JPS63257017A - 座標読取装置 - Google Patents

座標読取装置

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JPS63257017A
JPS63257017A JP62090811A JP9081187A JPS63257017A JP S63257017 A JPS63257017 A JP S63257017A JP 62090811 A JP62090811 A JP 62090811A JP 9081187 A JP9081187 A JP 9081187A JP S63257017 A JPS63257017 A JP S63257017A
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JP
Japan
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sense line
coordinate
coarse
circuit
value
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Application number
JP62090811A
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English (en)
Inventor
Akihiro Asada
昭広 浅田
Hideaki Idei
出井 秀明
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS63257017A publication Critical patent/JPS63257017A/ja
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電磁6導型座標読取装置に係り、特に、平板
上に敷設された複数のセンス線を順次走査して、h1標
指示器の位置を検出する座標読取装置において、座標読
取速度の高速化を可能にする座標読取装置に関する。
〔従来の技術〕
従来の装置は、特公昭53−34855号公報に記載の
ように、ピッチPの周期で矩形波形状にだ行した2本の
微位置センスi1s+icを、互にP/4すらして平板
上に敷設し、微位置センス線Is,lcに誘起する交番
誘導電圧の合成電圧信号と、座標指示器に内蔵された励
磁巻線を励磁する励磁交番電圧信号との位相関係により
、ピッチP内、いわゆる矩形波形状のくり返し周期内の
座標指示器の位置情報(周期内位置)を得ている。また
、いずれの周期内に座標指示器が位置しているかは、前
記くり返し周期ごとに敷設したループ形状をなす粗位置
センス線に誘起する交番誘導電圧の大きさを検出し、最
大値を与える粗位置センス線の敷設位置により検出して
いる。
この粗位置センス線の数は、座標読取範囲に比例して増
大する。よって、座標読取範囲の大きい座標読取装置に
おいては、粗位置センス線数の増大に伴い、各センス線
を順次走査して誘導電圧を検出し、そのうちの最大誘導
電圧を与える粗位置センス線を検出するまでの所要時間
が増大する。
・ 3 ・ この所要時間の増大は1点の座標指示器の位置の検出時
間の増大となり、ひいては、座標読取速度の低下をまね
くことになる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記従来技術は、座標読取範囲の大きな座標読取装置に
ついての配慮がなされておらず、座標読取範囲の大きさ
に比例し粗位置センス線数が増大し、座標読取速度が低
下する問題があった。
本発明の目的は、座標読取範囲が大きな座標読取装置に
おいても、座標読取速度の低下を防止する座標読取装置
を提供するにある。
また、本発明の別の目的は、座標読取範囲の大きさが、
従来と同等であれは、座標読取速度をより高速化するこ
とができる座標読取装置を提供するにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的は、 座標指示器の座標軸方向の移動に対してあ起するあ導電
圧の大きさおよび極性が周期的に変化する微位置センス
線を、座標軸方向に所定幅づつす・ 4 ・ らして複数本敷設した微位置センス線群、座標軸方向の
読取範囲を該周期の幅以下の粗領域に分割する粗位置セ
ンス線群、 該微位置センス線の各誘導電圧をもとに該周期内の位置
を検出する微位置検出回路、 該粗位置センス線群の各センス線の誘導電圧のうち、大
きさの最大なる粗位置センス線を検出する最大値粗位置
センス線検出回路、 を有し、 該微位置検出回路より得られる周期内位置と、該最大値
粗位置センス線検出回路より得られる最大値粗位置セン
ス線の敷設位置によって、座標指示器の位置を決定する
座標読取装置において、すでに検出された標本化周期ご
との座標指示器の検出位置系列をもとに、次回の標本化
時刻における座標指示器の位置を予測子る座標値予測回
路、該座標値予測回路の予測値をもとに、その予測値が
いずれの粗領域内に位置するかを検出し、対応する粗位
置センス線のセンス線コードを出力する最大値粗位置セ
ンス線予測回路、 該最大値粗位置センス線予測回路によって予測された予
測最大値粗位置センス線の誘導電圧が、所定のいき値よ
り大きいか否かを判定する予測検定回路 ・を設け、 該予測検定回路の判定結果が肯定的のとき、該予測最大
値粗位置センス線の敷設位置と、該微位置検出回路より
得られる周期内位置によって、座標指示器の・位置を決
定することによって達成される。
〔作用〕
座標値予測回路は、すでに検出された標本化周期ごとの
座標指示器の検出位置系列をもとに、次回の標本化時刻
における座標指示器の位置を予測する。最大値粗位置セ
ンス線予測回路は、該座標値予測回路の予測値をもとに
、この予測値が、粗位置センス線群によって、分割され
たいずれの粗領域内に位置するかを予測検出し、対応す
る粗位置センス線を予測する。
この予測検出された粗領域内に、実際に座標指示器が位
置したとすれば、該最大値粗位置センス線予測回路によ
って予測された予測最大値粗位置センス線の誘導電圧の
大きさは、他の粗位置センス線の誘導電圧よりも大きく
、予測検出された粗領域の隣接粗領域の境界部分におい
て、隣接する粗位置センス線の誘導電圧と等しくなる。
この電圧を実験的←求め、この電圧以上の値をいき値と
する該予測検定回路は、予測最大値粗位置センス線の誘
導電圧が、このいき値より大きか否かを判定するので、
判定結果が肯定的の場合は千7+111最大値粗位置セ
ンス線が、粗位置センス線群のうちで、最大なる誘導電
圧を与える粗位置センス線となる。
よって、粗位置センス線群の全てを、順次走査して誘導
電圧を検出し、そのうちの最大なる誘導電圧を与える粗
位置センス線(最大値粗位置センス線)、を検出する必
要はなく、予測最大値粗位置センス線のみの誌導′−圧
を検出し、これを予測検定回路によって、真に最大値粗
位置センス線か否かを判定することによって、最大値粗
位置センス・ 7 ・ 線を検出することができる。
この検出方法によって、粗位置センス線の走査による所
要時間は、大巾に短縮され、読取範囲の大きさが大きい
座標読取装置の読取速度の低下を防止するとともに、従
来と同等の大きさの読取範囲の座標読取装置であれば、
読取速度をより高速化することができる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
第1図は、本発明の一実施例のブロック構成を示す図で
、1は励磁巻線駆動回路で、交番電圧発生回路2と増幅
器3で構成され、座標指示器4に内蔵されている励磁巻
線(図示せず)に接続されている。
5.6.7および8は絶縁材料からなる平板で互いに積
層されている。上記平板5には、第3図に示すX軸用の
微位置センス線群51が、平板6には、第4図に示すX
軸用の粗位置センス線群61が敷設されている。平板7
には、lσ記X軸用の微位置センス線群51と同様な敷
設パターンを90゜・ 8 ・ 回転したY軸用微位置センス腺群71が、平板8には、
前記X軸用の粗位置センス線群61と同様な敷設パター
ンを90°回転したY軸層粗位置センス線群81が敷設
されている。
各センス線群51.61.71および81は、切替回路
9を介して誘導電圧検出回路10に接続されている。
誘導電圧検出回路10は、増幅器11、フィルタ12、
サンプルホールド回路13、A/D変換器14およびピ
ークタイミング検出回路16で構成されている。
ピークタイミング検出回路16には、交番電圧発生回路
2の出力および制御回路26の出力232が接続され、
このピークタイミング検出回路16の出力がサンプルホ
ールド回路13のS@H制御端子に接続されている。
誘導電圧検出回路10の出力101は、18の座標検出
回路に接続されるとともに、17の極性判定回路、62
の予測検定回路に接続され、各々の出力171,320
が、座標検出回路18に接続されている。
座標検出回路18は、微位置検出回路19、粗位置検出
回路20および加算器21で構成され、微位置検出回路
19の出力が加算器21の一方の入力端子および粗位置
検出回路20の他の入力端子に接続され、粗位置検出回
路20の出力が加算器21の他方の入力端子に接続され
ている。加算器21の出力が座標検出回路18の出力1
81となる。
また、微位置検出回路19は、第2図に示すように絶対
値メモリ1911、極性メモリ1912からなるセンス
線データ記憶回路191.2信号化回路192、正規化
回路193、位置変換回路194、最大値微位置センス
線検出回路195、周期内オフセット値算出回路196
および加算器197で構成されている。
粗位置検出回路20は、最大値粗位置センス線検出回路
201、周期番号判定回路202、周期基準点位置算出
回路203およびスイッチ204で構成されている。
第1図に戻り、30は、座標値予測回路で座標検出回路
18の出力181が入力され、その出力は、最大値粗位
置センス線予測回路31に接続され、最大値粗位置セン
ス線予測回路31の出力310は、粗位置検出回路20
およびセンス線走査制御回路24に接続されている。
センス線走査制御回路24の出力241は、切替回路9
の制御端子に接続されている。
23は、システム制御回路で、各回路の動作を制御する
信号261〜264を出力し、これらは各回路に入力さ
れている。
本実施例の動作概要 励磁巻線駆動回路1の励磁交番電圧によって、座標指示
器4に内蔵される励磁巻線が励磁されると、励磁巻線の
周辺に交番磁界が発生する。この座標指示器4を、平板
5〜8に近接すると交番磁界によって、平板5〜8に敷
設されたセンス線群51、61.71および81の各セ
ンス線に交番誘導電圧が誘起する。
切替回路9は、システム制御回路23の制御信・ 11
・ 号231をもとに、センス線走査制御回路24より供給
されるセンス線走査制御信号241によって制御され、
各センス線群51.61.71および81のセンス線の
うち1つのセンス線を選択するために、各センス線に接
続されたスイッチ(図示せず)のうち、対応するスイッ
チのみを閉じ、選択されたセンス線の交番誘導電圧を、
誘導電圧検出回路10に導く。
誘導電圧検出回路10は、選択されたセンス線に誘起す
る交番誘導電圧信号の励磁交番電圧信号の所定の位相タ
イミング(正のビーワタイミング)における誘導電圧を
検出する。
極性判定回路17は、選択されたセンス線の交番誘導電
圧信号の位相が、励磁交番電圧信号の位相と同相か否か
を、誘導電圧検出回路10より得られる誘導電圧が正か
負かによって判定する。
座標検出回路18は、各センス線の誘導電圧値、および
極性判定回路17の判定結果をもとに、座標指示器4の
位置を決定する。
少し、詳しく言うならは、座標検出回路18を・ 12
・ 構成する微位置検出回路19は、微位置センス線群51
の各センス線の誘導電圧値および極性判定回路17の判
定結果をもとに微位置を検出し、粗位置検出回路20は
、粗位置センス線群61の各センス線の誘導′電圧値、
および微位置検出回路19の出力値をもとに、粗位置を
検出し、両者の値の加算器21による加算によって、座
標指示器4のX軸方向の位置を決定する。同様に、微位
置センス線群71、粗位置センス線群81によって座標
指示器4のX軸方向の位置を決定する。
th標指示器4のX軸方向およびX軸方向の位置の決定
方法は、同じなので、以後の説明では、X軸方向の位置
の決定方法および各構成要素の動作についてのみ説明す
る。
また、この説明に当っては、ます、各センス線群51,
61、誘導電圧検出回路10、極性判定回路17および
座標検出回路18によってX軸方向の位置を決定する本
実施例の基本動作を説明し、その後、本発明の特徴であ
る座標値予測回路60、最大値粗位置センス線予測回路
31、予測検定回路32およびセンス腺走査制御回路2
4の動作を説明し、これによって座標読取MF+の高速
化が可能になることを示す。
微位置センス線群の敷設パターン 第3図に、本発明一実施例の微位置センス線群51の敷
設パターンを示す。
微位置センス線群51は、ピッチPの間隔でループ形状
部分を有し、隣り合うループ形状部分において流れる電
流の向きが互いに逆向きとなるように結線した電気導体
線からなる微位置センス線81、S2,83およびS4
の4本で構成されている。
これら4本の微位置センス線が平板5上辷、所定のずら
し幅2ここではZ=P/4’=1としてZずつX軸に平
行にすらして、敷設している。
各微位置センス線81〜S4の一端は、端子TSI〜T
S4を介して切替回路9に導かれる。
また、各微位置センス線5t−84の他端は、図中に示
すH点にて互いに接続され、その接続点から各微位置セ
ンス線における隣接ループ形状部分間を結線する隣接ル
ープ間結合部分に近接して平行に敷設した電気導体線か
らなるもどり腺scを介して端子’I’S1#’l’S
4の近傍に配置した端子TScに導かれている。
各微位置センス線5l−84の誘導電圧は、端子TSc
と各端子TSI−TS4との間に生ずる交番誘導電圧を
もとに、切替回路9を介して誘導電圧検出回路10にて
検出される。
微位置センス線の誘導特性 第5図は、1本の微位置センス線s1の誘導特性を説明
する図である。
第5図(1)は、第3図で示した微位置センス線群の敷
設パークの一部を拡大して示したものである。
第5図(2)は、(1)に示した微位置センス9 sl
の敷設パターンを示す。図中に示すB、D、Fの位置領
域がループ形状部分で、A、C,E、Gの位置領域が隣
接ループ間結合部分である。H点が微位置センス線Sl
ともどりifMscの接続点である。また第5図(2)
および(6)の矢印は、端子TSIがら接続点Hを介し
てもどり腺Scの端子TScへ向けて電流を流したとき
の各部の電気導体線部分の電流の向・ 15・ きを示すものである。
図から分かるように、Bの位置領域のループ形状部分で
は電流の向きは右まわり、隣りのDの位置領域のループ
形状部分では左まわり、さらに隣のFの位置領域のルー
プ形状部分では右まわりとなる。
このように、隣接ループ形状部分間を第5図(1)ある
いは(2)のように隣接ループ間結合線で結線すると隣
り合うループ形状部分において渡れる電流の向きが互い
に逆向きとなる。
ここで、もどり腺Scと隣接ループ間結合部分との関係
、相互作用について言及する。
A、C,E、Gの位置領域の隣接ループ間結合部分の電
気導体線ともどりMSCとは、近接して平行に配置され
ている。また第5図(2)に示したように、隣接ループ
間結合部分ともどり腺Scの電流の流れる向きは互いに
逆向きとなっている。そこで、第5図(2)のE点に座
標指示器4を位置したとき、Eの位置領域の隣接ループ
間結合部分に誘起する起電力あるいは、これに伴う誘導
電流を6(S+x)と・ 16・ し、Eの位置領域部分のもどり線Scに誘起する起電力
あるいは、これに伴う誘導電流をe (Scx )とす
ると両者の電気導体線は長さが等しく、近接して平行に
配置されているので e(81冨)=e(Scx)   ・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・(1)となる。
これを端子TSJと’I’SC間で見ると、第5図(2
)中の矢印で示したように’[’S1からTS2に向う
両者の電流の流れは、互いに逆向きとなっているので、
両者で発生した起電力あるいは、これに伴う誘導電流は
互いに、打ち消されることになる−0よって、A、C,
E、Gの位置領域の隣接間ループ結合部分とこれに近接
、平行に配置されたもどり線Scの部分は、誘導特性に
嵜与しなく、第5図(3)に示した実線部分のみが、座
標指示器4に内蔵された励磁巻線によって作られる交番
磁界に対して交番誘導電圧発生に寄与することになる。
結果的に、第5図(2)に示した微位置センスffMS
1は、第51ffl(3)に示した実線部分のみの電気
導体線が交番誘導電圧発生に寄与し、実線部分はBの位
置領域においては、1ターンの右まわりのループを形成
し、Dの位置領域においては、1ターンの左まわりのル
ープを、Fの位置領域においては、1ターンの右まわり
のループを形成することになる。
これは、第5図(4)に示した1ターンのループ線をB
、D、Fの位置領域にループ線ss 、 SD、 3.
を配置し、各ループ線の交番誘導電圧e11. on、
 elを加算したものと等価となる。(Hの電圧は、e
B。
θνとは基準が異なることに注意されたい。)第5図(
5)は、この様子を示したもので、横軸は座標指示器4
の位置を示し、縦軸は交番誘導電圧の大きさと、励磁巻
線に印加される励磁交番電圧との位相関係を示す。
第5図C)中の88. llID、 eFがルーフfi
iSa + f3nSyの交番誘導電圧の大きさを示し
、太実線がこれらを加算したものである。ループIj!
SB、SFのループ内中央にて、el、 13Fは最大
値となり中央から離れるにしたがい小さくなっていく、
ループ線SDのループ内中央にて9Dは最大値となるが
、交番誘導電圧の位相はループ線SB、SFのループ内
中央の位相とは逆相となる。各ループ線の誘導特性は同
じであり、ただ、ループの配置位甑が異なるのみである
ので、これらを加算した結果は太実線で示すようにBの
位置領域の中央で同相で最大となり、c。
点(ループ形状部分間の中央点)でiff電圧は零とな
り、位相が逆転してDの位置領域の中央で逆相は最大と
なり、E点で再び誘導電圧は零となり再度位相が逆転し
て、Fの位置領域の中央で同相で最大となる。
このように、微位置センス線S1のm’=電圧特性は、
ループ形状部分の配置ピッチPに対して、2倍の2Pを
周期とするくり返し特性となる。
微位置センス線群の誘導電圧特性 各微位置センス線Sl〜S4は、第6図および第5図(
1)に示したように、X軸方向にずらし幅Z−P/4=
1 (ループ形状部分のループ1lIlりずつ、すらし
て敷設しているので、各センス線の誘導電圧特性は、第
6図(2)のようになる。第6図(6)は、各微位置セ
ンス線Siの誘導電圧V(i)(交番誘導電圧の大きさ
)を示したもので、位相情報は入って・19・ いない。また、第6図(4)は各位1dにおける各微位
置センス線S1〜S4の誘導電圧v(1)のうちの最大
値を示したもので、その値を与える微位置センス線は図
中に示すようにR1点から順にSl 、 32.S3゜
S4.  Sl、 82.・・・のようになる。また、
その最大値を与える微位置センス線の交番誘導電圧の位
相は励磁巻線を駆動する励磁交番電圧の位相に対し、第
6図(5)に示すように2Pを周期(2幅同相でP幅辿
相)とするくり返しとなる。このように、微位置センス
線群の誘導特性は2Pをj¥期とするくり返しとなる。
誘導電圧検出回路 誘導電圧検出回路10は、切替回路9で造択された微位
置センス線S1の交番誘導電圧マ(Si)より、第6図
(2)に示した誘導電圧v(Si)を得るべく、次のよ
うにv(Si)を検出する。
ます、マ(Si)を増巾器11で増巾し、フィルタ12
で不要な雑音成分を除去した後、サンプル・ホールド回
路13に入力する。サンプル/ホールド回路13は、ピ
ークタイミング検出回路16の、20 ・ 出力信号によってサンプル/ホールドの動作が制御され
る。
第7図にピークタイミング検出回路16の構成を示す。
ピークタイミング検出回路16は、ローパスフィルタ1
61、比較器162、およびD型7リツプフロツプ16
6で構成されている。
ローパスフィルタ161のコーナー周波数fCは、励磁
交番電圧信号の周波数fOより充分小さく設定しである
ので、ローパスフィルタ161の出力には、第8図に示
すように、励磁交番電圧信号(第811(1) )に対
して、位相が90’ シフトした信号(第8図(2))
が得られる。
比較器162は、この90° シフトした信号と所定の
値(ト)と比較することにより、励磁交番電圧信号の正
のピーク値のタイミングで立上がる矩形波(第81r(
3))を出力し、これをD型フリップフロップ166の
C1ock端子に供給する。
Dy7リツプフロツプ166のData入力端子には制
御回路23より所定のタイミングで供給されるS−H・
制御信号232(第8図(4))が入力され、これがC
1ock端子の信号の立上かりでサンプリングされるの
で、D型フリップフロップ163のQ出力端子には、励
磁交番電圧信号の正のピーク値のタイミングで110(
サンプル/ホールド)が切替わる信号(第8図(5)、
、>が得られる。
このQ出力端子の信号が具体的に、サンプル・ホールド
回路16を1lliII御するので、サンプル・ホール
ド回路13は励磁交番電圧信号の正のピーク値のタイミ
ングにおけるセンス線の交掩訴導電圧の値(誘導電圧)
をホールドすることになる。
ここで、第8図(6)のように、微位置センス線sn+
Sn+1を遁択すべくセンス線走査制御イ目号241か
切替回路9に供給され、その結果、第81a(7)のよ
うな、交査晒導電圧 (Sn) 、  (Sn +1)
かサンプル・ホールド回路16に入力されれは、その出
力は、第811(8)のようになり、ホールド値は(S
n)のように、励磁交番電圧信号と同相であれは正の値
となり、 (Sn+x)のように、逆相であれば負の値
となる。
A/D変換器14は、このホールド値をディジタル値に
変換して出力する。
この動作によって各微位置センスisi、 1=1−4
の誘導電圧を検出することにより、第6図(2)に示し
た誘導電圧を得ることかできる。
極性判定回路17は、第7図に示すように、比較器17
0で構成され、誘導電圧検出回路10の出力が、いき値
■より大き1いか否かを比較することによって交番誘導
′電圧か励磁交番電圧信号と同  相か否かを判定する
微位置検出回路 8182図に決り、微位置検出回路19は、順次、前述
の肪導′也圧検出回路10、極性判定回路17より得ら
れる微位置センス線3+〜S4の誘導電圧v(S+ )
 〜V(84)と極性判定結果P(Sl ) 〜P(3
4)を一旦センス線データ記憶回路191の電圧値メモ
リ1911、極性メモリ1912に微位置センスmh号
1〜4に対応して、所定のエリアに配電する。
そして、これらの値をもとに次のようにして、周期内位
置X1を検出する。
・ 26・ ここで、第6図(6)に示したように、誘導電圧特性の
くり返しの周期の幅2Pで読取範囲を領域分割し、分割
された各領域を周期領域と称し、周期領域ASiの基準
点をRiとし、周期領域を8分した各領域を小wA域A
1〜A8と称す。
まず、最大値微位置センス巌検出回路195は、誘導電
圧v(St )〜v(S4)より大きさの最大なる微位
置センス線(これを最大値微位置センス線と称す)を検
出し、そのセンス線番号n(最大値微位置センス線番号
)と、対応する極性判定結果P(Sn)を出力する。こ
のnとP(Sn)によって、座標指示器4がいずれの小
領域内に位置しているかを検出することができる。(第
6図参照) 周期内オフセット値算出回路196は、このnとP(S
n)をもとに座標指示器4か位置する小領域の周期領域
の基準点阻からのオフセット値(周期内オフセット値)
 Xoyyを下式によって算出する。
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(
2)・ 24・ たたし、Zは、微位置センス線のすらし幅で、小領域の
1陽に相当する。
小領域内の詳細な位置(小領域内位置)△Xは、2信号
化回路192、正規化回路196および位置変換回路1
94によって検出する。
ます、2信号化回路192は、最大値微位置センス線番
号nと誘導電圧v(81)−V(S4)をもとに、下式
に示す。2つの合成電圧Vs、Vcを算出する。
Vs=lv(Sn)l+1v(Sn+1)l  1v(
Sn+2)l−lv(Sn−1)l・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・(3)Vc=lv(S
n)l   1v(Sn+x)l−lv(Sn+2]+
1v(Sn−1)l・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・(4)ただし、v(Si)は、微位置
センス線Siの誘導電圧を示し、 n−1=0のとさ i = 4 n 十j ) 4のとき 1=(n十j)−4例えは、
n=3のとさv(Sn) 、 v(Sn +1)、vC
3n+z)およびv(Sn−+)は、微位置センスMS
3+ S’ + ”” +S2の誌導′電圧v(S3)
、 v(S4)、 v(81)、 v(82)に対応す
る。
第9図(2)は、微位置センス線S1の誘導電圧v(S
i)の大きさを示したもので、前式各項のl v(Si
) lに対応する。よって、合成電圧Vs、Vcは、第
9図(3)のように、小領域内(図中80点から82点
までの領域)において、一方が単調増加、他方が単調減
少となる合成電圧となり、小領域内中央(図中B1点)
において、両者の値が等しくなる。
正規化回路193は、vsとVcの相対的な大きさρ(
正規化値)を、例えは下式によって算出する。
この□ρは第9図(4)に示すようになり、小領域内に
おいて単調増加する値となる。
よって、このρの値は、小領域内の唯一の位置に対応す
ることになるので、ρの値を検出することによって、小
領域内の位置△Xを知ることができる。
位置変換回路194は、このρを入力して、対応する小
領域内位置△Xを出力するもので、各ρの坑に対応した
△Xの値を記憶するメモリで構成される。このとき、実
際の座標指示器4の小領域内位置を△Xとし、検出され
たρとの関係をρ=g(△X)とすれは、位置変換回路
194は、△X=百(ρ)なるg□の逆関数で、 △X=g(ρ)−百(g(△X))−△X ・・・・・
・・・・(6)を満足するρと△Xの変換を行うもので
ある。
この小領域内位置△Xと先の周期内オフセント値X0F
Fが加算器197で加算し、周期内位filX+を得る
第10図に、周期領域、小頭域、周期内オフセット値X
0FF、小領域内位置△Xおよび周期内位置X!の関係
をまとめて示す。
粗位置センス線群 粗位置センス線群61は、検出座標軸方向の読取範凹を
前述の周期領域のl1i12P以下の幅Qの粗領域に分
割するためのセンス線群である。
第4図に、その敷設パターンを示した。
図に示すように、ループ形状をなす電気導体線からなる
粗位置センスG1をずらし輻ZG=Q<2Pす・ 27
・ つ検出座標軸に平行にすらして平板6上に敷設した複数
本の粗位置センス線で構成している。ここで粗位置セン
ス線のループ形状のループ幅を16とすれは、第4図で
は、Zo = 6Z< 2P=8Z、la”’Zcとし
ている。
各粗位置センス線Giの一端は、各Hi点で電気導体線
からなるもどりIIMGcに接続されもどり@ Gcの
一端が端子TGcに導かれている。また、各粗位置セン
ス線Giの他端は、図に示すようにもどり線G。
に近接して平行に敷設した電気導体線で端子TGc近傍
に配置した端子TGiに導かれている。各端子TGiは
、切替回路9を介して誘導電圧検出回路10に接続され
ている。
各粗位置センス、[Giの端子TGiともどり線−の端
子T+3c間に生ずる誘導電圧の特性は、前述した微位
置センス1jlsiともどり線SCとの関係と同様に、
もどり梅Gcと近接して平行に敷設された粗位置センス
線の部分と対応するもどり線の部分で生じた誘起電圧あ
るいは、これに伴う誘導電流は互に打ち消されるので、
第11図に示すループItil 1 z (= 62 
)・ 28・ を有するループ腺G’iと等しくなる。
このとき、各粗位置センスiGiの誘導電圧の特性は、
第11図(2)に示すようになる。縦軸は、交番誘導電
圧の振幅の大きさを示し、同相/逆相は、励磁交番電圧
との位相の関係を示す。
よって、各粗位置センス線の誘導電圧値より、同相で最
大の粗位置センス線Giを検出すれは、その敷設位置に
より、粗位置センス線群61で領域分割された粗領域A
Gi (第11図の(3)に示す)のうち、座標指示器
4が位置している粗領域を検出することかできる。
粗位置検出回路 粗位置検出回路20は、誘導電圧検出回路10および極
性判定回路17より微位置センス線と同様に順次得られ
る粗位置センス線(第4図にその敷設パターンを示した
)の誘導電圧と極性判定結果および前述の微位置検出回
路19より得られる周期内位& X Iをもとに、座標
指示器がいずれの周期領域に位置しているかを検出し検
出した周期領域ASiの基準点Riの位置を出力する。
粗位置センス線G1の誘導電圧は、第11図に示したよ
うになるので、ます、岐大値粗位皺センス腺検出回路2
01は、粗位置センス線群のうち、極性判定結果P(G
i)が同相C11E)を示し、かつ、誘導電圧v(Gi
)か最大なる粗位置センス47Gmを検出し、対応する
センス線番号mを出力する。
この最大値粗位置センス線Smのセンス線番号mは、第
11図の(2)と(3)に示したように、座標指示器4
が位置する粗領域AGmに対応する。周期番号判定回路
202は、最大値粗位置センス、lJsmのセンスit
M番号mと前述の周期内位籠XIにより、座標指示器4
が位りしている周期領域ASWの周期番号Nを検出する
。このとき、スイッチ204は、a也りに接続されてい
る。
第12図は、周期領域ASi 、 ASi+1・・・と
各周期領域ごとに得られる周期内位置X、との関係およ
び粗領域AGj 、 AGj−z、・・・の位置関係を
示す。
本実施例では、周期領域の幅2P=82.粗領域の幅Q
=62(粗位置センス線のすらし幅ZGに等しい)とし
ているので、周期領域と粗領域の位置関係は図のように
24Zを周期とするくり返しとなる、また本実施例では
、両者の各領域の境界部分が位置的に重ならないように
ずらしている。
Q(2Pとしているので、1つの粗領域は、図のように
、唯一の周期領域に対応するか、あるいは、@接する2
つの周期領域にまたかることになる。
表1は、第12図をもとに、粗領域と対応する周期領域
および周期内位’[MXIとの関係を示したものである
なお、表1中および第12図中のXa + Xb + 
XcおよびXdは、粗領域の境界点における周期内位置
X1の値を示し、Xa = 7.52 、 xb = 
5.52 、xc=6.52およびxa = 1.52
である。
このように、粗領域が隣接する2つの周期領域にまたが
っても、両省の周期領域の検出された粗領域内における
周期内位置XIのとり得る値の範囲は兵なるので、周期
内位置X!かどの値をとるかによって唯一の周期領域を
決定できる。
つまり、表1の右部に示すように、各粗領域AGj〜A
Gj + aに対応して、いき値TH1−TH4をあら
か・61 ・ ・ 62・ しめ設定し周期内位置X+が、検出した粗領域に対応す
るいき値より大きいか否かによって、唯一の周期領域を
決定することができる。
なお、いき値THI−’−TH4は、 TH1= (x−十xb )/ 2     ・・・(
7)TH2=(xb+xc)/2     ・・−(s
)TH3=(x−+xa)/2     ・=(9)T
Hn=(xd+xa−8Z)/2  −(K3)とすれ
ば良い。このようにいき値を設定することにより、粗位
置センス線の検出粗領域が第12図(4)のように拡大
(図中斜線部)しても、正しい周期領域を検出すること
か可能となる。
上述の原理にもとづいて、周期番号判定回路20は、座
標指示器4が位置している周期領域ASNの周期番号N
を検出する。
第13図に、周期番号判定回路202の具体構成を示す
。2020は、いき値メモリ、2021は比較器、20
22は周期番号メモリである。
いき値メモ’J2020は、前述の周期奇岩判定いき1
mTHt〜TH4を粗位置センス線の番号、つまリ、粗
領域の番号に対応して記憶しておく。また、周期番号メ
モIJ 2022は、衷1の如く粗領域の番号(粗位置
センス線の番号)に対応する周期領域の番号を記憶して
おく。
最大値粗位置センス線検出回路201より、最大値粗位
置センス線番号mが入力されると、いき値メモリ202
0はmを入力アドレスとして、対応するいき値THiを
出力する。比較器2021は、このいき値T阻と微位置
検出回路19より供給される周期的位置XIとを比較し
、比較結果を出力する。
周期番号メモリは、この比較結果と最大値粗位置センス
線番号mとを入力アドレスとして対応する周期領域の番
号Nを出力する。
周期基準点位置算出回路203は、周期番号判定回路2
02より得られる周期番号Nをもとに、対応する周期領
域ASHの基準点RNの座標軸原点からの位置(距離)
Xcを算出する。周期領域が座標軸原点からASl 、
 AS2 +・・・、 ASWの順に配置されていると
すれば、周期領域の幅は2P−82なのでXCは、 xc = 2P−(N−1)      −(1υによ
って得る。
このXCか粗位置検出回路2oの出力値として出力され
、加算器21によって、微位置検出回路19より得られ
る周期内位NX+と加算される。この加算結果(Xc 
十Xりが座標検出回路18の出力値として出力される。
以上説明したように、検出座標軸の4本の微位置センス
線5lxs4と粗位置センスffMGl〜CM(Mは粗
位置センス線の総数)の各センス線に誘起する交番誘導
電圧信号をもとに、座標指示器4の位置を検出する。
また、センス巌走査制御回路24は、s1〜s4および
01〜0Mのセンス権を81〜84,01〜GMのメ油
で順次重*趣択すべく、センス線走査制御信号241を
切替回路9に供給する。
システム制御回路23は、標本化周期ごとに、上記基本
動作によって座標指示器4の位置を検出すべく、各回路
を制御する。そして、上記基本動・ 35・ 作を少なくとも2回行なって、標本化時刻t+ −’ 
+t+ (tt−tt −1−Δtでtt−1が先行す
る)における座標指示器4の検出座標値X(tt−x)
、X(tt)が得られた時点から、本発明の特徴である
座標値予測回路60、最大値粗位置センス線予測回路3
1および予測検定回路62を動作せしめて、最大値粗位
置センス線検出のための所要時間の短縮化を図る。この
動作を、先の基本動作に対し、予測化動作と称する。
座標値予測回路 座標値予測回路30は、第14図に示すように、レジス
タ301,302、減算器303および加算器304で
構成されている。これはY軸用のものを示したもので、
同様な回路がY軸用に設けられている。後述の最大値粗
位置センス線予測回路31についても同様である。
レジスタ301には、標本化周期ごとに、座標検出回路
18で得られる座標指示器4のX軸の検出座標値が順次
入力され記憶される。また、この出力は、レジスタ30
2に供給され、同様に標本・ 66・ 化周期ごとに、レジスタ301の値がレジスタ302に
記憶される。よって、レジスタ602には、レジスタ3
01より時間的に先行する検出座標値か記憶される。
ここで、レジスタ301,302の記憶値をX (t 
+ ) +x(tし弓)とすれは、減算器306は、X
(tt)  X(tt−+)を行い、この結果とX(t
t)との加算を加算器304で行い、次の標本化時刻に
おける座標指示器4の位置の予測値↑を得る。つまり、
予測11夕゛はX(tt) 。
X(tt−t)より ↑−X(切) +(X(tt)  X(tt −+) 
)によって得る。
この予測方法は、通常行なわれる最も簡易な予測方法で
、本発明では、これに限定されることはなく、もっと多
くの過去の検出座標値系列を用いて、予測しても良い。
収大値粗位置センス機予測回路 最大値粗位置センス厭予測回路61は、第14図に示し
たように、除算器311、加算器612、定数発生器3
13,314で構成される。座標値予測回路30で得ら
れた、予測値↑は、除算器311にて定数発生器613
より供給される値Q(これは、粗領域の幅に相当する)
によって除算され、その商が加算器312に入力される
。加算器312は、除算器611の商と定数発生器61
4より供給される値1を加算して、予測最大値粗位置セ
ンス線のセンス線番号mを得る。
ここでは、座標軸の原点と第9の粗領域AGlの開始位
置が一致し、AGly AG2 + ・・・AGmのよ
うに粗領域を設定した場合であるが、座標軸の原点と第
7の粗領域AG、の開始位置が第12図のようにすらし
た場合は、このずれの値を、予測値↑に加算して上述の
最大値粗位置センス線予測回路によって、同様に、予測
最大値粗位置センス線のセンス線番号mを得ることがで
きる。
このmかセンス線走食制御回路24に供給される。
センス線走査制御回路 センス線走査制御回路24は、次の標本化時刻の座標指
示器4の位置を検出すべく、センス線走査開始の旨のシ
ステム制御制御回路23からの制御信号231をもとに
、ます、微位置センス線群より、微位置センス線5lx
s4を順次選択走査すべく 、S+ −S4のセンス線
コード(センス線走査制御信号241)を順次、所定の
タイミングで切替回路9に供給する。その後、前述した
基本動作では、粗位置センス線群01〜GMを順次選択
走査したのに対し、予測化動作では最大値粗位置センス
林予測回路61で得られた予測最大値粗位置センス線G
雪を選択すべく、対応するセンス線コードを切替回路9
に供給する。
以上の予測化動作によって、誘導電圧検出回路10より
微位置センス線S、−S4の誘導電圧v(S+)〜V(
84)および、予測最大値粗位置センス線Gmの誘導電
圧v’(GQ)か得られる。
予測検定(ロ)路 予測検定回路62は、座標値予測回路30、最大値粗位
置センス線予測回路31による、予測最大値粗位置セン
ス線G金が、真に、最大値粗位置センスiGmに対応す
るか否かを検定する。予測検定・ 69・ 回路62は、第15図に示すように、微位置センス線群
パワー算出回路321、乗算器322、定数発生器62
4および比較器325で構成される。
微位置センス線群81〜S4の誘導電圧V(St)〜V
(84)より、それらのトータルパワーを得るべく、順
次入力されるv(Sl) 〜v(S4 )を、まず乗算
器6211で2乗し、この結果を加算器3212とレジ
スタ3213で累積加算して得る。
このトータルパワーは、乗算器622で定数発生器32
4より供給される定数2(実験的に求めて設定する値)
と策算され比較器625の一方の入力に供給される。こ
れが予測検定回路32の判定いき値となる。
予測検定回路62は、この判定いき値THと、予測最大
値粗位置センス線G♀の誘導電圧v(G↑)を比較する
。v(G♀))THなれは、予測が正しかったと判定し
く正予測と称す)、そうでなけれは、予測が誤っていた
と判定しく誤予測と称す)、その旨の信号を出力する。
第11図に粗位置センス線のめ導電圧特性を示・ 40
・ したように、仮に、図中A点に座標指示器4が位置して
いたとすれは、粗位置センス線Giのあ導電圧v(Gi
)のみが正の値となり、かつ最大となる。
座標指示器4が粗領域の境界例えばAGiとAGi+1
の境界に位置したとき、v(Gi) 、 v(Gi+1
)がともに正となり、同じ値vOをとることになる。い
き値THは、この70以上の値に設定すれば、正しく検
定を行うことができる。また、このvOは、座標指示器
4の平板に対する高さによっても異なるので、この高さ
の情報を前述の実施例では、微位置センス線群のトータ
ルパワーで得ている。
予測検定回路32の結果が正予測の場合粗位置検出回路
20を構成するスイッチ204を、b側に接続(図示し
た状態第2図)シ、最大値粗位置センス線予測回路61
より得られる予測最大値粗位置センス線番号mをもとに
、202,205にて周期基準点位置Xcを求める。そ
して、微位置検出回路19によって得られる周期内位&
X+との加算により、新たな、座標指示器4の位置を得
る。
また、予測検定回路62の結果か誤予測の場合は、その
旨を、システム制御回路23を介して、センス線走査制
御回路24に知らしめる。
このとき、センス線走査制御回路24は、基本動作と同
様に、粗位置センス線GK−GMt−順に選択走査すべ
く、センス線コードを切替回路9に供給する。また、粗
位置検出回路は、基本動作つまり、01〜GMの誘導電
圧v(Gt ) 〜V(GM)より最、大値粗位置セン
スiGmを検出し、これによって、周期基準点位置Xc
を得る。
なお、01〜0Mすべてを走査せず、GQを中心にした
一定の領域のセンス線、Gt−,1yGQ+jに限定し
てもよい。
・〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、最大値粗位置セ
ンスMGmを、過去の検出座標値系列から予測して、こ
の予測が正しか否かを判定することにより正しい場合は
、予測された1本の粗位置センス線の誘導電圧の検出で
すみ、従来の全ての粗位置センス#Gt〜CMから最大
値粗位置センス線GMを検出するのに対し、1/Mに所
要時間を短縮することができる。Mは、粗位置センス線
の総数である。
また、予測が誤っても、従来と同様にしてCmを検出す
ることができる。
さらに本実−例では、微位置センス線の敷設パターンを
工夫して周期領域の幅を従来の4倍にしているので、こ
れに比例して粗領域の幅も拡大で    ′き、ひいて
は、粗位置センス線数を低減することができる。また、
この粗領域の幅の拡大によって、予測が正しくなる確率
が局くなり、Gm検出の所要時間をさらに短縮している
これによって、座標読取範囲が大きい読取装置における
座標読取速度の低下を防止することかできる。また、座
標読取範囲が従来と同じであれは、座標読取速度を大巾
に萬めることか可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例の全体構成図、第2図は第
1図における座標検出回路の構成図、第3図、第4図は
、それぞれセンス巌敷設パターン図、第5図、第6図は
、それぞれ第6図のセンス・46 ・ 線の誘導電圧特性を示した特性図、第7図は、ピークタ
イミング検出回路の構成図、第8PXJは、ピークタイ
ミング検出回路および誘導電圧検出回路の動作タイミン
グ図、第9図、第10図はそれぞれ微位置検出回路の動
作説明図、第11図は、第4図に示したセンス線の誘導
電圧特性を示す特性図、第12図は、粗位置検出の説明
図、第13図は、周期番号判定回路の構成図、第14図
は、座標予測回路および最大値粗位置センス塚予測回路
の構成図、第15図は、予測検定回路の構成図である。 符号の説明 4・・・座標指示器、51・・・微位置センス線群、6
1・・・粗位置センス線群、9・・・切替回路、10・
・・誘導電圧検出回路、18・・・座標@tB回路、1
9・・・微位置検出回路、20・・・粗位り検出回路、
30・・・座標値予測回路、31・・・最大値粗位置セ
ンス線予測回路、32・・・予測検定回路、24・・・
センス線走査制御回路、201・・・最大値粗位置セン
ス線検出回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、座標指示器の座標軸方向の移動に対して誘起される
    誘導電圧の大きさおよび極性が周期的に変化するような
    形状をもつ微位置センス線を座標軸方向に所定幅ずつず
    らして複数本敷設することにより構成した微位置センス
    線群と、 座標軸方向の読取範囲を前記周期の幅以下に分割する如
    く配置され、それによって各粗領域を形成する各粗位置
    センス線から成る粗位置センス線群と、 前記微位置センス線群の各誘導電圧をもとに前記周期内
    の座標指示器の位置を検出する微位置検出回路と、 前記粗位置センス線群の各センス線の誘導電圧のうち、
    大きさの最大なる粗位置センス線を検出する最大値粗位
    置センス線検出回路と、を有し、前記微位置検出回路よ
    り得られる周期内位置と、前記最大値粗位置センス線検
    出回路より得られる最大値粗位置センス線の敷設位置に
    よって前記座標指示器の位置を決定する座標読取装置に
    おいて、 既に検出された或る標本化周期毎の座標指示器の検出位
    置系列をもとに次の標本化時刻における座標指示器の位
    置を予測する座標値予測回路と、前記座標値予測回路の
    予測値をもとにその予測値がいずれの粗領域内に位置す
    るかを検出し、対応する粗位置センス線のセンス線識別
    符号を出力する最大値粗位置センス線予測回路と、該最
    大値粗位置センス線予測回路によって予測された予測最
    大値粗位置センス線の誘導電圧が所定のいき値より大き
    いか否かを判定する予測検定回路と、を設け、 前記予測検定回路の判定結果が肯定的のとき、該予測最
    大値粗位置センス線の敷設位置と、前記微位置検出回路
    より得られる周期内位置によって座標指示器の位置を決
    定することを特徴とする座標読取装置。 2、特許請求の範囲第1項記載の座標読取装置において
    、前記微位置センス線群を、ループ形状をなし検出座標
    軸方向のループの幅lGなる微位置センス線を検出座標
    軸方向に幅ZGずつずらして複数本敷設した構成とし、
    その周期の幅2Pに対しZG<2P、lG≒ZGとした
    ことを特徴とする座標読取装置。 3、特許請求の範囲第1項又は第2項記載の座標読取装
    置において、前記予測検定回路のいき値を、微位置セン
    ス線群の各センス線の誘導電圧のトータルパワーに比例
    して可変にしたことを特徴とする座標読取装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP4532664B2 (ja) * 2000-04-07 2010-08-25 キヤノン株式会社 座標入力装置、座標入力方法、情報表示システム及び記憶媒体

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