹＳ
ＥＮＳＩＮＧＩＮＤＵＣＥＤＳＩＧＮＡＬＳ［ＮＤＩＧ
ＩＴＩＺＥＲＧＲＩＤＣＯＮＤＵＣＴＯＲＳ）」という
名称の同時出願中の米国特許出願第９２１５１４号（以
下、「第２フエンクル出願」と呼ぶ）において記載され
ている。

サブシステム３には更に、複数個の導線４３によりプロ
ツク５５の複数個の各入カロに接続されている制御盤４
２が含まれている。

制御盤４２は操作員がマイクロプロセツサ５３に制御信
号を送つてデイジタイザ・システム１に所望の動作を行
わせるようにするためのものである。サブシステム３に
は又、複数個の導線４５によつてプロツク５５の複数個
の各入カロに接続されていて、タブレツト寸法のような
ある種のパラメータの確定及びペン又はカーソルのいず
れが利用されているかの識別を操作員が行えるようにす
るためのスイツチ・モジユール４４が含まれている。

可聴警報器４７は、小形スピーカで構成すればよく、ケ
ーブル４８によつて警報器駆動器回路４９に接続されて
いる。警報器駆動器回路４９は導線７０に接続された入
力を有しており、そして導線７０はプロツク５７の出力
口に接続されている。これによりマイクロプロセツサ・
システム５３は、警報信号を警報器駆動器４９に送るこ
とができるので、マイクロプロセツサ・システム５３に
送られたデータの最後のプロツクにおけるマイクロプロ
セツサ・システム５３による動作の完了のような、ある
状態の発生を操作員に警告することができるようになり
、そこで操作員は例えば自分がカーソル又はペンを別の
データ点に移動させることができることを了解するであ
ろう。プリセツト母線８４にはペン位置カウンタ１１５
及び走査カウンタ・デコーダ回路１０４の各プリセツト
入力に接続された複数個の導線が含まれている。情報は
プロツク５７における出力口回路によつてプリセツト母
線８４の各導線において発生される。注目されるべきこ
とには、マイクロプロセッサ・システム５３は８ビツト
ニ方向性データ母線５１によつて走査制御サブシステム
４に接続されており、そしてデータ母線５１の各導線は
複数個の出力口回路５７及び複数個の入カロ回路５５の
対応する導線に接続されている。

注記しておくが、便宜上、入カロプロツク５５は三つの
別々のフ狛ツクとして描かれている。しかしながら、そ
れらは複数個の三状態位相反転回路を含む単一のプロツ
タであると考えることができる。同様に、出力カプロツ
タ５７は二つの別々のプロツクとして示されているが、
複数個の集積回路ラツチを含む単一のプロツクであると
考えることができる。マイクロプロセツサ・システム５
３は又、すべてデコーダ回路６０に接続されている１６
ビツト・アドレス母線６２、入出力制御導線６３、及び
読書き制御母線６５により走査制御サブシステム４に接
続されている。マイクロプロセツサ・システム５３によ
つてデコーダ６０に受入れ可能なコードが入力されたと
きにマイクロプロセツサ・システムに信号を送るために
デコーダ回路６０によつて導線６７に肯定応答信号が発
生される。走査カウンタ・デコーダ回路１０４は、これ
ら変換速度を決定するために導線１１３における９メガ
ヘルツ信号を２００の因数で除算する固定比率除算器回
路１１２によつて導線１１４に発生された信号により増
分される。

導線１１３における信号は、導線７９における９メガヘ
ルツの連続したクロツク信号を入力として受けているク
ロツクゲート回路７８の出力によつて発生される。導線
９８における信号は、タブレツト５のＸ方向又はＹ方向
における走査中にペン１１の位置が検出されたときにク
ロツクゲート回路７８を使用禁止にするために伝送線受
信器３８によつて発生される。換言すれば、走査されて
いる格子状導線７又は９の一つにおいて「良いデータ」
が検出されると、ペン位置カウンタ１１５及び走査カウ
ンタ・デコーダ回路１０４はともに導線９８における信
号によつて停止させられる。クロツクゲート回路７８の
出力と入カロプロツク５５の入カロ回路との間に接続さ
れている導線８０における信号は、クロツクゲート７８
が導線９８から「良いデータ」（コイルの磁界を走査す
ることによつて発生される充分な振幅を有し、続いて反
対極性レベルに反転する信号をいう）信号を受けたか否
かを示す情報をマイクロプロセツサ・システム５３が受
けることができるようにする機能を果たす。クロックゲ
ート７８は、テキサス・インスツルメンツ社（Ｔｅｘａ
ｓＩｎＯｔｒｕｍｅｎｔｓ，ＩｎｃＯから容易に入手す
ることのできるＬＳ７４フリツプフロツプ集積回路及び
ＬＳＯＯナンドゲートを利用して容易に構成することが
できる。走査カウンタ・デコーダ回路１０４のデコーダ
部分は、テキサス・インスツルメンツ社から容易に入手
することのできる７４ＬＳ４２（１０デコーダの一つ）
を有しており、回路１０４の走査カウンタ部分の３ビツ
トの復号によつてＸマルチプレクサ回路１９及びＹマル
チプレクサ回路１７を含む複数個の印刷配線板の特定の
一つを選択する機能を果たす。

可変比率除算器回路１１０は導線１１３に接続された入
力を有しており、４によつて導線１１３における信号を
除算しているが、この除数は外部ジアッパ接続を用いて
変えることができる。

これによりデイジタイザ・システム１の分解能の精度を
種々の製品需要に合うように調整することができる。可
変比率除算器回路１１０は、テキサス・インスツルメン
ツ社から入手することのできる７４ＬＳ７４フリツプフ
ロツプ及び７４ＬＳ００ナンドを用いて容易に構成する
ことができる。クロツクゲート７８によつて導線１１３
に発生された信号はクロツク除算器（分周器）回路１０
２に入力として与えられるが、この回路１０２は１００
の因数によつて除算を行うものであつて、テキサス・イ
ンスツルメンツＬＳｌ９６集積回路によつて容易に構成
され、クロツクゲート７８が使用可能にされたときに導
線９４に除算信号を与える。この信号は伝送線駆動器回
路４０への入力として機能するが、この回路４０は導線
７６において基準クロツク信号を発生し、そしてこの導
線７６はアナログ信号検出器回路２７に含まれる二つの
位相感知検出器回路の人力に接続されている。伝送路駆
動器回路４０は、テキサス・インスツルメンツ社から容
易に入手することができる７４０５集積回路ライン・ド
ライバにより構成することができる。クロツク除算器回
路１０２の別の出力導線１０１は１００の因数によつて
除算された導線１１３における信号に等しい信号を導く
。

この信号は振幅・位相変調器回路１０６に入力される。
振幅―位相変調器回路１０６の目的は「Ｘ」逆方向又は
「Ｙ」順方向における走査中に電力増幅器７２によつて
発生されたペン駆動信号の位相を反転させることである
。振幅・位相変調器回路１０６は、ともにテキサス・イ
ンスツルメンツ社製のＬＳＯ４ヘツクス・インバータ（
Ｈｅｘｌｎｖｅｒｔｅｒ）集積回路及びＬＳＯＯカット
・ナンド（ＱｕａｄＮＡＮＤ）集積回路を有している。
導線６８Ｇ及び導線６８Ｆは振幅・位相変調器回路１０
６への入力として与えられている。（出力ロプロツク５
７に接続された母線６８に導線６８Ａ，６８Ｄ，６８Ｅ
，６８Ｆ及び６８Ｇが含まれているこ吉に注意せよ）。
出力カプロツク５７の一つによつて導線６８Ｇに加えら
れたＸ／Ｙと指定された信号はＸ導線７又はＹ導線９の
いずれが走査されるべきであるかを表示し、又信号ＵＰ
／ＤＯＷＮは走査動作が「順走査（Ｕｐｓｃａｎ）」動
作又は「逆走査（ＤＯＷｌｌｓｃａｎ）１動作のいずれ
かであるべきかを表示するものであるが、これらの走査
動作については以下においてＣ説明する。導線６８Ｇに
おけるＸ／Ｙ信号が論理値「Ｏ」であるときには、振幅
・位相変調器回路１０６は導線９６に発生した出力信号
の振幅を増大させて、タブレツト５におけるＹ導線９が
Ｘ導線７よりも表面下深く埋め込まれていることを補償
するこの補償がなければ、Ｙ導線はＸ導線よりも深く埋
め込まれて同一平面上にないので、ペンコイル１５によ
つてＹ導線に誘起された信号はＸ導線に誘起された信号
よりもわずかに小さい振．幅を有することになるであろ
う）。導線６８ＦにおけるＵＰ／ＤＯＷＮ信号は導線９
６に発生した出力信号の位相反転を生じさせる。電力増
幅器７２はもちろん導線９６における信号を増幅して、
第２フエンクル出願において説明されたように、導線７
４においてペン駆動信号を与えてペンコイル１５を駆動
する。電力増幅器７２は、ナシヨナル・セミコンダクタ
（ＮａｔｌＯｎａｌＳｅｍｉｃＯｎｄｕｃｔＯｒ）のＬ
Ｍ３８Ｏ集積回路増幅器を用いて容易に構成することが
できる。

伝送線駆動器２９及び４０は、テキサス・インスツルメ
ント社の７４０５集積回路駆動器を用いて容易に構成さ
れ、そしてそれに加えられた入力信号がそれぞれケーブ
ル３６及び７６によつて伝送されるときにその信号の一
体性を維持する機能を単に果たすものである。伝送線受
信器３８はナシヨナル・セミコンダクタのＩｕＭ３ｌｌ
集積回路を用いて容易に構成される。出力ロプロツク５
７及び入カロプロツク５５はそれぞれ、テキサス・イン
スツルメンツ社のＬＳ３７４オクタル・ラツチ集積回路
及び７４ＬＳ２４０形８ビツトインバータ集積回路を用
いて構成される。

割込みゲート・ラツチ回路１０８は導線１００における
あふれ信号又は導線９８における「良いデータ］信号に
応答して割込み導線９９に割込み信号を発生させる。

これは適当なサブルーチンが実行されなければならない
ことをマイクロプロセツサ・システム５３に通報する。
例えば、「良いデータ」信号が検出された場合には、ペ
ン位置カウンタ１１５の内容はペン位置データ母線８８
及び入カロプロツク５５の対応する入カロ及びデータ母
線５１を介してマイクロプロセツサ・システム５３によ
つて読み取られる。あふれ状態が検出されたならば、マ
イクロプロセツサ・システム５３はどのような動作でも
マイクロプロセツサ５３のオペレーテイング・アルゴリ
ズムが命令するもの、例えば警報器４７により操作員に
警告することを行うことができる。技術に通じた者は、
どのような形式の割込みサブルーチンでも導線９９にお
ける割込み信号に適当に応答するのに必要なものを容易
に与えることができよう。導線１００におけるあふれ状
態信号はペン位置カウンタ１１５がその最大（すなわち
、すべて「１」）状態を越えて計数を行つたときにあふ
れ検出器回路１１９によつて発生される。

これが起こると、全Ｘ走査又は全Ｙ走査中に良いデータ
が検出されなかつたこと、多分、下にある導線が走査さ
れるときにペン又はカーソルがタブレツト５の表面に十
分接近して保持されていなかつたことが表示される。Ｙ
マルチプレクサ１７、Ｘマルチプレクサ１９及びアナロ
グ信号検出器回路２７を構成するのに利用することがで
きる。

市販で入手することのできる部品及び接続は前述の第２
フエンクル出願に相当詳細に示されている。しかしなが
ら、前述の第２フエンクル出願に記載された位相感知検
出器回路及びフイルタ回路はこの発明の現在説明中の構
成例においては比較器の一つの入力として与えられてい
た限界回路を除去することによつて電源振幅の変動及び
接地線雑音を受けないように改善するための変更が行わ
れている。最近の回路構成は第２図に示されている。マ
イクロプロセツサ・システム５３は、ランダム・アクセ
ス記憶装置を含んでいるインテル（ＮｔｅＩ）の８０／
１０Ａマイクロプロセツサ・サブシステムを用いて構成
することができる。

さて第２図について述べると、アナログ信号検出器回路
２７には差動増幅器１２１が含まれており、それの各入
力はそれぞれマルチプレクサ出力導線１４Ａ及び１４Ｂ
に結合されている。マルチプレクサ出力導線１４Ａ及び
１４Ｂにおける信号は実際には、図面を明快にするため
に省略されているが技術に通じた者によつて容易に与え
られることのできるコンデンサ及びバイアス回路によつ
て差動増幅器１２１の入力に容量結合されている。差動
増幅器１２１は、それぞれ導線１２３及び１２４に接続
された１対の相補出力を有するフエアチヤイルド（Ｆａ
ｉｒｃｈｉＩｄ）のＡ７３３Ｃ集積回路によつて容易に
構成すればよい。導線１２３及び１２４は位相感知検出
器回路１０７に結合されており、この回路１０７は、前
述の第２フエンタル出願に詳細に記載されているように
、アール・シ一・エイ（ＲＣＡ）によつて製造されたＣ
Ｄ４Ｏ５３集積回路アナログスイツチを用いて構成する
ことができる。位相感知検出回路１０７には二つの位相
感知検出器１２６及び１２７がある。導線１２３は位相
感知検出器１２６のＢｘ入力及び位相感知検出器１２７
のＡｙ入力に結合されている。導線１２４は位相感知検
出器１２６のＡｘ入力及び位相感知検出器１２７のＢ，
入力に結合されている。位相感知検出器１２６及び１２
７の出力は１対の低域フイルタ１３０及び１３２（これ
はアール・シ一・エイのモデルＣＡ３ｌ３Ｏ集積回路演
算増幅器によつて構成することができる）の各入力に結
合されており、そしてそれらの各出力１２８及び１２９
は比較器１３１の各人力に結合されているが、この比較
器１３１は、ナシヨナル・セミコンダクタのＬＭ３ｌｌ
集積回路を用いて構成することができるものであつて、
出力が導線２８に接続されている。第２図のプロツクを
構成するのに使用された回路構成の詳細は第２フニンク
ル出願に述べられているので、ここでは繰り返されない
。（注意しておくべきであるが、ここで述べた結合は容
量結合であつて、その詳細は図面を明快にするために省
略されている。）デイジタイザ・システム１のサブシス
テム３の基本的動作は、Ｘ及びＹマルチプレクサ、位相
感知検出器、並びに低域フイルタの動作を含めて、前述
の第２フエンクル出願に詳細に述べられているので、こ
こでは繰り返さない。走査制御サブシステム４の動作及
び利点は第３図から第５図までの参照によつて最もよく
理解される。

前述の第２フエンクル出願において説明されているよう
に、第４図の曲線１３３で示されたもののような特性信
号は格子状導線がペンコイルの−Ｘ側から＋Ｘ側に走査
されるときに第２図におけるフイルタ回路１３０の出力
１２８において得られる。（フイルタ出力１２８及び１
２９における波形は前述のように互いに相補的になつて
いる。）現在説明中の走査制御回路サブシステム４は正
ピーク１３５と負ピーク１３６との間の過渡期間１３４
中における第４図の特性曲線１３３の非直線性を補償す
る。この発明によれば、前述の非直線性ぱ、ペンコイル
の−Ｘ側にある第１の格子状導線から特性波形のある点
に対応する格子状導線まで「順」走査を行い、次にペン
コイルの＋Ｘ側にある第２の格子状導線から特性波形の
ある点に対応する格子状導線まで［逆」走査を行うとい
う二重走査処理を行うことによつて補償される。

さて第３図について述べると、ペンコイル（又はカーソ
ルコイル）１５はタブレツト５の表面５Ａのわずか（約
２００ミル）上方に配置されている。

Ｘ導線は表面５Ａの下に埋め込まれており、符号７によ
つて総括的に示されている。ペンコイル１５によつて発
生された対称磁界は符号１３８によつて総括的に示され
ている。磁界１３８の異なつた数の磁束線が多数の各格
子状導線を取り囲んでいて、それに種々の振幅の雷気信
号を誘起させていることを理解することができる。特定
の格子状導線に誘起された電気信号の振幅はもちろんそ
の格子状導線を取り囲んでいる磁束線の数により、従つ
てその格子状導線のペンコイルからの距離により決まる
。この発明の一構成例によれば、ペンコイル１５の垂直
軸１３９の左に配置された格子状導線は、任意の遠隔の
原点からの＋Ｘ方向における予備「粗」走査（第１走査
）中に選定された格子状導線から所定の距離（すなわち
、２インチ）に位置する格子状導線から符号１４１で示
された［順」方向（すなわち、＋Ｘ方向）に走査される
（第２走査）。

第２フエンクル出願に記載された形式の単一のフイルタ
出力が比較器に入力されて固定限界電圧と比較される「
シングル・エンデツド」システムが利用された場合には
、矢印１４１で示された方向における格子状導線の走査
はフイルタ（例えば第２図の１３０）からの出力信号が
所定の限界値を越えるまで続けられる。この限界値超過
は格子状導線７Ａが走査されるときに起こるものと仮定
する。走査カウンタ及びペン位置カウンタはその場合９
８のような導線に生じる信号及びタロツクゲート７８の
ような回路のその信号への応答によつて停止される。こ
の発明によれば、ペン位置カウンタに記憶されたデイジ
タル数（第１のデジタル数）はマイクロプロセツサ・シ
ステムに伝送されて、これに記憶される。このデイジタ
ル数はＸ格子状導線に対するペンコイルの近似位置を表
すものであり、続いて説明される詳細に従つて、第３の
走査すなわち「逆」走査は（「粗走査」によつて選定さ
れた前述の格子状導線の右の所定の距離（すなわち、２
インチ）に位置する格子状導線において開始されて、矢
印１４２で示されたように−Ｘ方向に続けられる。前述
の固定限界レベルをフイルタ回路の出力が越えると、走
査カウンタ及びペン位置カウンタが再び停止され、そし
てペンコイルの位置の別の近似に対応する第２デイジタ
ル数がマイクロプロセツサ・システムに伝送される。磁
界は対称であるので、軸１３９が表面５Ａに対して垂直
であるならば、前記の固定限界レベルは多分導線７Ｂが
走査されているときに越えられるであろう。この二つの
デイジタル数は次に平均される。この平均値は格子状導
線に関するペンコイル１５の真の位置の一層正確な値を
与える。逆走査動作中、コイルペン１５を動作する信号
の位相を反転させておいて（順走査が終つて逆走査が始
まる前に反流させる）、フイルタ出力電圧の立上り区間
の極性が順走査動作中及び逆走査動作中においてともに
正になるようにすることができることに注目するべきで
ある。軸１３９の向き（これはペンコイル１５の平面に
垂直である）は前述のように第３図において垂直である
。

この場合、ペンコイルが取り付けられているペンも又垂
直である。このような状態のもとでは、符号１３８で示
された磁界の磁束線はペンコイル１５について対称的に
配置されており、前述の順逆走査平均法は格子状導線に
関するペンコイル１５の位置に対応する非常に正確なデ
イジタル数を得ることになる。正確度は表面５Ａ上のペ
ンコイルの高さにおける小変動には意外に無関係である
。これは磁界１３８が垂直軸１３９の両側において格子
状導線に対称的に交わつているために生じる。しかしな
がら、ペンが傾斜して軸１３９が符号１３９Ａで示され
たように傾斜すると、磁界１３８の磁束線はペンコイル
１５の直下の点の両側における導線を対称的に取り囲ま
ない。

これは前述の方法によつて得られた平均ペン位置値に誤
差を生じさせる。しかしながら、第６図を見れば理解で
きることであるが、曲線１４３がペンの完全に垂直なと
きの第２図の導線１２８におけるフイルタ出力電圧を表
しているとすれば、波形１４４はペンが左に傾斜してい
る場合に導線１２８に現れる波形を表している。第３図
における点１４７の左の各格子状導線はより多くの数の
磁束線によつて取り囲まれているので、それによりより
大きい電圧が誘起されることになる。それゆえ、低域フ
イルタの積分効果のために、順走査動作の−Ｘ部分に対
応する波形の部分に対してはより大きい振幅が得られる
ことになる。同様に、第３図における点１４７の右の格
子状導線はより少ない数の磁束線によつて取り囲まれて
おり、その結果より低い負のピークが得られる。同様の
解析の結果、ペンが右に傾斜している場合には、第６図
において曲線１４５で示したように正のピークが小さく
なりかつ負のピークが大きくなることがわかる。マイク
ロプロセツサ・システム５３には順走査及び逆走査の動
作中に得られたピーク値の比率に合つた経験的に得られ
たデータが記憶されている記憶索引表がある。マイクロ
プロセツサ・システム５３はそれゆえ順走査動作及び対
応する逆走査動作中に発生するフイルタ出力電圧の二つ
のピーク値を測定してそれらの比率を計算することによ
つてペンが傾斜しているか否かを決定することができる
。１以外の比率はペン傾斜の存在を示す。

この比率は次に索引表をアドレスして、前の順走査、逆
走査、及び平均値計算動作において得られた平均値に加
え又はこの平均値から減じなければならない補正係数を
得るのに利用される。前述のピーク値の測定はピーク検
出器回路３１によつて行われるが、この回路の入力は第
２図の導線１２８（低域フイルタ１３０の出力）に接続
されている。

技術に通じた者はアナログ信号のピーク値を検出して記
憶することのできるサンプル・アンド・ホールド形式の
種々の回路を容易に与えることができる。ピーク検出器
３１の出力はアナログ・デイジタル変換器３３に入力と
して与えられ、変換器３３はそのピーク値をデイジタル
数（順走査ないし第２走査の場合には第３のデジタル数
、逆走査ないし第３走査の場合には第４のデジタル数）
に変換し、そしてこのデイジタル数は母線３５によつて
プロツク５５の入カロ及びデータ母線５１を介してマイ
クロプロセツサ・システム５３に導かれる。マイクロプ
ロセツサ・システム５３はそこで前述の第３と第４のデ
ジタル数のノ比率を計算して、必要な補正係数を得るた
めにテーブル索引動作を行う。

アナログ信号検出器２７の回路が逆走査動作中において
も又順動作中においても同じ極性の信号レベルに遭遇す
るように逆走査動作中ペンコイル１５を駆動するペン駆
動信号の極性を反転させるべきであることに注意するべ
きである。

強調しておくべきことには、第３図についての前述の説
明は、比較器の一方の入力に固定限界レベルが加えられ
かつそれの他方の入力がフイルタ回路の出力に接続され
ている。

前述の第２フエンクル出願に記載されたシングル・エン
デツト式のアナログ信号検出回路を利用したこの発明の
構成例にも当てはまる。この出願の第２図に示した構成
を利用したこの発明の構成例に従えば、「良いデータ」
は第２図における導線１２８及び１２９上のフイルタ出
力信号の一つが固定限界電圧を越したときではなく、そ
れらの導線におけるフイルタ出力信号が極性を変化した
ときに検出される。

例えば、第４図の曲線１３３は順走査動作中第２図の導
線１２８に現れる信号であるとすることができる。第２
図に示した回路構成では、技術に通じた者によつて容易
に認められるように、導線１２８における信号と同じで
あるが反対の極性をもつている信号は導線１２９に現れ
る。「良いデータ」信号はその極性が変化するときに、
すなわち第４図の曲線１３３における点１３７において
、導線２８における比較器１３１の出力において発生さ
れる。この発明によれば、まずＸ格子状導線を遠隔の原
点ないし基準点から走査してペンコイル１５に近似する
Ｘ格子状導線のひとつ（第１導線）を求めることが必要
であることに注意するべきである。

これは以下「粗走査］（第１走査）と呼ばれる予備高速
走査を行うことによつて達成される。即ち、高速の粗走
査を開始する前に、走査カウンタ・デコーダ回路１０４
の内容を、基準点に対応するあるデジタル数（ゼロ）に
プリセツトないし初期化する。粗走査中、走査カウンタ
・デコーダ回路は計数を続け、Ｘマルチプレクサ１９に
順次導線を選択させる。第１導線の選択中に、アナログ
信号検出器２７より出力信号（良いデータ）が発生する
と、クロツクゲート７８により走査カウンタ・デコーダ
回路１０４は停止する。このとき回路１０４の内容は、
第１導線の位置を表わす数値をもち、これはマイクロプ
ロセナ５３に送られる。次に、粗走査中に得られた値（
第１導線の位置）から−Ｘ方向に２インチの等価量（第
２導線の位置）を表わすデイジタル・オフセツト数にペ
ン位置カウンタ１１５及び走査カウンタ・デコーダ回路
１０４の内容をまずプリセツトすることによつて順走査
（第２走査）動作が開始される。順走査は走査カウンタ
・デコーダ回路１０４にプリセツトされた「オフセツト
」値に対応する格子状導線（第２導線）から低速度（第
１走査速度より低速度）で開始される。順走査中、走査
カウンタ・デコーダ回路１０４及びペン位置カウンタ１
１５はともに計数し続けるが、ペン位置カウンタは走査
カウンタ・デコーダ回路の速度をはるかに越える速度で
計数する。第４図の波形１３３のような波形はフイルタ
１３０の出力１２８において発生した波形である。導線
１２８及び１２９からの出力信号が極性変化（すなわち
、第４図の波形１３３の点１３７において）を受けると
、「良いデータ」信号が導線２８に発生して、タロツク
ゲート７８がペン位置カウンタ１１５及び走査カウンタ
・デコーダ回路１０４を停止させる。ペン位置カウンタ
１１５に記憶されたデイジタル数（第１のデジタル数）
はペンコイル１５近くにある２つの隣り合う導線間の位
置を表わしており、ペン位置データ母線８８によつて入
カロプロツク５５及びデータ母線５１を介してマイクロ
プロセツサ・システム５３に伝送される。このデイジタ
ル数は「順走査位置数」と呼ばれる。同様に、逆走査（
第３走査）動作が開始される前に、ペン位置カウンタ１
１５及び走査カウンタ・デコーダ回路１０４は前述の粗
走査中に得られた値（第１導体の位置）から右２インチ
の位置（第３導体の位置）に対応するデイジタル・オフ
セツト数を含むようにプリセツトされる。逆走査動作は
そこでペン位置カウンタ１１５及び走査カウンタ・デコ
ーダ回路１０４を減分することによつて低速（第１走査
速度より低速）で開始され（ＵＰ／ＤＯＷＮ導線６８Ｆ
には論理値０が加えられている）、両方のカウンタは増
分ではなくて減分を行う。逆走査動作によつて第５図の
１３３Ａのような波形がフイルタ１３０の出力導線１２
８に発生する。順及ひ逆走査動作は「細密］走査動作と
呼はれる。フイルタ出力導線１２８及び１２９における
信号がそれぞれ極性変化（すなわち、第５図の波形１３
３Ａの点１３７Ａにおいて）を受けると、比較器１３１
（第２図）はその出力レベルを反転させて、前述のよう
にペン位置カウンタ１１５及び走査カウンタ・デコーダ
回路１０４を停止させる信号を導線９８に発生する。

又、「逆走査位置数］と呼ばれるペン位置カウンタ１１
５に記憶されたデイジタル数（第２のデジタル数）はペ
ンコイル１５近くにある２つの隣り合う導線間の位置（
補間位置）を表わしており、マイクロプロセツサ・シス
テム５３に伝送されて記憶される。記憶された逆走査位
置数と記憶された順走査位置数との平均値が計算されて
、ペンコイル１５の中心の位置（すなわち、Ｘ座標）を
表す正確な補間数が与えられる。逆走査中にフイルタ出
力１２８に現われる波形は第５図の曲線１３３Ａによつ
て示されている。

この波形は、第１図の導線７４に発生したペン３駆動信
号の極性と格子状導線の走査方向とがともに反転されて
いるので、第４図に示した曲線と本質的に同じであるこ
とに注目するべきである。前述の順逆走査平均法の効果
は第４図に示したようなピーク１３５と１３６との間に
おける波形１３３の傾斜部分１３４の非直線性を補償す
ることであることが判明している。注目するべきことに
は、傾斜１３４は大体直線的であつて、前述の第２フエ
ンタル出願に記載されたデイジタイジンク・システムに
よつて完成されるような比較的低い分解能のデイジタル
化には適しているけれども、フイルタ出力波形の非直線
性は（定速度で増分されている。）ペン位置カウンタが
格子状導線位置について正確に補間を行うのを阻止する
。第１図Ａ及び第１図Ｂのデイジタイジンク・システム
は２００ミルの格子状導線間隔が使用されたときに０．
２ミルないし０．５ミルの分解能を有することができる
が、第２フエンクル出願に記載されたシステムの分解能
は２００ミルの格子状導線間隔を使用したとき約５ミル
である。前述の順逆走査平均法は次にペンコイル１５の
位置の正確なＹ座標を得るために同様の方法で繰り返さ
れる。

上述の走査の説明では、第２図に示す構成のものをアナ
ログ信号検出器２７として使用することを想定している
。

この構成の場合には、アナログ信号検出器の比較器３１
に入力される、導線１２８と１２９上のフイルタ出力信
号（互に相補である）が、第４図（第５図）に示すカー
ブ１３３（１３３Ａ）の点１３７（１３７Ａ）を通過す
る時点、即ち極性が変化する時点でアナログ信号検出器
２７は導線２８に出力信号を発生する（こ＼にカーブ１
３３（１３３Ａ）は順走査（逆走査）における導線１２
８上の信号波形である）。アナログ信号検出器２７とし
ては、この代りに、前述したように比較器の一方の入力
を導線１２８に生じる信号とし、固定限界値を他方の入
力とするシングル・エンド形を使用できる。この場合に
は第４図の波形の点１３７（信号極性変化点）より若干
手前か後の時点で、アナログ信号検出器２７は出力信号
を発生する。いずれにしても、アナログ信号検出器は導
線１２８上の信号の極性が変化するおよその時、したが
つて導線１４Ａに与えられるタブレツト５の導線（７，
９）の誘導信号の位相が反転するおよその時に出力信号
を発生する。粗走査モード（第１走査モード）では、走
査制御サブシステム（走査回路）における走査カウンタ
・デコーダ１０４が第１導体を選択している間にアナロ
グ信号検出器２７より出力信号が発生する。

この出力信号が発生するとクロツクゲート７８を介して
走査カウンタ・デコーダ１０４の計数が停止される。上
述したところから理解されるように、細密走査（第２と
第３走査）の目的は、粗走査（第１走査）で求めた近似
位置（第１導体の位置）より正確な、導体間の「補間位
置」を求めることである。

この補間位置の算出は走査制御サブシステムにおけるペ
ン位置カウンタ１１５により行なわれる。即ち、カウン
タ１１５は夫々の走査に要した時間を測定することによ
つて（クロツクパルスを計数することによつて）順また
は逆走査位置数（第１または第２のデジタル数）を与え
る。換言すれば、順または逆走査位置数は対応する細密
走査に要した時間の関数を表わしている。以上かられか
るように、走査に要する時間とは、第２導体（第２走査
の場合）又は、第３導体（第３走査の場合）を走査し始
めてから、アナログ信号検出器の出力信号が発生する時
までの時間Ｔであるといえる。実施例に則していえば、
アナログ信号検出器２７が出力信号を発生した時点から
、クロツクゲート７８を介してペン位置カウンタ１１５
へのクロツク入力が禁止されるまでの回路遅れ時間△Ｔ
を上記時間Ｔに加えたものが、厳密な意味での走査に要
する時間であるが、上記回路遅れ時間△Ｔは時間Ｔに比
べて無視できる時間であり、かつ第１の力向に走査する
第２走査とそれとは逆方向に走査する第３走査のいずれ
の場合にも同じ時間△Ｔであるからペンコイル位置を高
精度で求める上でなんら問題とならない。第９図Ａ及び
第９図Ｂに示した流れ図を前述の順逆走査平均法を実施
するためにマイクロプロセササ・システム５３によつて
実行されるオペレーシヨン・アルゴリズムを示すもので
ある。

さて第１図Ｂについて述べると、ペン１１及びこれに関
係したコイル１５は、タブレツト５によつて支持された
作業用紙に更にマークを付けることなくその作業用紙に
既にマークされた点をデイジタル化することが望まれる
場合にはカーソルで置き換えることができる。

第７図Ａのカーソル１１Ａはそのようなカーソルである
。カーソル１１Ａにはハウジング１４９があつて、この
ハウジングには円形開口部１５２を備えた輪形部分１５
１がある。キーボード１５０には第１図Ａに示された導
線７５を含んでいるケーブル７４Ａを介して制御指令を
送るために操作員によつて使用されることのできる複数
個のキーがある。この指令は適当な入カロを介してデー
タ母線５１及びマイクロプロセツサ・システム５３に送
られる。カーソル１１Ａは作業用紙の表面に当たつて保
持されかつその表面に沿つてすべらされる平らな底部を
もつた手持ち式の装置であることに注目するべきである
。十字線１５４は作業用紙上においてデイジタル化され
るべき点と視覚によつて整列させられる。利用者は、こ
の整列を完成すると、キーボード１５０におけるキーの
適当なものを押して前述の走査動作を開始させる。マイ
クロプロセツサ・システムは、選択された点についてデ
イジタル化動作を完了させると、カーソル１１Ａをデイ
ジタル化されるべき新しい点に移動させることができる
ことを操作員に警報器４７によつて知らせるようにする
信号を発生する。さて第７図Ａ１第７図Ｂ及び第７図Ｃ
について述べると、透明なガラス又はプラスチツクの円
板１５３はその底面がカーソル１１Ａの平らな底部と同
じ平面にあるように開口部１５２内に取り付けられてい
る。

１対の垂直な十字線１５４はガラス円板１５３にエツチ
ングにより施されることが望ましい。

カーソルコイル１５は、第１図のペンコイル１５と類似
のものでよく、約１．０インチの直径を有する薄いコイ
ル状に形成されている。カーソルコイル１５は十字線１
５４の交点のまわりに対称的に配置されている。第１図
Ａの電力増幅器７２からの１駆動信号はケーブル７４Ａ
及び電源１６２によつて供給される。この発明の一つの
特徴的な形態によれば、力ーソルコイル１５の外周と開
口部１５２の内周との間の間隔は約０．７インチである
。

ハウジング１４９は高導電率アルミニウムで構成されて
おり、これは開口部１５２の内壁の外側の点における磁
界強度を著しく減小させるしやへい体として作用する。
第８図Ａの曲線１６４は前述の形式の保護環が使用され
ていない場合に順走査動作中フイルタ出力１２８（第２
図）に現れる波形を例示したものである。順走査は前述
の初期走査動作中に得られた粗座標の左２インチのとこ
ろにある点１６５において開始させるので、点１６５の
右の導線に誘起された信号の寄与分は波形１６４には表
されていない。従つて、第８図Ａにおいて実線で示され
た曲線１６４はＯから鋭く立ち上る（符号１６６で示さ
れた）肩部を有している。第８図Ａの破線１６７はカー
ソルが最初に波形１６６に対する場合決はわずかに異な
つた位置に配置されていて、順走査動作が１本だけ余分
の導線を含んでいる場合のフイルタ出力１２８における
波形の形状を示すものであるが、曲線１６７の部分１６
８における傾斜は曲線１６６のものに比べてわずかに減
小しているのがわかる。このために、（ペン位置カウン
タの計数速度が一定であるので）格子状導線の間の正確
な補間の妨げとなる誤差が誘発される。第８図Ｂは前述
のような高導電率の環１５１を有する第７図Ａに示され
たカーソルが利用されて、開口部１５２の内壁を越える
磁界が感知できる程度にならないようにされている場合
のフイルタ出力１２８における波形１６４Ａを示してい
る。この場合には波形１６４Ａは第８図Ａの波形１６４
に比べてはるかに鋭いピーク及びその部分１６８Ａにお
けるはるかに急こう配の傾斜を有するようになる。別の
利点は、最初のカーソル位置決定のさいの変動の大きさ
が格子状導線の間隔より小さいので順走査（又は逆走査
）のさいに常に同数の格子状導線が走査されることにな
るから波形１６４Ａの部分１６８Ａの傾斜部にほとんど
変動を生じさせず、従つて格子状導線の間における補間
の正確度が改善されるということである。第７図Ｄ及び
第７図Ｅはカーソルとともに又は精密送り機構に支持さ
れたペンとともにさえも利用することのできる保護環構
造物を示すものである。

保護環構造物１５６にはプラスチツク製環状スペーサに
よつて支持されたアルミニウム製保護環１５７がある。
約１インチの外径を有するプラスチツク製コイル形成部
１５９はコイル１６０を支持している。コイル形成部１
５９には穴１６１があり、この穴によつて保護環構造物
１５６をカーソル又はペンに取り付けることができる。
次に第９図Ａ及び第９図Ｂを参照して、マイクロプロセ
ツサ・システム５３のオペレーテイング・アルゴリズム
の流れ図を説明する。アルゴリズムは開始ラベル１７０
で始まる。オペレーテイング・アルゴリズムは次にプロ
ツク１７１に入つて、普通のマイクロプロセツサ・シス
テムに必要な通常の初期設定オペレーシヨン、例えばマ
イクロプロセツサ・システムのスタツクポインタを既知
の記憶アドレスにセツトすることを行う。この場合、初
期設定オペレーシヨンは導線８２における信号によつて
クロツクゲート７８をオフにし、かつシステムの初期オ
ペレーテイング・モードを表示する複数個の標識をセツ
トする。技術に通じた者はそのような初期設定オペレー
シヨンの詳細を容易に準備することができる。プロツタ
１７２においては、アルゴリズムはＸ方向における「順
走査］を生じさせるオペレーシヨンのモードを確立して
、前述の［粗」走査動作に対する走査カウンタ周波数を
確立する。

アルゴリズムは次にプロツク１７３に入つて、［粗走査
」サブルーチンを実行するが、ここでは走査カウンタ・
デコーダ回路１０４が前に説明したように増分されて、
前に記載した「良いデータ」信号がアナログ信号検出器
回路２７によつて発生されてクロツクゲート７８が使用
禁止にされるまでＸマルチプレクサ回路１９によりＸ座
標が走査される。次に、オペレーテイング・アルゴリズ
ムはプロツク１７４に入り、（例えば、走査動作中にペ
ンが持ち上げられた結果として）あふれ信号が発生する
まで又は導線７８を介してアナログ信号検出器２７に応
答してクロツクゲート回路７８によつて「良いデータ」
信号が受信されるまでそれぞれクロツクゲート及びあふ
れ信号を試験する。判断プロツク１７５によつて示され
たように、あふれ状態が検出されると、アルゴリズムは
プロツタ１７２に復帰してＸ方向の粗順走査を与えるよ
うに走査モードをりセツトする。あふれが存在しない場
合には、アルゴリズムはプロツク１７６で示されたよう
に走査カウンタ・レコーダ回路１０４の内容を記憶する
。次に、マイクロプロセツサはプロツク１７７において
マイクロプロセツサ・システムにおけるモードレジスタ
の「Ｘ／Ｙモード」ビツトを読み取るが、このモード標
識レジスタは起こり得るＸｌＹｌ順、逆、粗及び細密モ
ード標識のすべてを記憶している。

この読取りの結果はＸ／ＹモードビツトがＸモードの走
査を表示することになるであろうから、判断プロツク１
７８はプロツク１７９に出ることになつて、プロツク１
７９においてマイクロプロセツサ・システムはモード標
識レジスタにおいてＹモード標識をセツトすることにな
ろう。マイクロプロセツサは次にプロツク１７３の粗走
査サブルーチンを再実行して、粗走査動作を最初の基準
点からＹ方向に行わせる。アルゴリズムは前のようにプ
ロツク１７４及び判断プロツク１７５を通過して、走査
カウンタ・デコーダ回路１０４の内容を記憶する。この
時点において、現在のペン位置の近似的なすなわち「粗
い」Ｘ及びＹ座標がマイクロプロセツサ・システムに記
憶される。プロツク１７７で示されたようにアルゴリズ
ムがＸ／Ｙモードビツトを読み取つたときに、判断プロ
ツク１７８は現在のモードがＸモードではないことを見
いだすであろうから、アルゴリズムは次にプロツク１８
０に移動するであろうが、プロツク１８０においてはマ
イクロプロセツサ・システムはＸ方向の「細密」順走査
を確立するように走査モード標識をセツトする。

アルゴリズムは次に「細密」走査がルーチンを実行する
が、このサブルーチンにおいては走査カウンタ・デコー
ダ回路１０４及びペン位置カウンタ１１５が（増大され
た精度を与えるために一層低い速度で）増分される。細
密走査サブルーチンの実行は第９図Ｂにおいてプロツク
１８１で示されている。次に、アルゴリズムは前述のプ
ロツク１７４におけると同様の方法でプロツク１８２に
おいてクロツクゲート及びあふれ信号を試験する。判断
プロツク１８３において、あふれが検出されたならば、
アルゴリズムはプロツタ１７２に再入して、オペレーテ
イング・アルゴリズムの組走査部分が再実行されるが、
これはあふれ状態が発生したならば細密走査中に得られ
たすべてのデータが役に立たなくなるためである。

あふれ状態が発生しない場合には、アルゴリズムは走査
カウンタ・デコーダ回路１０４、ペン位置カウンタ１１
５、及びアナログ・デイジタル変換器によつて発生され
たペン傾斜データの内容をマイクロプロセツサ・システ
ム５３の記憶装置に記憶させる。

アルゴリズムのこの部分はプロツタ１８４によつて示さ
れている。次に、プロツク１８５においてモード標識レ
ジスタの順逆ビツトが読み取られて、判断プロツク１８
６においては現在のモードが順モードであることが示さ
れる。

アルゴリズムは次にプロツク１８７に入り、走査モード
を逆モードに変更し、かつ又、プロツク１８１によつて
示されたように細密走査サブルーチンに再入する。次に
前と同様にしてプロツク１８１ないし１８６において逆
走査動作が実行されるが、ただし、マイクロプロセツサ
・システム５３におけるモード標識レジスタの順逆ビツ
トが読み取られると、判断プロツク１８６は走査が順モ
ードでないことを決定して、アルゴリズムはプロツク１
８８に行つてモード標識レジスタのＸ／Ｙビツトを読み
取る。この時点において、判断プロツク１８９は走査が
Ｘ方向において起こつていることを決定するであろうか
ら、アルゴリズムはプロツク１９０に入つて走査モード
をＹ方向における順走査に変更するであろう。アルゴリ
ズムはそれで前のようにプロツク１８１ないし１８６を
再実行する。判断プロツク１８６は順方向における走査
が行われていることを決定するであろうから、アルゴリ
ズムはプロツク１８７に入るであろう。走査モードが逆
走査モードに変更されて、再びプロツク１８１ないし１
８６が実行されるであろう。判断プロツク１８６は順方
向における走査が行われていないという答を出すであろ
うから、アルゴリズムはプロツク１８８に入るであろう
。判断プロツク１８９はＸ方向における走査が行われて
いないことを決定するであろうから、アルゴリズムはプ
ロツタ１９１に入るであろう。マイクロプロセツサ・シ
ステム５３はそこでＸ力向における順及び逆走査中に得
られた記憶されたペン位置データ数を平均してペン位置
の平均Ｘ座標を出す。

マイクロプロセツサ・システム５３は同様にＹ方向にお
ける順及び逆走査動作中に得られた記憶されたペン位置
データを平均して平均のＹペン位置座標を出す。アルゴ
リズムは次にプロツク１９２に入り、前に説明したペン
傾斜誤差補正手続を適当なサブルーチンにおいて実行す
るが、このサブルーチンは、ペン傾斜を補正する方法に
ついての前の説明を考慮して、技術に通じた者によつて
容易に準備されることができる。次に、アルゴリズムは
プロツク１９３において、最終的に決定されたペン位置
座標をマージンと比較するが、このマージンはこの発明
の既述の構成例においてはタブレツトのまわりに３イン
チのマージンである。ペン位置がこの３インチ・マージ
ン内に位置しているならば、判断プロツク１９４はオペ
レーテイング・アルゴリズムをプロツク１７２にもどす
が、これはマージン内のペン位置が受け入れないためで
ある（格子状導線面の周囲に設けられた金属フレームに
よる磁界歪のため）前述の最終的に決定されたペン座標
位置がマージン内にないならば、オペレーテイング・ア
ルゴリズムはプロツク１９５に入つて、たとえペンが傾
斜していたとしてもペン位置を正確に表示する補正され
た位置データを表示する。アルゴリズムは次にプロツク
１８０に入つて、Ｘ方向における細密走査を行うように
オペレーテイング・モードを確立する。アルゴリズムは
それによつてペン位置座標の連続的な計算及びそれの連
続的な表示を与える。強調しておくべきことであるが、
粗走査動作を行い、次に順走査動作を行い、次に逆走査
動作を行い、そして順走査動作の結果として得られた座
標を平均するという前述の基本的な方法は、図面に記載
したものとは異なるハードウエア構成に容易に適用する
ことができる。

この基本的な方法は、１駆動電流が走査過程中格子状導
線に順次送り込まれ、そしてそれに誘起された信号がペ
ン又はカーソルコイルにおいて検出されて、位置カウン
タを停止させる制御信号を与えるように処理されている
デイジタイザ・システムに対しても使用することができ
る。別形のハードウエア構成の詳細は米国特許第３７６
７８５８号、第３８５１０９７号、第３９８３３２２号
、第４０２２９７１号及び第３８８６３１１号に述べら
れている。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ及び第１図Ｂはこの発明によるデイジタイジン
ク・システムの詳細なプロツク図である。 第２図は第１図Ａ及び第１図Ｂのデイジタイジンク・シ
ステムのアナログ信号検出器部分のプロツタ図である。
第３図は第１図Ａ及び第１図Ｂのタブレツト及びペン部
分のペンコイル及び格子状導線を示す部分断面図である
。第４図はこの発明の順走査動作中における第２図のフ
イルタ１３０の出力電圧の代表的な波形を示す。第５図
はこの発明の逆走査動作中における第２図のフイルタ１
３０の出力電圧の波形を示す。第６図はペン傾斜による
変動を例示した第２図のフイルタ１３０の出力電圧に対
する代表的な波形を示す。第７図Ａは第１図Ｂのペンの
代わりに利用することのできる力ゾールの誘視図である
。第７図Ｂは第７図Ａとガラス板、十字線及びカーソル
コイルの組立の透視図である。第７図Ｃは第７図Ｂの切
断線７Ｃ−７Ｃによる部分断面図である。第７図Ｄは別
形式のカーソルに関して利用することのできるコイル及
び保護環の組立の透視図である。第７図Ｅは第７図Ｄの
切断線７Ｅ−７Ｅによる部分断面図である。第８図Ａは
第２図のフイルタ１３０の出力波形において発生するこ
とのある誤差を図解するのに有効な波形図である。第８
図Ｂはカーソルに関して保護環を利用したときの第２図
のフイルタ１３０の出力波形における改善を説明するの
に有効な波形図である。第９図Ａ及び第９図Ｂは第１図
Ａのマイクロプロセツサ・システム５３によつて行われ
る基本的動作を説明する流れ図である。これら図面にお
いて、１はデイジタイザ・システム、３はサブシステム
、４は走査制御サブシステム、５は支持表面（タブレツ
ト）、７はＸ導線、９はＹ導線、１１はペン（又はカー
ソル）、１５はペンコイル、１７はＹマルチプレクサ、
１９はクサ、２７はアナログ信号検出回路を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １（ｉ）コイル１５によつて信号が誘導されている、支
   持表面素支５における複数個の隔置された平行な導線７
   を順次選択する走査回路４、１９（ｉｉ）走査回路４、
   １９が順次選択する導線の誘導信号を受け取り、誘導信
   号の位相が反転するおよその時を表わす出力信号２８を
   発生するアナログ信号検出回路２７、を偏えたデイジタ
   イザの支持表面素子５における複数個の隔置された平行
   な導線７に関するコイル１５の位置をデジタル化する方
   法であつて、（ａ）走査回路が第１導線を選択している
   間においてアナログ回路２７より出力信号が発生するま
   で導線を含む平面内の基準点からコイル１５の位置の方
   へ高速で導線の第１走査を行うこと、（ｂ）アナログ回
   路２７より出力信号が発生する時までコイル１５の一方
   側において第１導線から第１距離に配置された第２導線
   から第１導線の方へ導線の第２走査を第１走査より低速
   で行い、かつこの第２走査に要した時間の関数を表わす
   第１のデジタル数を記憶すること、（ｃ）アナログ回路
   ２７より出力信号が発生する時までコイル１５の他方側
   において第１導線から第２距離に配置された第３導線か
   ら第１導線の方へ導線の第３走査を第１走査より低速で
   行いかつこの第３走査に要した時間の関数を表わす第２
   デジタル数を記憶すること、（ｄ）前記の第１及び第２
   のデジタル数の平均値を計算して、この平均値により、
   複数個の導線に関するコイル１５の位置を表わすように
   すること、の各段階を有する、複数個の隔置された平行
   な導線に関するコイルの位置のデジタル化方法。 ２ 前記アナログ信号検出回路は、導線７からの誘導信
   号を受けとる増幅器１２１、増幅器に接続された位相感
   知検出器回路１０７、位相感知検出器回路に接続された
   低域フィルタ１３０、及び低域フィルタに接続され前記
   出力信号を発生する比較器１３１より成り、前記の第２
   及び第３の走査中にそれぞれ前記低域フィルタ回路１３
   ０の出力信号のピークレベル１３５を検出すること、前
   記２つのピークレベルをそれぞれ第３と第４のデジタル
   数に変換すること、第３と第４のデジタル数の比率を計
   算し記憶すること、並びに前記の第２及び第３の走査中
   におけるコイルの傾斜を補償するため、前記比率を用い
   て前記の平均値に加算し又はこれから減算するべき補正
   数を計算することの各段階を有する特許請求の範囲第１
   項に記載の方法。 ３ 複数個の隔置された導線７が第１方向に配置され、
   かつ第２の複数個の隔置された導線９が第１の複数個の
   隔置された導線に垂直になつていて、第２の複数個の導
   線に対して前記の（ａ）から（ｃ）までの段階を繰り返
   すこと。 並びに第２の複数個の導線に関するコイルの位置を得る
   ために前記の繰り返すことから生じた第１および第２の
   数の平均値を計算することの各段階が含まれている特許
   請求の範囲第１項に記載の方法。４ 前記の第１距離及
   び前記の第２距離がほぼ等しくなつている特許請求の範
   囲第１項に記載の方法。 ５ 前記のコイルがほぼ対称的な磁界を発生する特許請
   求の範囲第４項に記載の方法。 ６ 前記の段階（ｂ）と（ｃ）との間にコイルを駆動す
   る駆動信号の位相を反転させる特許請求の範囲第３項に
   記載の方法。