JPH0326845B2

JPH0326845B2 -

Info

Publication number: JPH0326845B2
Application number: JP59137084A
Authority: JP
Inventors: Toshuki Makino; Takeshi Yamaguchi
Original assignee: Hitachi Seiko Ltd
Current assignee: Via Mechanics Ltd
Priority date: 1984-07-04
Filing date: 1984-07-04
Publication date: 1991-04-12
Also published as: JPS6118025A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はタブレツト上に存在するベン、カーソ
ル等の位置を検出する座標検出装置に関する。

座標検出装置は、ベン、カーソル等の電磁装置
と、この電磁装置に所定周波数の正弦波電圧を供
給する装置と、Ｘ軸用導線、Ｙ軸用導線等が周期
的なパターンで配置されたタブレツトと、前記電
磁装置がタブレツト上に置かれたとき、タブレツ
トの各導線に発生した信号を処理して前記電磁装
置の位置を算出する演算制御部等で構成されてい
る。このような座標検出装置の概略を図により説
明する。

第６図は座標検出装置のブロツク図である。図
で、１は所定周波数の正弦波を発生する正弦波発
生回路、２は正弦波発生回路１の正弦波電圧を増
幅する増幅器、３は抵抗３Ｒおよびコイル３Ｌを
有するカーソルである。４はＸ軸用導線、Ｙ軸用
導線等所要の導線が所定のパターンで配置されて
いるタブレツト、５はタブレツト４上にカーソル
３が置かれたときタブレツト４から出力される信
号を演算処理する演算制御部である。ここで、タ
ブレツト４に配置された導線およびその出力電圧
について説明する。

第７図ａ，ｂ，ｃはタブレツトに配置されたＸ
軸用導線の配線図および発生電圧の波形図であ
る。図ではＸ軸用導線についてのみ示され、他の
導線は図示されていない。このＸ軸用導線は第７
図ａに示すようにcos線６およびsin線７により構
成されている。cos線６とsin線７は共にその一周
期のピツチが等しく（ピツチｐ）、又、sin線７は
cos線６に対してピツチ1/4ｐだけずらして配線さ
れている。cos線６の両端は端子a₁，a₂に接続さ
れ、sin線７の両端は端子b₁，b₂に接続されてい
る。今、第６図に示すカーソル３を第７図ａに示
す位置に置いたとき発生する電圧を第７図ｂ，ｃ
に示す。第７図ｂはcos線６の端子a₁，a₂間に発
生する電圧波形Vcを、又、第７図ｃはsin線７の
端子b₁，b₂間に発生する電圧波形Vsを示す図で
ある。これら各電圧は第６図に示す演算制御部５
に入力され、所定の演算処理を経てカーソル３の
Ｘ座標が算出される。なお、この算出のための演
算、制御は良く知られているので説明は省略す
る。

ところで、以上述べた座標検出装置にあつて
は、演算制御部５において正しい演算処理が行な
われても、その検出値に誤差が生じるのを免れる
ことはできない。このため、従来、タブレツト４
の全面について、実測により各位置の精度を測定
し、その測定データに基づいて検出値を補正する
手段が採用されていた。しかしながら、このよう
な手段では、精度の測定位置を密にすれば補正デ
ータが膨大となり、測定位置を粗にすれば検出精
度が低下するという欠点があつた。

本発明の目的は、このような従来の欠点を除
き、僅かな補正データにより、誤差を小さくして
検出精度を向上させることができる座標検出装置
を提供するにある。

この目的を達成するため、本発明は、所定の発
振周波数で励磁される励磁装置と、sin線および
cos線が所定の周期で蛇行状に配置され前記励磁
装置の位置に応じて前記sin線および前記cos線の
出力端から出力を発生するタブレツトと、このタ
ブレツトからの各出力に基づいて前記励磁装置の
位置を演算する演算手段とを備えた座標検出装置
において、前記sin線または前記cos線の前記各周
期のうちの任意の１つの周期内における各位置に
固有の出力誤差を補正する補正値を記憶する記憶
部と、前記演算手段により演算された前記励磁装
置の位置を前記記憶部に記憶された当該位置に対
応する補正値により補正する補正手段とを設けた
ことを特徴とする。

上記座標検出装置においては、タブレツトに対
して、sin線又はcos線の各周期のうちの任意の周
期内において、予めその周期内の多数点の正確な
位置を測定しておく。次いで、座標検出装置を用
いて上記多数点の位置とそれぞれ検出する。次ぎ
に、各点についての測定結果と検出結果との誤差
に基づいて補正値を定め、これを記憶部に記憶す
る。座標検出装置により励磁装置で指示された位
置の座標が演算されたとき、当該位置が存在する
周期内の位置に対応した補正値が記憶部から取出
し、その補正値により、検出された上記座標を補
正する。

以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明す
る。

第１図は本発明の第１の実施例に係る座標検出
装置の演算制御部のブロツク図である。図で、４
は第６図に示すものと同じタブレツト、８は演算
制御部である。演算制御部８は、タブレツト４の
各導線に発生した信号を順次切換えて入力するマ
ルタプレクサ８ａ、入力した信号をデイジタル値
に変換するＡ／Ｄ変換器８ｂ、所要の演算、制御
を行なうCPU（中央処理装置）８ｃ、このCPU８
ｃの処理の手順が記憶されているROM（リー
ド・オンリ・メモリ）８ｄ、入力した値、演算結
果等を一時記憶するRAM（ランダム・アクセ
ス・メモリ）８ｅ、補正値が記憶されている
ROM（リード・オンリ・メモリ）８ｆ、および
算出された値を出力する出力部８ｇで構成されて
いる。出力部８ｇから出力された値は表示装置
（CRT）、記録装置等へ入力されることになる。

ここで、前記ROM８ｆに記憶されている補正
値について説明する。一般に、座標検出装置に発
生する誤差は、カーソル３とタブレツト４に配置
された各導線とが電磁結合することにより、各導
線の出力波形に、第７図ｂ，ｃに示すような理想
的な正弦波ではなく三角波や台形波に近い波形を
含むことによる歪を生ずることに起因する場合が
多いと考えられる。そして、このような波形の歪
の形態は、カーソル３と各導線との電磁結合の仕
方、換言すればカーソル３と各導線との位置関係
によつて異なることが予想される。しかしなが
ら、波形の歪の形態がカーソル３と各導線との位
置関係で定まる以上、各導線における１つの周期
内のある位置にカーソル３が置かれた場合に生じ
る波形の歪と、他の周期内の対応する位置にカー
ソル３が置かれた場合に生じる波形の歪とは同じ
筈である。これを、第７図ａに示す導線の配置図
を用いて説明すると、今、sin線７の第１の周期
が開始される導線部分７₁から距離ｒにある点q₁
（第１の周期内にある。）にカーソル３が置かれた
場合と、sin線７の第２の周期が開始される導線
部分７₂から、さきの場合と同一距離ｒにある点
q₂にカーソル３が置かれた場合では、cos線６の
端子a₁，a₂間に発生する電圧波形とsin線７の端
子b₁，b₂間に発生する電圧波形は同一の歪をもつ
た同一波形となる筈である。したがつて、導線の
各周期内の対応する各位置（上記例では点q₁と点
q₂）において発生する電圧波形の歪による誤差も
同一となる。以上のことは、理論上だけでなく実
験により確認することができた。

第２図は検出誤差の波形図である。図で、横軸
にはタブレツト上の同一軸における位置が、又、
縦軸には検出値の誤差の大きさがとられている。
図において、曲線Ａは各位置における誤差を示
し、点線で示す曲線Ｂは、曲線Ａに対して横軸に
ついて対称な補正データを示す。各位置について
曲線Ｂにしたがつた補正を行なうことにより、電
圧波形の歪による誤差をほぼなくすことができ
る。図から明らかなように、誤差の大きさは各周
期毎に同一の変化を繰返すことになり、各周期の
対応する位置においては同一の誤差を生じる。し
たがつて、補正データも各周期の対応する位置に
おいて同一のデータとなる。

そこで、第１図に示すROM８ｆには１つの周
期における補正データさえ記憶しておけば、すべ
ての位置における検出値の誤差を補正できること
になる。第２図において、斜線で示す部分が
ROM８ｆに記憶される補正データである。

次に、本実施例の動作を第３図に示すフローチ
ヤートを参照しながら説明する。タブレツト４上
に任意の位置にカーソル３が置かれると、タブレ
ツト４に配置された導線にはその位置に応じて電
圧を生じ、この電圧はマルチプレクサ８ａ、Ａ／
Ｄ変換器８ｂを介してとり込まれ、CPU８ｃは
とり込まれた値に基づいて所定の演算を行ない、
カーソル３の座標値を算出する（第１のステツプ
S₁）。なお、第３図に示すフローチヤートはＸ軸
についてのみ示されており、算出された座標値は
Ｘである。次に、この値Ｘから、値Ｘに含まれる
周期の数ｎ（最終周期を除く）に周期のピツチｐ
を乗じた値npを減算し、値Ｘにおける最終周期
内の位置ｘを求める（ステツプS₂）。次いで、
ROM８ｆから、求められた位置ｘに対応する補
正データΔxをとり出し（ステツプS₃）、前記の値
Ｘにこの補正データΔxを加算して補正された値
X′を算出する（ステツプS₄）。これにより、電圧
波形の歪により生じた誤差をほぼ解消して、より
正確な座標値を得ることができる。算出された値
X′は出力部８ｇを介して外部装置に出力される
（ステツプS₅）。

なお、補正データは別途設けたROMに記憶さ
せる必要はなく、CPUの処理手順を記憶する
ROMに収納することもできる。

このように、本実施例では、電圧波形の歪によ
る検出誤差の補正データを、タブレツトに配置さ
れた導線の１周期間の各位置に対応させて記憶し
ておき、所定の演算により座標値が検出された
後、その座標値の最終周期内の位置を求め、この
位置に対応する補正データをとり出し、この補正
データでさきに検出した座標値を補正するように
したので、極めて僅かな補正データによつて座標
値の誤差を減じ、検出精度を向上させることがで
きる。

第４図は本発明の第２の実施例に係る座標検出
装置の演算制御部のブロツク図である。図で、第
１図に示す部分と同一部分には同一符号が付して
ある。本実施例が第１の実施例と異なるのは、他
の補正データを記憶したROM８ｈを備えた点に
ある。以下、ROM８ｈに記憶された補正データ
について説明する。

さきの実施例においては、カーソルと導線との
電磁結合による電圧波形の歪によつて生じる誤差
についてのみ考慮したが、座標検出装置において
生じる誤差はこれのみではなく、次に示すような
現象によつて生じる誤差も、さきに示した誤差ほ
ど大きくはないが、全く無視することはできない
ものである。即ち、仮に、タブレツト４の加工が
低温時において行なわれ、座標検出装置が高温下
において使用された場合、又はその逆の場合、加
工時におけるタブレツトの寸法に対し、使用時の
タブレツトの寸法が伸縮することになり、これに
よつて検出値に誤差を生じるものである。このよ
うな誤差の発生は、加工時と使用時の温度差だけ
でなく湿度によつても影響される。そして、この
ような誤差は当然ながら、検出位置がタブレツト
４の原点から離れるにしたがつてほぼ比例的に大
きくなる。

第５図はタブレツト伸縮による誤差を含む検出
誤差の波形図である。図で、横軸にはタブレツト
上の同一軸における位置が、又、縦軸には検出値
の誤差の大きさがとられている。曲線Ａ，Ｂは第
２図に示す曲線Ａ，Ｂと同一の曲線である。直線
Ｃはタブレツトの伸縮による誤差を示す直線であ
り、その傾きは理解を助けるため誇張して描かれ
ている。さきの実施例で述べた電圧波形の歪によ
る周期的な誤差は、丁度この曲線Ｃを軸とした形
で現れる。この誤差をなくすためには、直線Ｃに
対して横軸について対称な直線Ｄ（破線で示され
る）にしたがう補正データを用いて補正を行なえ
ばよいことになる。

上記直線Ｃは、座標検出装置の使用時又はその
使用場所と同一条件下において、一定間隔毎に実
測することにより得られる。そして、得られた直
線Ｃに基づき直線Ｄを作り、この直線Ｄの傾きに
応じた値を補正データとしてROM８ｈに記憶さ
せる。補正データのROM８ｈへの記憶は、予め
所定の係数ｋ（例えば、0.1mm／ｍ）を設定してお
き、外部の入力装置（例えばデイジタルスイツ
チ）を用いて係数ｋに対する乗数ｍ（直線Ｄの傾
き）をデイジタル値で入力して補正データを作る
ことにより行なわれる。

次に、本実施例の動作を説明する。タブレツト
４上の任意の位置に置かれたカーソル３の位置
は、第３図に示すステツプS₁と同じく所定の演算
により算出される。算出された値Ｘに対して、ま
ず、タブレツトの伸縮誤差の補正を行なう。即
ち、ROM８ｈから補正データ（ｋ×ｍ）をとり
出し、CPU８ｃにおいて次式による演算を行な
わせる。

X′＝Ｘ（１＋ｋ×ｍ）これにより、タブレツト４の伸縮による補正が
行なわれ、直線Ｃが横軸と一致し、傾きによる１
周期のピツチのずれもなくなる。以後、得られた
値X′、第３図に示すステツプS₂〜S₄の手順によ
り処理することにより、タブレツト４の伸縮によ
る誤差および電圧波形の歪による周期的誤差を減
じる座標値を出力することができる。

なお、補正データ（ｋ×ｍ）は、ROM８ｄ又
はROM８ｆが書込み可能なROMであればこれ
らに記憶させることができ、それによりROM８
ｈを省略することができる。

このように、本実施例では、電圧波形の歪によ
る検出誤差の補正データおよびタブレツトの伸縮
による検出誤差の補正データを記憶し、これら補
正データにより、所定の演算により得られた座標
値を補正するようにしたので、極めて僅かな補正
データによつて座標値の誤差をより一層減じ、検
出精度をさらに向上させることができる。

以上述べたように、本発明では、タブレツトに
配置された導線に生じる電圧波形の歪による誤差
の補正データを、前記導線の１周期間の各位置に
対応させて記憶しておき、所定の演算により得ら
れた座標値を前記補正データにしたがつて補正す
るようにしたので、僅かな補正データにより座標
値の誤差を減じ、座標検出装置の検出値の触度を
向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例に係る座標検出
装置の演算制御部のブロツク図、第２図は検出誤
差の波形図、第３図は第１図に示す演算制御部の
動作を説明するフローチヤート、第４図は本発明
の第２の実施例に係る座標検出装置の演算制御部
のブロツク図、第５図はタブレツト伸縮による誤
差を含む検出誤差の波形図、第６図は座標検出装
置のブロツク図、第７図ａ，ｂ，ｃはタブレツト
に配置された導線の配置図および発生電圧の波形
図である。１……正弦波発生回路、３……カーソル、４…
…タブレツト、６……cos線、７……sin線、８…
…演算制御部、８ａ……マルチプレクサ、８ｂ…
…Ａ／Ｄ変換器、８ｃ……CPU、８ｄ，８ｆ，
８ｈ……ROM、８ｅ……RAM、８ｇ……出力
部。

Claims

【特許請求の範囲】１所定の発振周波数で励磁される励磁装置と、
sin線およびcos線が所定の周期で蛇行状に配置さ
れ前記励磁装置の位置に応じて前記sin線および
前記cos線の出力端から出力を発生するタブレツ
トと、このタブレツトからの各出力に基づいて前
記励磁装置の位置を演算する演算手段とを備えた
座標検出装置において、前記sin線または前記cos
線の前記各周期のうちの任意の１つの周期内にお
ける各位置に固有の出力誤差を補正する補正値を
記憶する記憶部と、前記演算手段により演算され
た前記励磁装置の位置を前記記憶部に記憶された
当該位置に対応する補正値により補正する補正手
段とを設けたことを特徴とする座標検出装置。２特許請求の範囲第１項において、前記補正手
段は、前記演算手段により演算された前記励磁装
置の位置の座標に基づいて当該位置が存在する前
記周期内における位置を求める位置検出手段と、
この位置検出手段により求められた位置に対応す
る前記記憶部に記憶された補正値を読出す読出手
段と、この読出手段により読出された補正値を前
記励磁装置の位置の座標に加算する加算手段とで
構成されていることを特徴とする座標検出装置。