JPS63266520A - 座標検出装置 - Google Patents

座標検出装置

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Publication number
JPS63266520A
JPS63266520A JP62099799A JP9979987A JPS63266520A JP S63266520 A JPS63266520 A JP S63266520A JP 62099799 A JP62099799 A JP 62099799A JP 9979987 A JP9979987 A JP 9979987A JP S63266520 A JPS63266520 A JP S63266520A
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JP
Japan
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pitch
line group
detection
conductor
detection line
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JP62099799A
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English (en)
Inventor
Takashi Matsui
隆 松井
Hiroshi Fujio
藤尾 弘
Yoshihisa Osaka
義久 大坂
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Via Mechanics Ltd
Original Assignee
Hitachi Seiko Ltd
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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、電磁ベンやカーソル等の励磁装置からの交番
磁界により検出線に誘起さnる交流信号を検出し、この
交流信号に基づいて励磁装置の位置を検出する座標検出
装置に関する。
[従来の技術〕 座標検出装置は、良く知られているように、あるピッチ
で蛇行状に布線された導線およびこれと1/4ピツチず
らされて布線された導線、ならびに各ピッチ毎に櫛歯状
に配置された4線より成る検出線群をX軸周とY軸用に
それぞれ備え、これらを重ね合せてタブレットに構成し
、このタブレット上に励磁装置が置かれたとき、櫛歯状
に配置された4線を走査することによ)励磁装置が何番
目のピッチにあるかを検出し、又、蛇行状に布線された
導線により励磁装置のそのピッチの基準位置からの距離
を検出する構成となっている。
ところが、このような座標検出装置では、櫛歯状に配置
された4線を走査しなければならないため装置が複雑に
なるばかりでなく、励磁装置を移wbさせる場合にはタ
ブレット而から当該励磁装置が離れないように、移動さ
せねばならないという問題点があった。
この問題点を解決するため、本出願人は、特開昭57−
73914号公報に示されるように、櫛歯状に配置され
た導線を用いないl1M標検比検出を提案した。この装
置の概略を、第6図を参照しながら説明する。
第6図はタブレットを構成する検出線群の布線図である
。図ではX軸周の検出線群σ)みが示されているが、Y
@用の検出線群の構成もこれと同じであるので、図示お
よび説明は省略する。図で、1は第1の検出線群、2は
第2の検出線群を示す。
第1の検出線群1はピッチPでX軸方向に蛇行状に布線
された導a1jL、および導ItM1aと同一ピッチP
で位相が174 Pだけずらされた導?fslbとで構
成される。又、第2の検出線群2はピッチQでX軸方向
に蛇行状に布線された導線2a%および導線2&と同一
ピッチQで位相が1/4Qだけずらされた導M2bとで
構成される。第1の検出線#1と第2の検出線群2とは
、図の点線で示されるように、導線1aの布線始端と4
g2aの布線始端とが一致するように絶縁物を介して重
ねられる。
ここで、導?f111mのピッチ数をn%4飯1aの布
線始端と布線終端の長さf、tとすると、ピッチPとピ
ッチQとは次式を満足するように選定されている。
t=n 、 P=(n −1) Q・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・(1)今、励磁装置(以後、
カーソルで代表させる)5が図示の位置、即ち、第1の
検出線群1においては導線1aの第2−v目のピッチの
基準位置Fから距離fの位置、第2の横出線群2におい
ては導線21の第2番目のピッチの基準位置Gから距離
tの位置、に置かれると、導線1&、lb、2JL2b
Kはこの位置に応じた電圧が誘起される。これらの電圧
を処理することにより、距離f、fが得られる。
次に、カーソル5が4線1aの何番目のピッチにあるか
を検出する方法を第7図に示すグラフを参照して説明す
る。第7図で、横軸にはカーソル位置が、又、縦軸には
上記の処理により得られる距離fpgのデータがとっで
ある。図中、実線は距離fのデータ、破線は距離gのデ
ータの位置に対する変化を示す。図から明らかなように
、距離fのデータと距離gのデータとの差は、導線1a
の同一ピッチ内ではどの位置にあっても等しく、かつ、
各ピッチ毎にもの差の値が異る。即ち、第1番目のピッ
チでは差の値は0、第2番目のピッチでは値Sty第3
査目のピッチでは値S2・・・・・・・・・・・・・・
・となる。したがって、両データの差を演算することに
よりカ−ツル5の導N41&の何番目のピッチに位置す
るかを判断することができる。そして、このピッチの番
号と得られた距離fとによりカーソル5のX軸の位置(
座標)と検出することができる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記のように、2つの検出線群を備えた従来装置にあっ
ては、カーソル5が位置するピッチの番号を、距離fの
データと距離gのデータとの差の値により判断していた
。
しかしながら、この判断の手段には、次のような問題点
がある。即ち、位置と位置データとの関係を第7図に示
すように表わすと、距ifのデータと距離gのデータと
の差の値は、そのピッチにおける導線1aと導線2aの
ずれに等しい。したがって、第m番目のピッチ内におけ
る当該差の値Sは次式で表わされる。
(m−1)t S=□ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・(2)n、(n−1) 又、(2)式から、第m番目のピッチにおける値Sと第
(m+1)番目のピッチにおける値Sとの差lSは次式
で表わされる。
を 上記(3)式から明らかなように、ピッチ数mが大きく
なると差iBは小さくなる。このため、ピッチ数nが大
きいタブレットでは、隣接するピッチの判別値が差が小
さくなり、正確な判別が困難になるという問題点がめっ
た。
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、励磁
装置が位置するピッチの番号を容易に判別することがで
きる座標検出装置を提供するにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記の目的を達成するため、本発明は、第1のピッチで
布線された導線およびこの導線と同一ピッチで位相を異
にして布線された導線より成る第1の検出線群と、第2
のピッチで布線された導線およびこの導線と同一ピッチ
で位相を異にして布線嘔れた導線よ構成る第3の検出線
群を設け、この第3の検出線群を第1の検出線群と第2
の検出線群とにその布線の始端を一致させて息ね合せ、
さらに、これら3つの検出線群において励磁装置が置か
れることにより得られる3つの位相変調信号に基づいて
励磁装置の位置を演算する演算装置を設けたことを特徴
とする。
〔作  用〕
第1の検出線群、第2の検出線群および第3の検出線群
vi−xね合せて構成されたタブレット上にカーソル等
の励磁装置が置かれると、この励磁装置の各検出線群の
あるピッチ内における基準位置からの距離に応じて各検
出線群の各導線から信号が出力され、各検出線群におけ
る導線の信号相互から上記距離に比例する位相変調信号
を作シ出し、このようにして得られた3つの位相差信号
に基づいて励磁装置が位置する所定導線のピッチ番号を
判別し、ピッチ番号と位相変調信号により得られたデー
タから励磁装置の座標を算出する。
〔実 施 例〕
以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。
第1図は本発明の実施例に係る座標検出装置のタブレッ
トを構成する検出線群の布線図である。
図で、第6図に示す部分と同一部分には同一符号を付し
て説明を省略する。又、以下の図および説明では、X軸
の座標検出について述べ、Y軸の座標検出はこれに準じ
るので図示および説明を省略する。
3は第3の検出線群を示す。この第3の検出線群3はピ
ッチR(ピッチP、ピッチQのいずれとも異なるピッチ
)でX軸方向に蛇行状に布線された導線3asおよび導
線3&と同一ピッチBで位相が1/4Rだけずらされて
布線された導線3bとで構成される。第3の検出線群3
は、図に点線で示されるように導線3aの布線始端を導
線1a、2aの布線始端と一致させて第1の検出線群1
および第2の検出線群2に重合せしめられ、これらによ
りタブレットが構成される。
ピッチPとピッチQとの関係は前記(1)式で我わされ
るが、ピッチPとピッチRとの関係は、kを自然数とす
ると次式で表わされる。
(n −k ) P = (n −k −1) R・=
・””・・・(4)このような検出線群より成るタブレ
ットを用いた座標検出装置を図により説明する。
第2図は本発明の実施例に係る座標検出装置の10ツク
図である。図で、8は所定の高周波でパルスを出力する
クロック発振器、9はクロック発振器8からの出力パル
スを分周するカウンタ10はカウンタ9からのパルスを
正弦波に変換するフィルタである。フィルタ10から出
力された正弦波電流はカーソル5に供給される。11は
第1図に示す検出線群(X軸周およびY軸用)を備えた
タブレットであり、X軸周およびY軸用の各3つの検出
線群の端子12 X t 12 Yを有する。
13は切換器であり、端子12X、12Yからの信号を
順次切換えて入力する切換器、14.15は増幅器、1
6は一方の増幅器14の信号を微分する微分器、17は
微分器16の信号と増幅器15の信号とを加算する加算
器である。加算器17からは1つの検出線群の基準位置
からカーソル5までの距離に比例した位相変調信号が出
力される。18は加算器17の信号をこれに応じたパル
ス信号に変換する波形変換器、19は前記位相変調信号
の位相差を検出しこれに比例した信号管出力する位相比
較器である。20はデータ処理装置であり、位相比較器
19で得られたデータを所定の手段にしたがって処理し
、カーソル5の座標を検出するデータ処理itである。
次に、この座標検出装置の動作全説明する。なお、位相
比較器19までの動作は前記公報に記載された従来の座
標検出装置の動作に準じるので、この部分の動作は概略
説明に止める。今、カーソル5をタブレット11の任意
の位置に置き、これ交流信号 E =Ax aiwωt
 を印加すると、検出線群1つ導i1a+1bの両端に
は次式で表わされる信号E1a  、 Etbが発生す
る。
Ela == A2 sin  (2πf / P )
 sin  ωt・−・−(5)Etb== A2 C
o!l (2πf / P )sinωt・・・・・・
・・・・・・・・・(6)なお、fは前述のように基準
位ftFからカーソル5までの距離である。
信号Elaは切換器13、増幅器14を経て微分器16
に人力され、信号E1bは切換器13を経て増幅器15
に入力嘔れる。微分器16では(5)式に示す信号E1
.が微分され、次式に示す微分された信号EIB”  
が出力される。
Exa1= A2 sin (2ff / P )co
s (crt ”・・””・(7)加算器17では(6
)式の信号E1bと(7)式の信号Ela”とが力i算
され、次式に示す位相変調信号Efが出力ぜれる。
Ef = Eta’ + &b = A45in(ωt
 + 2πf /P)−・−<5)(8)式から信号E
fは距離fに比例する位相変調信号であることが判る。
この信号Efは波形変換器18でこれに応じたパルスに
変換される。位相比較器19はカウンタ9の出力信号と
波形変換器18の出力信号とを比較し、その位相差ψ1
を検出する。位相差ψlは2πf/Pである。この位相
差ψ1の検出信号は、これに比例したパルス幅、電圧値
、パルス数、数値信号の形態として取出される。以上の
ことから距離fは検出値ψ工とピッチPから次式のよう
に求められる。
f=P、ψ1 / 2π ・・・曲・・・・・・曲・・
・・・開・・・曲・曲・・・・(9)全く同様にして、
第2の検出線群2および第3の検出線群3における基準
位置G、Hからカーソル5までの距離gvhが次式のよ
うに得られる。ただし、ψ2.ψ3は各検出線群2,3
の検出された位相差である。
g=Q・ψ2/2π ・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・0Qh=R、ψs / 2π ・・・
・・・・・・・・曲・・・・・・・・・川・・川・・・
・・・・・・・・・・・・・ (ロ)次に、データ処理
装置t20の動作を第3図(&)〜(c)、第4図(a
)、(b)および第5図(a)、(b)に示すグラフを
参照しながら説明する。上記のように、距離f * g
 、hが求められるので、例えば、カーソル5が導線1
aの何番目のピッチに位置するのか、そのピッチ番号が
判明すれば、ピッチ番号と距離fとによりカーソル5の
座標位置を検出することができる。したがって、以下、
データ処理装置20におけるピッチ番号の判別手段を説
明する。この説明における理解を容易にするため、次の
ような具体例に沿って当該判別手段の説明を行うことに
する。
上記具体例から明らかなように、 k=120x。
n=61 k=3である。又、カウンタとは、位相比較
器19の信号をカウンタトする1000進力カウンタで
あ)、1ピツチの距離が1000で表わされる。第3図
(1〜(j)はそれぞれ第1の検出線群1、第2の検出
線群2および第3の検出線群3におけるカーソル5の位
置とカウンタ出力値との関係を示すグラフである。各図
で、横軸にはカーソル5の位置、縦軸にはカウンタ出力
値がとってるる。
Fo −Fs * Go ”G@* Ho−Haはそれ
ぞれ各ピッチの基準位置を示す。今、カーソル5が基準
位置F2から1511aI4(基準位置G2から7 M
t 4準位置H!から25麿)の位置Xoに置かれた場
合、カウント値ψ1は750、カウント値ψ2は292
.カウント値ψ3は833となる。
上記のようなカウント値を用いて、カーソル5が置かれ
たピッチの番号を判別するため、次のような処理が実施
される。
まず、カウント値91〜ψ2のうち2つのカウント値を
とシ出し、各カウント値に関連する値をそれぞれAtB
とする。そして、これらの値A、Bから導き出される値
をdとする。即ち、次のような関数を考える(Jは関数
を意味する符号)。
d=J(A、B)・・・・・′・・・・・”・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・(6)そして、値A?Bに応じて上記(12
)式で表わされる関数を次のように定める。
A≧Bの場合、d=A−B ・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(
転)A(Hの場合、d=A−B+1000・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・α荀なお、1000は
上記カウント値の最大値である。
ここで、(12)式は本実施例に適用する。まず2つの
カウント値ψ1.ψ3をとり出し、カウント値ψlに、
カウント値ψIVこおけるピッチPと、カウント値93
におけるピッチRとの比(n−に−1)/(n−k)を
乗じ、これを(12)式における値Aとする。又、(I
i!Bはカウント値ψ3とする。そして、このときの値
dを値diとやるとs  (12)式は次式のようにな
る。
al=: J (n−k  1.ψ1.ψ3)・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・四n−に ざらに、これを上記具体例に適用すると、dx = J
 (’−−ψ1.ψ3)〜・四相・・・・・間四相・・
四相(至)となる。この(16)式に基づき、(13)
、(14)式の演算を行うと、値ψ1v 2 / 3ψ
l、ψ3の関係および値d1は第4図(a)t(b)に
示すようになる。図で、横軸にはカーソル5の位置が縦
軸にはカウント値がとっである。なお、値d1は(xa
)s(14)式から明らかなようにカウント値の加減算
により得られるカウント値である。第4図(a)におい
て、2ψ1/3の線は破線で示されている。この図から
、カウント値ψ1に(n−に−1)/(n−k)=2/
3を乗じる処理はカウント値ψ1をカウント値ψ3と傾
斜を等しくする処理であることが判る。結局、カウント
値d1は(13)、(14)式を演算することにより第
4図(b)に示すように、基準位tlFo −Ft v
 Fs 〜F4間は0゜基準位置Fl−F2+Fa〜F
5間は1000/3、基準位置F2〜Fs e Fs−
Fs間は2000/3となシ、隣接するピッチ間で大き
な差(100073)となって表れる。
ところで、第4図(b)に示すように、カウント値d1
は同一値の繰返しとなって表れるので、どの繰返しかを
判別する手投が必要となる。この判別も(12)、(1
3)*(14)式を用いて次のように行う。即ち、まず
、2つの関数 dz=J(ψ1.ψ2)・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・(ロ)ds=J(ψ1.ψ3)・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・(ト)を作り、これに(13)式、
(14)式を適用する。第5図(a)はこれにより得ら
れたカウント値d2 * daのグラフである。図で、
横軸にはカーソル5の位置、縦軸にはカウント値d2 
* daがとっである。カウント値d2は基準位置F6
まで順次増加する直線となプ、カウント値d3は基準位
置F3を境とした繰返しの直線となる。
次に、これらのカウント値d2 * daを用いた関数
d4 = J (u、da r dz )・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ellを
作る。(19)式中、(n −k ) / nはカウン
ト値d2の直線と傾斜を等しくするための係数である。
この関数は上記具体例では da=J (−Lda + dz )  ・・・・・・
・・・・・・・・・・叩・・・・四相曲(ホ)となる。
上記3 / 6 xasのグラフが第5図(&)に破線
で示嘔れている。(20)式の関数に(13)式、(1
4)式を適用すると、カウント値d4は第5図(b)に
示す値となる。即ち、基準位置Fo〜F3はカウント値
O9基準位置Fa−Faはカウント値500である。こ
のように、第4図(b)に示されるカウント値d1の繰
返しにおいて、カーソル5がどの繰返しにあるかをカウ
ント値d4により判別することが可能となる。
以上、カーソル5が、例えば導線1&の何番目のピッチ
に位置するかを判別する判別手段について述べた。これ
を上記の具体例についてまとめると次我のようになる。
上記表から、データ処理装置20において、例えばda
= 500 t dt=100 o/ 3が得られた場
合、カーソル5は導線1aの第5番目のピッチに位置し
ていると判断される。そして、既に検出されている位相
差ψ1を用いると、基準位tFoからカーソル5の位置
までのX軸方向の距離は PX(5−1)+ψIXP/1000 として算出することができる。
なお、以上は具体的な数値例を用いての説明であるが、
(12)式を用いて導線1aのピッチの番号の判別を行
う場合、当該ピッチの番号を表わす数値は一般的にはそ
のピッチ内における距離fと距離りとの差S′に比例す
る。そして、m番目のピッチにおける上記の差S′は次
式で表わされる。
m≦n−にの4合s’=1”とり」J−・曲回・曲・(
ハ)n(n−に−1) 。〉ニーM)fa合 。・=1匹二Ωビ」Ω:ユ上t 
mm  。
n(n−に−1) ここで、隣接するピッチ(m番目のピッチと(m+1)
番目のピッチ)相互の上記値S′の差ΔS′は、m≦n
−に、m)n−にのいずれの場合においても次式で表わ
嘔れる。
ΔS′=  n (n−k −1)・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・四(23)式か
ら、差ΔS′の値は値kによって変更することができ、
ピッチ数nが犬になっても値kを適宜選定することによ
り差ΔS′を大きな値とすることができる。換言すると
、第3の検出線群3を設け、その導線のピッチを定める
値kを選定することにより、ピッチを判別する値におい
て隣接するピッチの値の差を大きくすることができ、判
別が容易になる。
このように、本実流側では、第3の検出線群を設け、第
1の検出線群および第2の検出線群と併せて各検出線群
における位相差を検出し、これら位相差に基づいてカー
ソルが位置する第1の検出線群の導線のピッチの番号を
判別するようにしたので、隣接するピッチ間において、
それらピッチの番号を表わす数値の差を大きくすること
ができ、ひいてはピッチの判別を容易に行うことができ
る。
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明では、第1の検出線群および
第2の検出線群に、さらに第3の検出線群を加え、これ
ら各検出線群で検出された3つの位相変調信号に基づい
て励磁装置が位置するピッチの番号を判別するようにし
たので、隣接するピッチ間において、それらピッチの番
号を表わす数値の差を大きくすることができ、ひいては
ピッチの判別を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例に係る座標検出装置のタブレッ
トの検出線群の布線図、第2図は本発明の実施例に係る
座標検出装置のブロック図、第3図(a)、(b)、(
C)第4図(a)、(b)および第5図(jL)、(b
)はそれぞれ第1図および第2図に示す座標検出装置の
動作t−説明するブロック図、第6図は従来の座標検出
装置のタブレットの検出線群の布線図、第7図はピッチ
番号の判別動作を説明するグラフである。 1・・・繭1の検出線群、  2・・・第2の検出線群
、3・・・第3の検出線群、1atlb+2m+2b+
3a+3b・・・導線、  5・・・カーソル、 20
・・・データ処理装置。 代理人弁理士  小 川 勝 男 ネ2図 位置

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)第1のピツチで布線された導線およびこの導線と
    同一ピツチで位相を異にして布線された導線より成る第
    1の検出線群と、第2のピツチで布線された導線および
    この導線と同一ピツチで位相を異にして布線された導線
    より成る第2の検出線群とを布線の始端を一致させて重
    ね合せ、これら各検出線群上に励磁装置が置かれたとき
    この励磁装置の位置を検出する座標検出装置において、
    第3のピツチで布線された導線およびこの導線と同一ピ
    ツチで位相を異にして布線された導線より成り布線の始
    端が前記各検出線群の布線の始端と一致する第3の検出
    線群と、前記励磁装置の磁界により前記3つの検出線群
    から得られた3つの位相変調信号に基づいて前記励磁装
    置の位置を演算する演算装置とを設けたことを特徴とす
    る座標検出装置。
  2. (2)特許請求の範囲第(1)項において、前記演算装
    置は、前記各位相変調信号より得られた3つのデータの
    うち2つを抽出しそれらデータの位相変調信号を出力す
    る検出線群のピツチに関連した所定の処理により得られ
    る値、および前記各位相変調信号より得られたデータの
    うちの1つのデータと他の2つのデータとの比較により
    得られた値に基づいて前記励磁装置が位置する所定導線
    のピツチ番号を求める手段を備えていることを特徴とす
    る座標検出装置。
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