JPH01113822A - Coordinate detector - Google Patents
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- JPH01113822A JPH01113822A JP62270270A JP27027087A JPH01113822A JP H01113822 A JPH01113822 A JP H01113822A JP 62270270 A JP62270270 A JP 62270270A JP 27027087 A JP27027087 A JP 27027087A JP H01113822 A JPH01113822 A JP H01113822A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明はペン、カーソル等の座標指示装置に装備された
コイル等の励磁装置から交流磁界信号を発生させて、こ
の信号を平行に配列された電気導体線(以下、導線とい
う)を有するタブレットに印加し、タブレットに装備さ
れたマトリクス状の導線に誘起される交流信号を検出し
て励磁装置の指示座標位置を検出する装置(以下、座標
検出装置と総称する)に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention generates an alternating current magnetic field signal from an excitation device such as a coil installed in a coordinate indicating device such as a pen or a cursor, and generates an alternating current magnetic field signal that is arranged in parallel. A device (hereinafter referred to as a coordinate system) that detects the indicated coordinate position of an excitation device by applying an AC signal to a tablet having an electric conductor wire (hereinafter referred to as a conductor wire) and detecting an alternating current signal induced in a matrix-shaped conductor wire equipped on the tablet. (collectively referred to as a detection device).
[従来の技術] 一般に、座標検出装置は、ペン又はカーソルと。[Conventional technology] Generally, the coordinate detection device is a pen or a cursor.
このペン又はカーソルに装置されたコイルに正弦波電圧
を供給する装置と検出用の導線が配列されたX軸用ベー
ス及びY軸用ベースを備えたタブレットと、検出用の導
線に発生する信号を演算処理ルペン又はカーソルが置か
れたタブレット上の位置(X座標位置、X座標位置)を
求める装置等で構成されている。This pen or cursor is equipped with a device that supplies a sine wave voltage to a coil, a tablet that is equipped with an X-axis base and a Y-axis base on which detection conductors are arranged, and a device that supplies signals generated in the detection conductors. It consists of a device that calculates the position (X coordinate position, X coordinate position) on the tablet where the arithmetic processing pen or cursor is placed.
第7図は従来のX軸層ベースの説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of a conventional X-axis layer base.
同図(A)に示すX軸層ベースは、導線1と導線2をI
8えている。実線で描かれた導線1は、平行に隣接配置
された部分導線5,6.7の両端を交互に接続線8,9
により接続して一本の蛇行形状を成すように構成されて
おり、平行部分の部分導線5.6.7の間隔は一定(p
/2)になっている。The X-axis layer base shown in FIG.
8. A conductive wire 1 drawn as a solid line alternately connects both ends of partial conductive wires 5, 6.7 arranged adjacently in parallel with connecting wires 8, 9.
The conductor wires 5, 6, and 7 of the parallel parts are connected at constant intervals (p
/2).
破線で描かれた導線2は導線1と同一形状であり、導線
1に対してp/4だけずらして配置されている。この2
つの導線1,2は、互いに電気的に絶縁された状態でシ
ート状に重ね合わされている。A conductive wire 2 drawn with a broken line has the same shape as the conductive wire 1, and is shifted by p/4 with respect to the conductive wire 1. This 2
The two conductive wires 1 and 2 are stacked in a sheet-like manner while being electrically insulated from each other.
尚、11.11は導線1の出力端子を示し、12.12
は導線2の出力端子を示している。In addition, 11.11 indicates the output terminal of conductor 1, and 12.12
indicates the output terminal of the conductor 2.
今、このX軸ベース上に励磁装置IOを置き励磁装置1
0に所定周波数の交流信号を供給すると、導線1,2の
出力端子11.12に現れる信号Eユ、、E1゜は、第
8図(A)に示される如く、励磁装置10の置かれた導
線に直交する方向の位置Xにより決定される。励磁装置
10が例えば8k)lzの交流信号で励磁されているな
らば、励磁装置10のコイルの中心(励磁装置10の中
心)を導線1の真上に置いであるときは、導線1の出力
電圧は0である。励磁装置10の中心が部分導線5,6
間あるいは6,7間の中央部分に置かれたときは、端子
11.11間には最大の電圧が現れるが、その極性は、
部分導線5゜6間と、6,7間で互いに逆になる。端子
11.11間に得られる出力電圧とは、例えば8kHz
の交流信号を搬送信号とした振幅(第8図(A))を変
調する振幅変調jJ5力であり、励磁装置10の置かれ
た位置に応じて変調出力は正弦波形状又は余弦波形状に
変化する。導線1の部分導線5,6.7が電気角π毎に
並べられているためである。以下、電気角で2πに相当
する間隔(第7図(A)ではp)を1ピッチという。Now, place the excitation device IO on this X-axis base and excitation device 1
When an alternating current signal of a predetermined frequency is supplied to the wires 1 and 2, the signals Eyu, . It is determined by the position X in the direction perpendicular to the conducting wire. If the exciter 10 is excited with an AC signal of 8k)lz, for example, and the center of the coil of the exciter 10 (the center of the exciter 10) is placed directly above the conductor 1, the output of the conductor 1 The voltage is 0. The center of the excitation device 10 is located between the partial conductors 5 and 6.
When placed between terminals 11 and 11 or at the center between 6 and 7, the maximum voltage appears between terminals 11 and 11, but its polarity is
The partial conductors between 5° and 6 and between 6 and 7 are reversed. The output voltage obtained between terminals 11 and 11 is, for example, 8kHz.
This is an amplitude modulation jJ5 force that modulates the amplitude (Fig. 8 (A)) using an AC signal as a carrier signal, and the modulated output changes to a sine wave shape or a cosine wave shape depending on the position where the excitation device 10 is placed. do. This is because the partial conductors 5, 6.7 of the conductor 1 are arranged at every electrical angle π. Hereinafter, the interval corresponding to 2π in electrical angle (p in FIG. 7(A)) will be referred to as one pitch.
第7図(B)は、前述したX軸層ベースに重ねて使用す
る第2のX軸層ベースである。この第2のX軸層ベース
は、導線3と導線4を備えている。FIG. 7(B) shows a second X-axis layer base used to overlap the aforementioned X-axis layer base. This second X-axis layer base is provided with conductive wires 3 and 4 .
この導線3,4の関係は、前述した導線1,2の関係と
同じであるが、導線3,4では、1ピッチを9(≠p)
とし、互いにq/4ずらして配置されている。第7図の
例で導線1と導線3を比較すると、導線1が全長Qを5
ピッチで等分割しているのに対し導線3は4ピッチで等
分割している。即ち、Q=5p=4qという関係にある
。一般に。The relationship between the conductors 3 and 4 is the same as the relationship between the conductors 1 and 2 described above, but in the conductors 3 and 4, 1 pitch is 9 (≠p)
They are arranged with a shift of q/4 from each other. Comparing conductor 1 and conductor 3 in the example of Figure 7, conductor 1 has a total length Q of 5.
In contrast, the conductive wire 3 is divided equally into four pitches. That is, the relationship is Q=5p=4q. in general.
導線のピッチ数をnとすると、ff=np=(n−1)
qの関係に選ぶと都合がよいが、これに限るわけではな
い。この導線3,4の出力端子13.13間+ 14.
14間に現れる信号E工1.E14を第8図(B)に示
す。導線3,4の出力信号は、第8図(B)に示される
ように、第8図(A)と同じく正弦波形状。If the number of pitches of the conductor is n, then ff=np=(n-1)
It is convenient to choose the relationship of q, but it is not limited to this. Between the output terminals 13 and 13 of these conductors 3 and 4 + 14.
Signal E engineer that appears between 14 and 1. E14 is shown in FIG. 8(B). The output signals of the conductors 3 and 4 have a sine wave shape as shown in FIG. 8(B), as in FIG. 8(A).
余弦波形状であるが、1ピッチの長さが異なる分だけ周
期が異なっている。Although it has a cosine wave shape, the period differs by the difference in length of one pitch.
励磁装置10をX軸出ベース上に置いて導線1゜2の出
力信号を得、この信号から求めることができるのは、部
分導線5,6.7間内における励磁装置10の配置位置
だけであり、基準位@Rからどれだけ離れたどの部分導
線5,6.7からの位置であるかは判別できない。これ
は、導線1,2の出力信号が周期的な信号であるためで
ある。そこで1周期の異なる信号(第8図(B))を第
2のX軸層ベースから得、導線1,2,3.4の出力信
号から励磁装置lOの基準位置Rに対する配置位置を求
めるのである。この第2のX軸層ベースの代わりに、例
えば特公昭53−34855号公報記載の様に、セレク
タ導線を格子状に配した座標域検出用ベースを用いるこ
ともできる。The excitation device 10 is placed on the X-axis output base to obtain the output signal of the conductor 1°2, and from this signal it is possible to determine only the position of the excitation device 10 between the partial conductors 5 and 6.7. However, it is not possible to determine how far away from the reference position @R the partial conductor 5, 6.7 is. This is because the output signals of the conductors 1 and 2 are periodic signals. Therefore, a signal with a different period (Fig. 8 (B)) is obtained from the second X-axis layer base, and the arrangement position of the excitation device IO with respect to the reference position R is determined from the output signals of the conductors 1, 2, and 3.4. be. Instead of this second X-axis layer base, it is also possible to use a coordinate area detection base in which selector conducting wires are arranged in a grid pattern, as described in Japanese Patent Publication No. 53-34855, for example.
尚、従来の座標検出装置に関連するものとして、特開昭
58−191091号、特開昭58−159191号が
ある。Incidentally, there are Japanese Patent Application Laid-open Nos. 58-191091 and 1987-159191 as related to conventional coordinate detection devices.
[発明が解決しようとする問題点]
励磁装置に励磁信号E1=A1cosωtを印加すると
、第1導線及び第2導線の出力信号E1□。[Problems to be Solved by the Invention] When the excitation signal E1=A1cosωt is applied to the excitation device, the output signal E1□ of the first conductive wire and the second conductive wire.
El、は、理論的には
E11=A、cos (2tc llr/p) cos
w tE12=A、sin (2π0r/p) cos
ωtとなるが、実際には位置rによる振幅は完全な余弦
波、正弦波とはならず歪みを有している。つまり、上記
式でr=Jは正確にはr斗Jとなる。従って、例えば前
述した第2のX軸周ベースを使用した場合に基準位置R
から励磁装置のタブレット上の配置位置までの移動位置
rを求める方法を例に説明すると、移動位置rに比例す
る位相変調信号E、、は、理論的には
E工。=/E工、dt+E工。El, is theoretically E11=A, cos (2tc llr/p) cos
w tE12=A, sin (2π0r/p) cos
However, in reality, the amplitude due to the position r is not a perfect cosine wave or sine wave, but has distortion. That is, in the above equation, r=J is exactly r to J. Therefore, for example, when using the second X-axis circumferential base described above, the reference position R
Taking as an example a method for determining the moving position r from to the position of the excitation device on the tablet, the phase modulation signal E, which is proportional to the moving position r, is theoretically E. =/E engineering, dt+E engineering.
=A、sin ((11t+2π・r/p)となるとこ
ろが、実際には
E、。=A*f(r/p)sin(c、+t+ 2 x
・r/p +f(r))となる6つまり、振幅2位相共
に位置rの関数と成り、位相変調信号E1゜は周期的な
誤差を含むことになる。このことは、検出したX、Y座
標位置が周期的な誤差を含むことを意味し、高精度のX
。=A, sin ((11t+2π・r/p) is actually E,.=A*f(r/p)sin(c,+t+2 x
・r/p +f(r)) 6 In other words, both the amplitude and the two phases are functions of the position r, and the phase modulation signal E1° includes a periodic error. This means that the detected X and Y coordinate positions include periodic errors, and
.
Y座標位置の検出を阻害する要因となっている。This is a factor that hinders detection of the Y-coordinate position.
本発明の目的は、上述した周期的誤差を排除して高精度
の座標位置の検出を可能番ビする座標検出装置を提供す
ることにある。An object of the present invention is to provide a coordinate detection device that eliminates the above-mentioned periodic errors and makes it possible to detect coordinate positions with high precision.
[問題点を解決するための手段]
上記目的は、発振回路と、この発振回路により励磁され
る励磁装置と、電気角2πを1ピッチとして平行導線部
分を配列した蛇行形状の第1の導線と第2の導線とを1
74ピッチずらして配置した座標軸用ベースを有するタ
ブレットと、該タブレット上に前記励磁装置を置いて励
磁したとき前記第1の導線と前記第2の導線に誘起され
る信号から該励磁装置の座標位置に応じた位相変調信号
を作る手段と、該位相変調信号から前記励磁装置の座標
位置を演算するデータ処理装置とを備えてなる座標検出
装置において、前記第1.第2の導線と同一寸法形状の
第3.第4の導線を第1.第2の導線に対して1/8ピ
ッチずらして前記タブレットに配置し、前記データ処理
装置は、前記第1、第2の導線対を選択したときに得ら
れる位相変調信号値と、前記第3.第4の導線対を選択
したときに得られる位相変調信号値とから位相変調信号
値の真値を求め、この真値により励磁装置の座標位置を
求めることで、達成される。[Means for Solving the Problems] The above object is to provide an oscillation circuit, an excitation device excited by the oscillation circuit, and a meandering first conductor wire in which parallel conductor portions are arranged with one pitch being an electrical angle of 2π. 1 with the second conductor
The coordinate position of the excitation device is determined from the signals induced in the first conductive wire and the second conductive wire when the excitation device is placed on the tablet and excited by placing the base for the coordinate axes arranged 74 pitches apart. In the coordinate detecting device, the coordinate detecting device includes means for generating a phase modulation signal according to the first. A third conductor having the same dimensions and shape as the second conductor. Connect the fourth conducting wire to the first. are arranged on the tablet at a 1/8 pitch shift with respect to the second conducting wire pair, and the data processing device calculates the phase modulation signal value obtained when the first and second conducting wire pair is selected, and the third conducting wire pair. .. This is achieved by determining the true value of the phase modulation signal value from the phase modulation signal value obtained when the fourth conducting wire pair is selected, and determining the coordinate position of the excitation device from this true value.
[作用]
第1.第2の導線対を選択したときに得られる位相変調
信号値に含まれる誤差の周期と、第3゜第4の導線対を
選択したときに得られる位相変調信号値に含まれる誤差
の周期とは、位相がπ=180°ずれている。従って、
面位相変調信号値を用いて周期的誤差をキャンセルする
ことで位相変調信号値の真値を求めることができる。こ
の位相変調信号の真値により励磁装置の座標位置を求め
れば、高精度の座標位置が検出できる。[Effect] 1st. The period of error included in the phase modulation signal value obtained when the second conductor pair is selected, and the period of error included in the phase modulation signal value obtained when the third and fourth conductor pair are selected. are out of phase by π=180°. Therefore,
The true value of the phase modulation signal value can be obtained by canceling the periodic error using the plane phase modulation signal value. If the coordinate position of the excitation device is determined based on the true value of this phase modulation signal, the coordinate position can be detected with high precision.
[実施例]
以下、本発明の一実施例を第1図〜第7図を参照して説
明する。尚、以下に説明する実施例は、第1のX、Y軸
周ベースの他に前述した第2のX。[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7. In addition, in the embodiment described below, in addition to the first X and Y axis circumferential bases, the second X described above is used.
Y軸周ベース(第1.第2のY軸周ベースは第1゜第2
のX軸周ベースを物理的に所定角例えば90’回転させ
て配置したものである。)重ねたものをタブレットとし
た場合であるが、本発明は、セレクタ導線を配した座標
域検出用ベースを用いた座標検出装置にも適用できるこ
とはいうまでもない。Y-axis circumferential base (1st and 2nd Y-axis circumferential bases are 1st and 2nd
The X-axis peripheral base of is physically rotated by a predetermined angle, for example, 90'. ) This is a case in which the stacked objects are used as a tablet, but it goes without saying that the present invention can also be applied to a coordinate detection device using a coordinate area detection base provided with a selector conducting wire.
第1図は、本発明の一実施例に係るX軸ベースの平面図
である。このX軸ベースは、平行導線部分の間隔がρ/
2の蛇行形状を成した第1の導線1と、第1の導線1と
同一寸法同一形状で第1の導線1に対してp/4ずらし
て配置された第2の導Jtlt2の他に、第1の導線1
と同一寸法同一形状で第1の導線1に対してp/8ずら
して配置された第3の導線101と、第1の導線1と同
一寸法同一形状で第2の導線2に対して上記ずらしと同
一方向にp/8ずらして配置された第4の導線102と
を設けである。図示しないY軸ベースにも同様に第3.
第4の導線を設ける。FIG. 1 is a plan view of an X-axis base according to an embodiment of the present invention. This X-axis base has a spacing of parallel conductor parts of ρ/
In addition to the first conducting wire 1 having a meandering shape and the second conducting wire Jtlt2 having the same size and shape as the first conducting wire 1 and being shifted by p/4 with respect to the first conducting wire 1, first conductor 1
A third conducting wire 101 having the same dimensions and the same shape as the first conducting wire 1 and shifted by p/8 with respect to the first conducting wire 1; and a fourth conducting wire 102 which is shifted by p/8 in the same direction. Similarly, there is a third section on the Y-axis base (not shown).
A fourth conducting wire is provided.
第2図は、第1図に示すX軸ベースと第7図(B)に示
す第2のX軸ベースと図示しない第1゜第2のY軸ベー
スを一体にしたタブレットを備える座標検出装置の電気
回路図である。同図において、17は高い周波数のクロ
ック発振器、18はカラン゛りでクロック信号を所定の
周波数に分周する。FIG. 2 shows a coordinate detection device equipped with a tablet that integrates the X-axis base shown in FIG. 1, the second X-axis base shown in FIG. 7(B), and a first and second Y-axis base (not shown). FIG. In the figure, numeral 17 is a high frequency clock oscillator, and numeral 18 divides the clock signal into a predetermined frequency.
カウンタ18の出力はフィルタ19を介して励磁装置1
0に印加されると同時に比較器20に供給される。The output of the counter 18 is passed through the filter 19 to the exciter 1
0 and is simultaneously applied to the comparator 20.
21は第1のX軸ベース、第2のX軸ベース及び第1の
Y軸ベース、第2のY軸ベースを重ね合わせて構成する
タブレットであり、このタブレット21はX軸出力端子
(第1.第2.第3.第4の導線L 、 2 、101
.102の出力端子) 21a、 Y軸出力端子(図示
しない第1.第2.第3.第4の各導線の出力端子)
21bを有し、出力端子21a、 21bは共に切換回
路22に接続される。22は所定の周期で入力を選択し
、後述の増幅器23又は24との接続関係を切換える時
分割切換回路である。23及び24は増幅器、25は増
幅器23に接続された積分器である。Reference numeral 21 denotes a tablet configured by overlapping a first X-axis base, a second X-axis base, a first Y-axis base, and a second Y-axis base, and this tablet 21 has an X-axis output terminal (first .2nd.3rd.4th conducting wire L, 2, 101
.. 102 output terminal) 21a, Y-axis output terminal (output terminal of each of the first, second, third, and fourth conductors, not shown)
21b, and both output terminals 21a and 21b are connected to a switching circuit 22. 22 is a time division switching circuit that selects an input at a predetermined period and switches the connection relationship with an amplifier 23 or 24, which will be described later. 23 and 24 are amplifiers, and 25 is an integrator connected to the amplifier 23.
26は増幅器24と積分器25の出力を加算する加算器
である。27は加算器26の出力(正弦波)を矩形波に
変換する変換器で、矩形波信号はカウンタ18の出力と
共に比較器20に印加される。比較器20ではカウンタ
18からの基準信号(矩形波)と変換器27からの矩形
波信号との位相を比較し、その位相差に対応する検出信
号が出力される。検出信号は位相差がパルス幅、電圧値
、パルス数、又は数値信号等の信号形態で表わされる。26 is an adder that adds the outputs of the amplifier 24 and the integrator 25. A converter 27 converts the output (sine wave) of the adder 26 into a rectangular wave, and the rectangular wave signal is applied to the comparator 20 together with the output of the counter 18. The comparator 20 compares the phases of the reference signal (rectangular wave) from the counter 18 and the rectangular wave signal from the converter 27, and outputs a detection signal corresponding to the phase difference. In the detection signal, the phase difference is expressed in a signal form such as a pulse width, a voltage value, a number of pulses, or a numerical signal.
28はデータ処理装置で、比較器20からの位相差信号
データを取り込んで、タブレット21上に置かれた励磁
袋[10の座標値を演算する。第3図には具体的回路構
成を示す。同図において第2図と同一符号は同一部分を
示す。切換回路22は2個の時分割切換回路29及び3
0から成りその出力信号は変圧器31及び32を介して
演算増幅器33.34へ印加される。35.36は演算
増幅器、 37.38はコンデンサ、39.40.41
.42及び43は抵抗器である。44は波形変換器27
を構成する演算増幅器36の一方側入力端子に接続され
た可変抵抗器で直流電源45の出力電圧を調節する。4
6はフリップフロップでカウンタ18からの矩形波信号
によりセットされ、波形変換器27からの信号によりリ
セットされる。47はカウンタでフリップフロップ46
の出力、すなわち基準矩形波信号と波形変換器27から
の信号との位相差に応じた時間を。28 is a data processing device which takes in the phase difference signal data from the comparator 20 and calculates the coordinate values of the excitation bag [10] placed on the tablet 21. FIG. 3 shows a specific circuit configuration. In this figure, the same reference numerals as in FIG. 2 indicate the same parts. The switching circuit 22 has two time division switching circuits 29 and 3.
0 and its output signal is applied via transformers 31 and 32 to operational amplifiers 33,34. 35.36 is operational amplifier, 37.38 is capacitor, 39.40.41
.. 42 and 43 are resistors. 44 is a waveform converter 27
The output voltage of the DC power supply 45 is adjusted by a variable resistor connected to one side input terminal of the operational amplifier 36 that constitutes the DC power supply 45. 4
6 is a flip-flop which is set by the rectangular wave signal from the counter 18 and reset by the signal from the waveform converter 27. 47 is a counter and flip-flop 46
output, that is, a time corresponding to the phase difference between the reference rectangular wave signal and the signal from the waveform converter 27.
クロック信号発生器17からの高い周波数のクロック信
号によ。り内挿する (計数する)。By a high frequency clock signal from clock signal generator 17. Interpolate (count).
なお、比較器20はDフリップフロップ等で構成するラ
ッチ回路でもよく、波形変換器27の出力によりカウン
タ18の出力をラッチするようにしても両信号の位相差
を検出することもできる。この検出方法はカウンタ18
の出力の位相と励磁装置10の励磁電流の位相とが一定
の関係にあることが必要である。2つの信号の位相差を
検出する回路構成はすでに多数知られているので、これ
らの゛うちの使用可能なものを選択することが適当であ
る。データ処理装置28においては演算式を用いて励磁
装置IOの位置を演算する方法と、あらかじめ用意した
データテーブルを用いて検索により励磁装置10の位置
を求める方法とのどちらでも採用することができる。以
下具体的な下記数値例に基づいてデータ処理装置28の
動作を説明する。Note that the comparator 20 may be a latch circuit constituted by a D flip-flop or the like, and even if the output of the counter 18 is latched by the output of the waveform converter 27, the phase difference between both signals can also be detected. This detection method uses counter 18
It is necessary that the phase of the output of the excitation device 10 and the phase of the excitation current of the excitation device 10 have a constant relationship. Since many circuit configurations for detecting the phase difference between two signals are already known, it is appropriate to select a usable one from these. In the data processing device 28, either a method of calculating the position of the excitation device IO using an arithmetic expression or a method of finding the position of the excitation device 10 by searching using a data table prepared in advance can be adopted. The operation of the data processing device 28 will be described below based on the following specific numerical examples.
数値例 全長Q=100mm
本実施例の説明をわかり易くするために、カウンタ18
を1000進カウンタとしたX軸ベース、Y軸ベース共
に同一作用のためX軸ベースについて説明する。第1の
導線上及び第2の導線上において、クロックパルス数の
1000パルスを、夫々ピッチp及びqに対応させると
ピッチP+ qとカウンタ18の内容は第4図のように
なる。分解能は第1の導線(ベース)上では1パルス当
り0.02mm、第2の導線(ベース)上では1パルス
当り0.025mmである。丸印は第1の導線の配置(
間隔20mm)で、白ヌキと黒ヌリは隣接した導体(電
流の向きが逆)を示す。同様に三角印は導線3の配置(
間隔25nm)で、白ヌキと黒ヌリは隣接した導体を示
す。励磁ルタ19を通って励磁信号となる。励磁装置1
0から放出された励磁信号は、タブレット21のX軸の
ベースに励磁信号と同じ周波数の交番信号(以下搬送信
号と呼称する)を誘起する。この搬送信号は、励磁装置
10の置かれた位置により振幅変調される。Numerical example Total length Q = 100mm To make the explanation of this example easier to understand, the counter 18
Since both the X-axis base and the Y-axis base have the same function, the X-axis base will be explained. When 1000 clock pulses are made to correspond to the pitches p and q on the first conductor and the second conductor, respectively, the pitch P+q and the contents of the counter 18 become as shown in FIG. The resolution is 0.02 mm per pulse on the first conductor (base) and 0.025 mm per pulse on the second conductor (base). The circle mark indicates the arrangement of the first conductor (
At a distance of 20 mm), white blanks and black blanks indicate adjacent conductors (current direction is opposite). Similarly, the triangle mark indicates the location of conductor 3 (
White blanks and black blanks indicate adjacent conductors with a spacing of 25 nm). The signal passes through an excitation router 19 and becomes an excitation signal. Excitation device 1
The excitation signal emitted from 0 induces an alternating signal (hereinafter referred to as a carrier signal) having the same frequency as the excitation signal at the base of the X-axis of the tablet 21. This carrier signal is amplitude modulated depending on the position of the exciter 10.
振幅変調のされ方は第8図において説明したとおりで、
X軸ベースからの出力端子21aからは、この変調され
た信号が得られる。切換回路22では導線1からの出力
E工、を、増幅器23を介して積分器25で積分して加
算器26に入力し、次に導線2からの出力E x tを
増幅器24を介して加算器26に入力する。加算器26
で加算された信号E工。は搬送信号の振幅変調を他の搬
送信号の位相変調に変換したもので、この信号E1゜は
波形変換器27で波形変換された後比較器20に印加さ
れる。信号E1oはカウンタ18からの基準矩形波信号
と位相を比較され位相差に応じたパルス数F1のデータ
信号EL、に変換される。このデータ信号E26のパル
ス数F1は第7図、第8図及び第4図の位置aに励磁装
置10が置かれた場合の変位量rに対応する。同様に、
次のタイミングで切換回路22は、導線3からの出力E
工、を増幅器23を介して積分器25で積分して加算器
26に入力し1次に導線4からの出力EL4を増幅器2
4を介して加算器26に入力する。加算器26で加算さ
れた信号E□、は波形変換器27で波形変換された後比
較器20に印加される。信号E工、はカウンタ18から
の基準矩形波信号と位相を比較され、位相差に応じたパ
ルス数F、のデータ信号E、。に変換される。このパル
ス数F、は第7図(A)に示した変位量Sに対応する。The method of amplitude modulation is as explained in Fig. 8,
This modulated signal is obtained from the output terminal 21a from the X-axis base. In the switching circuit 22, the output E x t from the conductor 1 is integrated by the integrator 25 via the amplifier 23 and input to the adder 26, and then the output E x t from the conductor 2 is added via the amplifier 24. input into the device 26. Adder 26
Signal E work added by. is obtained by converting the amplitude modulation of a carrier signal into phase modulation of another carrier signal, and this signal E1° is waveform-converted by a waveform converter 27 and then applied to a comparator 20. The signal E1o is compared in phase with the reference rectangular wave signal from the counter 18 and converted into a data signal EL having the number of pulses F1 according to the phase difference. The number of pulses F1 of this data signal E26 corresponds to the amount of displacement r when the excitation device 10 is placed at position a in FIGS. 7, 8, and 4. Similarly,
At the next timing, the switching circuit 22 outputs the output E from the conductor 3.
The output EL4 from the conductor 4 is integrated by the integrator 25 via the amplifier 23 and inputted to the adder 26.
4 to the adder 26. The signal E□ added by the adder 26 is waveform-converted by the waveform converter 27 and then applied to the comparator 20. The signal E is compared in phase with the reference rectangular wave signal from the counter 18, and the data signal E has the number of pulses F depending on the phase difference. is converted to This pulse number F corresponds to the displacement amount S shown in FIG. 7(A).
データ処理装置28においては、時分割により入力され
るデータ信号E、。、E、。及びピッチ数mとの関係か
ら励磁装置10の位置Xを演算する。比較器20からの
データ信号E!。のパルス数F1は、位置Xの変化(第
4図0−J、−J、−J3−J、−J、)に従い、パル
ス数O〜999の間で周期性を有し、基準となる導線1
のところで最大500パルス)より大きいか又は小さい
かを判断すれば、励磁装置10が導線1の何番目のピッ
チ内に置かれているかが判別できる。すなわち、F工>
F。In the data processing device 28, data signals E are input in a time-division manner. ,E. The position X of the excitation device 10 is calculated from the relationship with the pitch number m. Data signal E! from comparator 20! . The number of pulses F1 has periodicity between the number of pulses O and 999 according to the change in the position X (0-J, -J, -J3-J, -J, in Fig. 4), and 1
By determining whether it is larger or smaller than (up to 500 pulses), it is possible to determine within which pitch of the conducting wire 1 the excitation device 10 is placed. In other words, F engineering>
F.
ならばΔF:F1−F、、F、<F2ならばΔF=F+
F、−F、となるΔFを演算により定義する。第4図に
示すように、データ信号E3゜は位置の変化(0−Kl
−K、−K、 −K4)によりパルス数O〜999の
間で周期性を有する。このデータ信号E、。If ΔF:F1-F, ,F, if <F2 then ΔF=F+
ΔF, which becomes F, −F, is defined by calculation. As shown in FIG.
-K, -K, -K4), the pulse number has periodicity between O and 999. This data signal E,.
とE3oとのパルス数の差をΔFとすると、ΔFによっ
て表わされる位相差データは第5図のようにパルス数O
〜999の間で変化する。このデータΔFのパルス数に
より、励磁装置10の置かれているピッチ数mを判別す
る。Letting ΔF be the difference in the number of pulses between
Varies between ~999. The number of pitches m on which the excitation device 10 is placed is determined based on the number of pulses of this data ΔF.
ピッチ数mを判別するためのデータの構成を第1表に示
す。Table 1 shows the structure of data for determining the pitch number m.
第1表
すなわち、第1表によれば、第4図の点aに励磁装置1
0が置かれていれば、データΔFが350であり且つF
lが750であるから500≦F 1(1000に該当
し、従ってピッチ数mは1である。この時の励磁装置l
Oの置かれているX座標はX= (mXF+ΔF)・G
= (I X 1000+350)・G = 135
0・Gである。ここにGは定数で、パルス数を所望の単
位距離に換算するためのものである。第1表において、
0≦、F、<500のときのデータΔFの値を0〜10
0.200〜300・・・、としたが、ノイズ等により
データに±100パルスの範囲で誤差の存在する可能性
が有る場合には、このデータを第2表のように拡張する
。According to Table 1, the exciter 1 is located at point a in FIG.
If 0 is placed, data ΔF is 350 and F
Since l is 750, 500≦F 1 (corresponds to 1000, so the pitch number m is 1. At this time, the excitation device l
The X coordinate where O is located is X = (mXF + ΔF)・G
= (I x 1000+350)・G = 135
It is 0.G. Here, G is a constant and is used to convert the number of pulses into a desired unit distance. In Table 1,
When 0≦, F, <500, the value of data ΔF is 0 to 10.
0.200 to 300... However, if there is a possibility that there is an error in the data within the range of ±100 pulses due to noise etc., this data is expanded as shown in Table 2.
第2表
尚、データ処理装置28におけるピッチ数mの判別は数
値演算によること、データテーブルにより引出すこと等
によってもできることはいうまでもない。Table 2 Note that it goes without saying that the pitch number m in the data processing device 28 can be determined by numerical calculation or by drawing it out from a data table.
以上説明したのはX座標の検出方法であるが。What has been explained above is the method of detecting the X coordinate.
このままでは、前述した周期的誤差を排除することはで
きない。この周期的誤差は、ピッチpに対してp/4を
周期として発生し、その誤差の大きさは、pの±1%程
度(p=25nnの場合±0.25mm)である。第6
図(A)は、導線1,2から得られた位相出力Iと、導
線101.102から得られた位相出力Hの位相差を示
す図であり、その位相差は、導線1.2と導線101.
102の配置位置の差p/8に起因する。上述した様に
、導線1.2に誘起する′信号を使用したときの加算器
26の出力信号の位相誤差は、p/4の周期でウネルこ
とになる。これは、第6図(B)の特性線■の様になる
。また、導線101.102に誘起する信号を使用した
時の加算器26からの出力信号の位相誤差も、p/4の
周期でウネルことになる。しかし、これは第6図(B)
の特性線■に示す様に、特性線■に対してp/8ずれ極
性が逆になる。If this continues, the above-mentioned periodic error cannot be eliminated. This periodic error occurs with a period of p/4 relative to the pitch p, and the magnitude of the error is approximately ±1% of p (±0.25 mm when p=25nn). 6th
Figure (A) is a diagram showing the phase difference between the phase output I obtained from the conductors 1 and 2 and the phase output H obtained from the conductors 101 and 102. 101.
This is due to the difference p/8 in the arrangement position of 102. As mentioned above, the phase error of the output signal of the adder 26 when using the 'signal induced in the conductor 1.2 will increase with a period of p/4. This becomes like the characteristic line ■ in FIG. 6(B). Furthermore, the phase error of the output signal from the adder 26 when using the signals induced in the conductive wires 101 and 102 also decays at a period of p/4. However, this is shown in Figure 6 (B)
As shown in the characteristic line (■), the p/8 shift polarity is opposite to that of the characteristic line (■).
そこで1本実施例では、導線対1,2を選択したときの
信号値と導線対101.102を選択したときの信号値
から、次の様な演算により周期的誤差を排除し正確な座
標位置を求める。いま、導線対l。Therefore, in this embodiment, the periodic errors are eliminated by the following calculation from the signal values when conductor pairs 1 and 2 are selected and the signal values when conductor pairs 101 and 102 are selected, and the accurate coordinate position is determined. seek. Now conductor pair l.
2を選択したときに比較器20からデータ処理装置28
に入力する信号をPDI、この真値をPDlo。2 is selected, the data processing device 28 from the comparator 20
The signal input to is PDI, and its true value is PDlo.
導線対101.102を選択したときに比較器20から
データ処理装置28に入力する信号をPDlol、この
真値をPDIOIO1両真値の差をPD (p/8)、
各誤差を十dl、−d2とすると、
P D 1 = P D 1 o + cl IP D
IO1= P DIOl、 −d 2PD1o=PD1
01o+PD (p/8)ゆえに、
PD1o= (PD1+PD101+PD(p/8)
(di d2))×172
d1押d2であるため、
PDl、= (PD1+PD101+PD(P/8))
Xi/2として求める。ここで、両頁値の差PD(p/
8)あり、上式に基づいて演算した信号値により座標位
置を求めれば、その座標位置の値は前述した周期的誤差
を排除した値となる。尚、上記演算は、データ処理装置
28への入力信号値を基に行なったが、各入力値に従っ
て先に前述したように座標位置Xi、Xl0Iを求め、
この求めた座標位置X1゜X 101とその真値Xlo
、 X101oとにより前記演算と同様の演算を行なっ
て真値Xloを求めてもよいことはいうまでもない、。PDlol is the signal input from the comparator 20 to the data processing device 28 when the conductor pair 101 and 102 is selected, and its true value is PDIOIO1.The difference between the two true values is PD (p/8).
Assuming that each error is 10 dl and -d2, P D 1 = P D 1 o + cl IP D
IO1=PDIOl, -d 2PD1o=PD1
01o+PD (p/8) Therefore, PD1o= (PD1+PD101+PD(p/8)
(di d2))×172 Since d1 presses d2, PDl, = (PD1+PD101+PD(P/8))
Calculate as Xi/2. Here, the difference PD (p/
8), and if the coordinate position is determined from the signal value calculated based on the above equation, the value of the coordinate position will be a value excluding the above-mentioned periodic error. Note that the above calculation was performed based on the input signal values to the data processing device 28, but the coordinate positions Xi and Xl0I are obtained as described above according to each input value,
The obtained coordinate position X1゜X101 and its true value Xlo
,
尚、実施例では第2のX、Y軸ベースを用いた座標検出
装置について述べたが、セレクタ導線を配した座標域検
出用ベースを用いた座標検出装置にも本発明を適用でき
ることはいうまでもない。In the embodiment, a coordinate detection device using a second X and Y axis base has been described, but it goes without saying that the present invention can also be applied to a coordinate detection device using a coordinate area detection base equipped with selector conductors. Nor.
[発明の効果]
本発明によれば、座標検出誤差を従来に比べ1/2〜1
/3に低減することができ、高精度の座標検出装置を安
価に提供することが可能となる。[Effects of the Invention] According to the present invention, the coordinate detection error can be reduced to 1/2 to 1/2 compared to the conventional method.
/3, making it possible to provide a highly accurate coordinate detection device at low cost.
第1図は本発明の一実施例に係る座標検出装置に使用す
るX軸ベースの平面図、第2図は本発明の一実施例に係
る座標検出装置の電気回路図、第3図は第2図に示す電
気回路図の具体的構成図。
第4図及び第5図は位相差の変化を示す特性図、第6図
(A)、(B)は本発明の一実施例に係る位相出力及び
位相誤差低減原理の説明図、第7図(A)。
(B)は従来のXIII&ベース、第2X軸ベースの平
面図、第8図(A)、(B)は第7図(A)、(B)に
示す、導線から出力される信号変化を説明する特性図で
ある。
1・・・第1の導線、2・・・第2の導線、3.4・・
・導線、10・・・励磁装置、17・・・クロック発振
器、18・・・カウンタ、20・・・比較器、21・・
・タブレット、22・・・切換回路、23.24・・・
増幅器、25・・・積分器、26・・・加算器。
28・・・データ処理装置、101・・・第3の導線、
102・・・第4の導線。
特許出願人 日立精工株式会社
代理人 弁理士 秋 本 正 実(外1名)第11i
A
第2gJ
第3 図
’li4 m
第 5 図
第611
第7 図FIG. 1 is a plan view of an X-axis base used in a coordinate detection device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an electric circuit diagram of the coordinate detection device according to an embodiment of the present invention, and FIG. A specific configuration diagram of the electric circuit diagram shown in FIG. 2. 4 and 5 are characteristic diagrams showing changes in phase difference, FIGS. 6(A) and 6(B) are explanatory diagrams of the phase output and phase error reduction principle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 (A). (B) is a plan view of the conventional XIII & base and second X-axis base, and Figures 8 (A) and (B) illustrate changes in the signal output from the conductor shown in Figures 7 (A) and (B). FIG. 1... First conducting wire, 2... Second conducting wire, 3.4...
・Conducting wire, 10... Excitation device, 17... Clock oscillator, 18... Counter, 20... Comparator, 21...
・Tablet, 22...Switching circuit, 23.24...
Amplifier, 25...integrator, 26...adder. 28... Data processing device, 101... Third conducting wire,
102...Fourth conductor. Patent applicant Hitachi Seiko Co., Ltd. Agent Patent attorney Masami Akimoto (1 other person) No. 11i
A 2gJ 3rd figure 'li4 m 5th figure 611 7th figure
Claims (1)
置と、電気角2πを1ピッチとして平行導線部分を配列
した蛇行形状の第1の導線と第2の導線とを1/4ピッ
チずらして配置した座標軸用ベースを有するタブレット
と、該タブレット上に前記励磁装置を置いて励磁したと
き前記第1の導線と前記第2の導線に誘起される信号か
ら該励磁装置の座標位置に応じた位相変調信号を作る手
段と、該位相変調信号から前記励磁装置の座標位置を演
算するデータ処理装置とを備えてなる座標検出装置にお
いて、前記第1、第2の導線と同一寸法形状の第3、第
4の導線を第1、第2の導線に対して1/8ピッチずら
して前記タブレットに配置し、前記データ処理装置は、
前記第1、第2の導線対を選択したときに得られる位相
変調信号値と、前記第3、第4の導線対を選択したとき
に得られる位相変調信号値とから位相変調信号値の真値
を求め、この真値により励磁装置の座標位置を求めるこ
とを特徴とする座標検出装置。1. An oscillation circuit, an excitation device excited by this oscillation circuit, and a meandering first and second conductive wire in which parallel conductor portions are arranged with an electrical angle of 2π as one pitch, and are shifted by 1/4 pitch. A tablet having a coordinate axis base arranged thereon, and a phase corresponding to the coordinate position of the excitation device based on signals induced in the first conducting wire and the second conducting wire when the excitation device is placed on the tablet and excited. In a coordinate detection device comprising means for generating a modulation signal and a data processing device for calculating the coordinate position of the excitation device from the phase modulation signal, a third conductive wire having the same size and shape as the first and second conductive wires; A fourth conducting wire is arranged on the tablet with a 1/8 pitch shift from the first and second conducting wires, and the data processing device
The truth of the phase modulation signal value is determined from the phase modulation signal value obtained when the first and second pair of conductors are selected and the phase modulation signal value obtained when the third and fourth pair of conductors are selected. A coordinate detection device characterized in that the coordinate position of an excitation device is determined based on the true value.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62270270A JPH01113822A (en) | 1987-10-28 | 1987-10-28 | Coordinate detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62270270A JPH01113822A (en) | 1987-10-28 | 1987-10-28 | Coordinate detector |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01113822A true JPH01113822A (en) | 1989-05-02 |
Family
ID=17483910
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62270270A Pending JPH01113822A (en) | 1987-10-28 | 1987-10-28 | Coordinate detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01113822A (en) |
-
1987
- 1987-10-28 JP JP62270270A patent/JPH01113822A/en active Pending
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