JPS593794B2 - digitizer - Google Patents
digitizerInfo
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- JPS593794B2 JPS593794B2 JP55115740A JP11574080A JPS593794B2 JP S593794 B2 JPS593794 B2 JP S593794B2 JP 55115740 A JP55115740 A JP 55115740A JP 11574080 A JP11574080 A JP 11574080A JP S593794 B2 JPS593794 B2 JP S593794B2
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- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/046—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by electromagnetic means
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、電磁結合方式によるカーソルの位置を測定す
るデイジタイザに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a digitizer that measures the position of a cursor using an electromagnetic coupling method.
デイジタイザは図面等のアナログ表示からデイジタル形
式のデータを導き出すのに好適なものであるが、位置付
け要素であるカーソルやペンの位置をいかなる手段を用
いて測定するかによつて様様な種類がある。代表的なも
のとして、機械式、静電式、電磁式、音響式、光式の手
段がある。この中機械式は操作性に難点があり、静電式
と光式はデイジダース媒質の材料に制限を受け、また音
響式は気温などの変化を受けやすいので、現在では電磁
式が最も汎用性に富み欠点の少ないものと言われている
。電磁式すなわち電磁結合方式にも種々のものがあるが
、第1図にその従来の電磁結合方式によるデイジタイザ
の一例を示す。第1図は特に位置検出部の要部を示す説
明的構成図である。すなわち、第1図イに示す平面板1
に形成されたジグザグ状の2相検出ループ(XcOs線
、Xsin線よりなる検出ループ)2,3で、カーソル
4から発生する磁束を検出し、その位相からカーソル4
の位置を検出するものである。この場合、カーソル4の
相対位置と検出ループ2の起電流との関係は、第1図口
に示すような関係にあり、起電流より相対位置を検出す
ることができる。しかし、第1図イに示すようなループ
においては1ピツチ隣りに位置した場合との区別がつか
ないので、第1図ハに示すような区域検出用ループ5を
もう1組併設し、判別できるように構成している。その
ため、多数のルーブ基板を必要とし、これに関連して回
路が複雑となるばかりでなく全体として高価にもなると
いう欠点があつた。Digitizers are suitable for deriving digital data from analog displays such as drawings, but there are various types depending on the method used to measure the position of a cursor or pen, which is a positioning element. Typical examples include mechanical, electrostatic, electromagnetic, acoustic, and optical means. Among these, the mechanical type has the disadvantage of operability, the electrostatic type and the optical type are limited by the material of the daisy medium, and the acoustic type is easily affected by changes in temperature, etc., so the electromagnetic type is currently the most versatile. It is said to be rich and have few drawbacks. There are various types of electromagnetic type, that is, electromagnetic coupling type, and FIG. 1 shows an example of a digitizer using the conventional electromagnetic coupling type. FIG. 1 is an explanatory configuration diagram particularly showing the main parts of the position detection section. That is, the flat plate 1 shown in FIG.
The zigzag-shaped two-phase detection loop (detection loop consisting of XcOs line and Xsin line) 2 and 3 formed in
This is to detect the position of. In this case, the relationship between the relative position of the cursor 4 and the electromotive current of the detection loop 2 is as shown in FIG. 1, and the relative position can be detected from the electromotive current. However, in the case of loops as shown in Fig. 1A, it is impossible to distinguish between the two pitches located one pitch next to each other, so another set of area detection loops 5 as shown in Fig. 1C is installed in parallel to enable discrimination. It is configured as follows. Therefore, a large number of lube substrates are required, which has the disadvantage that the circuit becomes not only complicated but also expensive as a whole.
本発明の目的は、このような欠点を解消し、従来のデイ
ジタイザと同程度の精度で位置座標を読み取ることので
きる安価なデイジタイザを提供することにある。An object of the present invention is to eliminate such drawbacks and provide an inexpensive digitizer that can read position coordinates with an accuracy comparable to that of conventional digitizers.
以下図面を用いて本発明を詳細に説明する。The present invention will be explained in detail below using the drawings.
第2図は本発明に係るデイジタイザの一実施例を示す要
部構成図である。第2図において、20はプリント板又
はガラス等のような絶縁板で、その表面に複数の導体ル
ープ21(図では6個のループ211〜216を示す)
を単一極を有するように配設している。導体ループ21
の端はスイツチ22に接続されており、このスイツチは
入力端24に印加されるパルスP2に同期してループ2
11〜216に順次電流を供給することができるもので
ある。第3図イに入力端24に印加されるパルスP2と
ループ211〜216の電流供給のタイミングを示す。
更に、このスィツチ22は入力端23に入力されるパル
スP1によつても駆動され、第3図口に示すように供給
電流をパルスP1に同期して断続する。前記パルスP1
及びP2は第2図の発振器26の基準クロツクを適宜分
周して得たもので、パルスP1はこのクロツクを第1の
分周器27で分周したパルス、パルスP2はパルスP1
を第2の分周器28で分周したパルスである。この場合
、第3図口からも明らかなように第2の分周器28では
1/2分周を行なつている。30は導体ループ21の作
る磁束を検出する磁束検出カーソルで、少なくとも1個
の磁束検出コイル(図示せず)を有し、その中央部分に
位置合せ用の十字状マーク等の指標(図示せず)を備え
たもので、オペレータが絶縁板20上を任意の方向に移
動することができるように構成してある。FIG. 2 is a diagram showing the main part of an embodiment of the digitizer according to the present invention. In FIG. 2, 20 is an insulating board such as a printed board or glass, and a plurality of conductor loops 21 are formed on the surface of the board (six loops 211 to 216 are shown in the figure).
are arranged to have a single pole. Conductor loop 21
is connected to a switch 22, which switches the loop 2 in synchronization with the pulse P2 applied to the input terminal 24.
11 to 216 in sequence. FIG. 3A shows the pulse P2 applied to the input terminal 24 and the timing of current supply to the loops 211-216.
Furthermore, this switch 22 is also driven by the pulse P1 inputted to the input terminal 23, and the supplied current is interrupted in synchronization with the pulse P1 as shown in the opening of FIG. The pulse P1
and P2 are obtained by appropriately frequency-dividing the reference clock of the oscillator 26 in FIG.
This is a pulse whose frequency is divided by the second frequency divider 28. In this case, as is clear from the beginning of FIG. 3, the second frequency divider 28 performs 1/2 frequency division. Reference numeral 30 denotes a magnetic flux detection cursor for detecting the magnetic flux produced by the conductor loop 21, which has at least one magnetic flux detection coil (not shown), and has an index such as a cross-shaped mark for positioning (not shown) in the center of the cursor. ), and is configured so that the operator can move on the insulating plate 20 in any direction.
32は増幅器で、前置した同調回路31の出力を増幅す
る。32 is an amplifier which amplifies the output of the tuning circuit 31 provided above.
同調回路31は第4図に示すようなバンドパス特性を有
し、その同調周波数はスイツチ22の入力端23に与え
られるパルスP1の周波数と等しくなるように構成した
もので、カーソル30に生ずる起電力信号の中パルス励
磁によつて生じた高調波を減衰除去し、同調周波数近傍
の信号のみ通過するように作用するものである。33は
有極性検波器で、例えば同期検波器などが使用できる。The tuning circuit 31 has a bandpass characteristic as shown in FIG. It attenuates and eliminates harmonics generated by medium pulse excitation of the power signal, and acts to pass only signals near the tuning frequency. 33 is a polarized detector, for example, a synchronous detector can be used.
34はバンドパスフイルタで、検波器33の出力の基本
波(第6図の口)のみ取り出すものである。34 is a band pass filter which extracts only the fundamental wave (the opening in FIG. 6) of the output of the detector 33.
検波器33の出力は第5図に示すような波形で、この波
形の生じる発生時間はカーソル30の端のループ211
からの離間距離に対応している。35はこの発生時間を
検出するカウンタで、ループ21の電流駆動開始時から
フイルタ34の出力信号が正から負に向つて移る際に零
を横切るまでの時間の間発振器26のクロツクを計数す
るようになつている。The output of the wave detector 33 has a waveform as shown in FIG.
It corresponds to the separation distance from 35 is a counter for detecting the time of this occurrence, which counts the clock of the oscillator 26 during the time from the start of current drive in the loop 21 until the output signal of the filter 34 crosses zero when moving from positive to negative. It's getting old.
この場合、零を横切る点はカーソル30の位置より90
0ズレているので、最初に励磁される導体ループ211
より90でずれた位置相当で発生する励磁信号がスター
トパルスとして与えられ、これによりカウンタ35がク
ロツク計数を開始するように構成してある。このような
構成における本発明の動作を次に説明する。In this case, the point that crosses zero is 90 degrees from the cursor 30 position.
Since the deviation is 0, the conductor loop 211 that is excited first
An excitation signal generated at a position shifted by 90 degrees is given as a start pulse, whereby the counter 35 starts clock counting. The operation of the present invention in such a configuration will be described next.
第1及び第2の分周器27,28において発振器26の
クロツクを分周して得たパルスPl,P2に基づき、ス
イツチ22により第3図口に示すようなタイミングで導
体ループ211〜216を順次電流駆動する。ループ2
11〜216で順次に発生する磁束は位置付けしたカー
ソル30で検出される。カーソル30の出力は同調回路
31を介して高調波が除去された後、増幅器32で適宜
に増幅されて有極性検波器33に導かれる。この交流信
号はここで検波され第5図に示すような脈流信号となる
。続いて、バンドパスフイルタ34により脈流信号の基
本波を検出し第6図口に示すような正弦波状の出力を得
る。一方、カウンタ35は第6図イに示すような、スイ
ツチ22の出力端25より与えられるスタートパルスに
より、発振器26からのクロツクの計数を開始し、前記
基本波が零を横切る時点で第6図ハのように計数動作を
停止する。このときのカウンタ35の計数値はカーソル
30の導体ループ211からの離間距離に対応している
ので、このようにして絶縁板20上のカーソル30の位
置を検出することができる。なお、第2図に示す実施例
はカーソル30の1次元的位置を測定する場合のもので
あるが、2次元的位置を測定する場合には第7図のよう
に構成すればよい。Based on the pulses Pl and P2 obtained by dividing the clock of the oscillator 26 in the first and second frequency dividers 27 and 28, the conductor loops 211 to 216 are activated by the switch 22 at the timing shown at the beginning of FIG. Sequential current drive. loop 2
The magnetic fluxes sequentially generated at points 11 to 216 are detected by the positioned cursor 30. After harmonics are removed from the output of the cursor 30 via a tuning circuit 31, it is appropriately amplified by an amplifier 32 and guided to a polar detector 33. This alternating current signal is detected here and becomes a pulsating current signal as shown in FIG. Subsequently, the fundamental wave of the pulsating flow signal is detected by the bandpass filter 34 to obtain a sinusoidal output as shown at the beginning of FIG. On the other hand, the counter 35 starts counting the clocks from the oscillator 26 in response to a start pulse given from the output end 25 of the switch 22 as shown in FIG. Stop the counting operation as shown in c. Since the count value of the counter 35 at this time corresponds to the distance of the cursor 30 from the conductor loop 211, the position of the cursor 30 on the insulating plate 20 can be detected in this way. The embodiment shown in FIG. 2 is for measuring the one-dimensional position of the cursor 30, but when measuring the two-dimensional position, the configuration shown in FIG. 7 may be used.
すなわち、第2図に示す絶縁板20をもう1組使用し、
互いに導体ループが直交するように配置する。新たな絶
縁板20aはスイツチ22と同様のスイツチ22aで電
流駆動する。スイツチ22aもまたパルスPl,P2に
よつて駆動されるが、スイツチ22とスイツチ22aは
時分割で交互に駆動されるように構成してある。例えば
、絶縁板20ではカーソル30のX軸方向の位置を、絶
縁板20aではY軸方向の位置を読み取るものとすれば
、スイツチ22,22aの駆動と同期してX軸座標及び
Y軸座標を交互に検出することができる。なお、この場
合は、検出系31〜35をX軸座標検出とY軸座標検出
に兼用したが、この検出系も2組用意し各座標を同時に
測定するように構成してもよい。更に、絶縁板は1枚に
し、その表側と裏側に互いに直交する導体ループをそれ
ぞれ形成したものであつてもよい。That is, one more set of insulating plates 20 shown in FIG. 2 is used,
Arrange the conductor loops so that they are perpendicular to each other. The new insulating plate 20a is current-driven by a switch 22a similar to the switch 22. The switch 22a is also driven by the pulses Pl and P2, but the switch 22 and the switch 22a are configured to be driven alternately in a time division manner. For example, if the insulating plate 20 reads the position of the cursor 30 in the X-axis direction, and the insulating plate 20a reads the position of the cursor 30 in the Y-axis direction, the Can be detected alternately. In this case, the detection systems 31 to 35 are used for both X-axis coordinate detection and Y-axis coordinate detection, but two sets of these detection systems may be prepared and configured to measure each coordinate simultaneously. Furthermore, the insulating plate may be a single piece, and conductor loops perpendicular to each other may be formed on the front and back sides of the insulating plate.
また、スイツチ22,22aも1組にまとめて同様に作
用させることもできる。第2図及び第7図において検波
器33は有極性型のものとしたが、フイルタ34に十分
に大きいQがあり高調波を減衰除去することができれば
、ダイオードなどの無極性検波器を使用することもでき
、構成の簡単化に役立つ。しかし、このような原理に基
づくデイジタイザにおいて最も大きな誤差を生ずる可能
性はバンドパスフイルタ34にある。すなわち、フイル
タの中心周波数が温度変化や部品の経時変化等で変化す
ると、通過周波数の位相が変化し、直接にカーソル位置
の測定誤差となる。これを解決するために、一例として
、第8図に示すように増幅器32と有極性検波器33(
又は無極性検波器33a)との間にアナログスイツチ4
1を挿入接続し、模擬入力により検出系の校正ができる
ように構成する。このような構成によれば、第9図に示
すようにカーソル30の位置測定の間にスイツチ41を
切換えて校正モードとし、校正用の摸擬入力をスイツチ
41を介して検波器33aに印加して時間差を測定しフ
イルタ34を含む検出系の校正を行ない、カーソル位置
の実測値を補正することができる。この場合校正モード
は必ずしも第9図のようにカーソル位置測定後に毎回設
ける必要はなく、検出系の安定期間を考慮して適当に間
引いた間隔としてもよい。なお、摸擬入力を与える代り
に第10図に示すように絶縁板(図示せず)裏側の定め
られた位置に固定の磁束検出カーソル30aを配設し、
力ーソル30と30aとの出力をスイツチ41aで択一
的に切換え選択してその出力の差をとることによつて校
正することもできる。第11図は第2図又は第r図のデ
イジタイザを用いて測定を行なつた場合の誤差曲線を示
すもので、縦軸は誤差、横軸はカーソルの位置(X軸又
はY軸方向の位置)を表わす。Further, the switches 22 and 22a can also be combined into one set and operated in the same manner. In FIGS. 2 and 7, the detector 33 is of a polar type, but if the filter 34 has a sufficiently large Q and can attenuate and eliminate harmonics, a non-polar detector such as a diode may be used. It can also be used to simplify configuration. However, in a digitizer based on this principle, the bandpass filter 34 has the greatest potential for error. That is, when the center frequency of the filter changes due to temperature changes, changes in components over time, etc., the phase of the passing frequency changes, which directly causes a measurement error in the cursor position. In order to solve this problem, as an example, an amplifier 32 and a polar detector 33 (
Or an analog switch 4 is connected between the non-polar detector 33a)
1 is inserted and connected, and the configuration is configured so that the detection system can be calibrated using simulated input. According to such a configuration, as shown in FIG. 9, the switch 41 is switched to the calibration mode during position measurement of the cursor 30, and a simulated input for calibration is applied to the detector 33a via the switch 41. By measuring the time difference and calibrating the detection system including the filter 34, the actual measured value of the cursor position can be corrected. In this case, the calibration mode does not necessarily have to be provided every time after measuring the cursor position as shown in FIG. 9, but may be set at appropriately thinned out intervals in consideration of the stability period of the detection system. Note that instead of giving the simulated input, a fixed magnetic flux detection cursor 30a is placed at a predetermined position on the back side of an insulating plate (not shown) as shown in FIG.
Calibration can also be carried out by selectively switching the outputs of the force soles 30 and 30a with the switch 41a and taking the difference between the outputs. Figure 11 shows the error curve when measuring using the digitizer shown in Figure 2 or Figure R. The vertical axis is the error, and the horizontal axis is the cursor position (position in the ).
デイジダース領域の中央部は誤差が小さいが、端に近づ
くにつれて急激に誤差が増大する。これは第12図から
も明らかなようにカーソル30が端に近づくにつれて、
導体ループが有限なために片側のサイドロープが減少し
、フイルタ34を通過した後の出力信号のピークと通過
前の信号のピークとに位相のずれが生ずるためである。
第13図は第11図に示す誤差の小さい範囲いわゆる使
用可能範囲を拡大したデイジタィザの実施例を示す構成
図で、検波器33とフイルタ34の間に可変スレツシヨ
ルドの整流回路51を挿入接続した点を除いては第7図
のものと同じである。The error is small in the center of the Daisy Dozen area, but the error increases rapidly as it approaches the edges. As is clear from FIG. 12, as the cursor 30 approaches the edge,
This is because the side rope on one side decreases because the conductor loop is finite, and a phase shift occurs between the peak of the output signal after passing through the filter 34 and the peak of the signal before passing through the filter 34.
FIG. 13 is a block diagram showing an embodiment of the digitizer shown in FIG. 11, which has an expanded range of small errors, so-called usable range, and shows a variable threshold rectifier circuit 51 inserted and connected between the detector 33 and the filter 34. It is the same as the one in FIG. 7 except for.
この整流回路51の出力波形を第14図に示す。第14
図のイは検波器33として有極性型のものを使用した場
合でかつ整流回路51のスレツシヨルド・レベルを零と
した場合の出力波形(実線部)を示し、また第14図の
口は無極性検波器33aを使用した場合であつてかつス
レツシヨルド・レベルを適宜に高くした場合の出力波形
(実線部)を示す。要するに、この整流回路51を使用
することにより、カーソルの外側に位置する導体ループ
からの情報であるサイドロープを除去し、ループ21,
21aが有限であることの影響を除去することができる
。第15図は第13図のデイジタイザにおいて実測した
誤差分布図であつて、実質上全面が使用可能範囲となつ
ていることを示している。第16図は本発明の他の実施
例で、フイルタ34の出力電圧を常に一定にし、整流回
路51のスレツシヨルド・レベルを一定にしたままでカ
ーソル位置を測定することのできるデイジタイザの構成
図である。The output waveform of this rectifier circuit 51 is shown in FIG. 14th
A in the figure shows the output waveform (solid line part) when a polar type is used as the wave detector 33 and the threshold level of the rectifier circuit 51 is set to zero. The output waveform (solid line portion) is shown when the detector 33a is used and the threshold level is appropriately raised. In short, by using this rectifier circuit 51, the side rope, which is information from the conductor loop located outside the cursor, is removed, and the loop 21,
The influence of the fact that 21a is finite can be removed. FIG. 15 is an error distribution diagram actually measured in the digitizer of FIG. 13, and shows that substantially the entire surface is within the usable range. FIG. 16 is another embodiment of the present invention, which is a block diagram of a digitizer that can measure the cursor position while keeping the output voltage of the filter 34 constant and the threshold level of the rectifier circuit 51 constant. .
すなわち、前述した第13図のデイジタイザにピーク電
圧検出器61と比較器62を追加し、更に増幅器32を
可変ゲイン増幅器32aに置き替えたものである。この
ピーク検出器61はフイルタ34の出力電圧のピークを
検出し、これを比較器62で比較電圧と比較する。その
比較結果に基づき可変ゲイン増幅器32aのゲインを制
御し、フイルタ34の出力電圧を一定に保持する。した
がつて、整流回路51に入力される信号の大きさは常に
一定となり、たとえカーソルと導体ループとの間隔が大
きくなつてカーソルの出力電圧が小さくなつたとしても
、スレツシヨルドは一定のレベルにしたままで位置測定
をすることができる。第17図は他の実施例で、スレツ
シヨルド制御回路71を用いた点を除けば第7図のもの
と同じである。That is, a peak voltage detector 61 and a comparator 62 are added to the digitizer of FIG. 13 described above, and the amplifier 32 is further replaced with a variable gain amplifier 32a. This peak detector 61 detects the peak of the output voltage of the filter 34, and the comparator 62 compares this with a comparison voltage. Based on the comparison result, the gain of the variable gain amplifier 32a is controlled to keep the output voltage of the filter 34 constant. Therefore, the magnitude of the signal input to the rectifier circuit 51 is always constant, and even if the distance between the cursor and the conductor loop increases and the output voltage of the cursor decreases, the threshold remains at a constant level. You can measure the position without changing the position. FIG. 17 shows another embodiment, which is the same as that shown in FIG. 7 except that a threshold control circuit 71 is used.
このスレツシヨルド制御回路71はバンドパスフイルタ
34のピーク値出力に関連してスレツシヨルド電圧を定
めるもので、例えばフイルタ34のピーク値が1/2に
なると整流回路51のスレツシヨルド電圧も1/2にす
る。この結果前述と同様にカーソル信号のサイドロープ
の影響を除去した測定を行なうことができる。以上に述
べたデイジタイザの分解能は、主としてフイルタ34の
短期安定度で決まる。This threshold control circuit 71 determines a threshold voltage in relation to the peak value output of the band pass filter 34. For example, when the peak value of the filter 34 becomes 1/2, the threshold voltage of the rectifier circuit 51 is also halved. As a result, it is possible to perform a measurement in which the influence of the side lobe of the cursor signal is removed, as described above. The resolution of the digitizer described above is mainly determined by the short-term stability of the filter 34.
この短期安定度とは数10〜数100KH2のオーダの
位相のフラツキで、ドリフトのような遅い位相の変化は
前述した校正モードを採用することによつて除去できる
が、この短期安定度は一般には周期測定を何回か行なつ
て平均化する以外には手頃な解決策がない。例えば、3
60朋を0.1關の分解能で測定するには位相の短期安
定度が0.1の以下である必要があるが、これはかなり
実現性が困難である。第18図はこの問題を解決するた
めの構成を示すもので、第17図(第7図、第13図及
び第16図も含む)と異なる点は導体ループの電流1駆
動にモード可変型の電流スイツチ81,81aを用いた
ごとである。このスイツチ81,81aは、ある一定間
隔離れた複数のループに同一電流を印加できるモードを
持つている。第19図はこの様子を示したもので、同図
イのモードA(微測定)では測定範囲のN本のループに
同一電流が流れ、同図口のモードB(粗測定)では1本
のループのみに電流が流れることを示してある。図中破
線で示した波形はフイルタ34の出力を示すもので、モ
ードAでは3600の位相変化によつて測定する範囲が
モードBの1/Nになつており、したがつてそれだけ分
解能を向上させることができる。ただしこの場合、モー
ドAのみでは第19図イからも明らかなように360み
位相のずれた位置ではそれらは互いに区別がつかないの
でモードBによつてこの区別を行なう。This short-term stability refers to phase fluctuations on the order of several tens to hundreds of KH2, and slow phase changes such as drift can be removed by adopting the calibration mode described above, but this short-term stability is generally There is no reasonable solution other than taking several period measurements and averaging them. For example, 3
In order to measure 60 h with a resolution of 0.1, the short-term stability of the phase must be 0.1 or less, but this is quite difficult to realize. Figure 18 shows a configuration to solve this problem.The difference from Figure 17 (including Figures 7, 13, and 16) is that the mode variable type is used for current 1 drive of the conductor loop. This is because current switches 81 and 81a are used. The switches 81 and 81a have a mode in which the same current can be applied to a plurality of loops spaced apart at a certain interval. Figure 19 shows this situation. In mode A (fine measurement) shown in Figure A (fine measurement), the same current flows through N loops in the measurement range, and in mode B (rough measurement) shown in Figure 19, the same current flows through one loop. It is shown that current flows only through the loop. The waveform shown by the broken line in the figure shows the output of the filter 34, and in mode A, the measurement range is 1/N of mode B due to the phase change of 3600, so the resolution is improved accordingly. be able to. However, in this case, as is clear from FIG. 19A, in mode A alone, they cannot be distinguished from each other at positions 360 degrees out of phase, so mode B is used to make this distinction.
゛ただし、モードBは前記区別ができればよいだけであ
るから、特に高分解能を必要としない。第20図は動作
遷移の一例を示すもので、特に前述した校正モードを織
り混ぜ、X軸位置測定において佼正モード→モードA→
モードB.Y軸位置測定において校正モード→モードA
→モードBという順序で位置測定動作が行なわれる様子
を示してある。なお、第18図のデイジタイザにおいて
、モードAでのフイルタ34の出力波形の周波数はモー
ドBでのそれのN・倍である。However, since mode B only needs to be able to make the above distinction, it does not require particularly high resolution. Figure 20 shows an example of the operation transition, in particular, by mixing the above-mentioned calibration modes, in X-axis position measurement, the X-axis position measurement is performed using the Bose mode → Mode A →
Mode B. Calibration mode → Mode A in Y-axis position measurement
The position measurement operation is shown in the order →Mode B. In the digitizer shown in FIG. 18, the frequency of the output waveform of the filter 34 in mode A is N times that in mode B.
したがつて検出系としてN倍の周波数信号に適したもう
1組の検出系を用意する必要があるが、系の簡略化、低
廉化を図る上で電流スイツチ81,81aにはモードA
のときのみ一方の入力パルスP2を更に1/Nに分周し
て入力するように構成することにより検出系を1組とす
ることができる。以上説明したように、本発明のデイジ
タイザによれば、従来のデイジタイザが必要とした区域
検出用の導体ループを使用することなく、高精度、高速
でカーソルの位置座標を測定することができ、また導体
ループの1駆動に安価なデイジタル素子を使用すること
ができる外、信号検出にも高価なAD変換器などを要す
ることなく更に位置に比例した出力が直接得られること
から補間や非線形補正を全く必要としないので高速で安
価なデイジタイザを実現することができる。Therefore, it is necessary to prepare another set of detection systems suitable for the N times higher frequency signal as a detection system, but in order to simplify the system and reduce the cost, the current switches 81 and 81a are set to mode A.
By configuring one input pulse P2 to be further frequency-divided to 1/N and inputted only in this case, the detection system can be made into one set. As explained above, according to the digitizer of the present invention, the position coordinates of a cursor can be measured with high precision and high speed without using a conductor loop for detecting an area, which is required by conventional digitizers. In addition to being able to use inexpensive digital elements to drive one conductor loop, there is no need for an expensive AD converter for signal detection, and an output proportional to position can be directly obtained, making interpolation and nonlinear correction completely unnecessary. Since this is not necessary, a high-speed and inexpensive digitizer can be realized.
また、カーソルと導体ループの間隔が離れてカーソルの
出力が小さくなつても、位相を検出しているので出力の
大小は誤差にならず、環境条件の影響を受けにくいデイ
ジタイザを実現することができる。Furthermore, even if the cursor output becomes smaller due to the distance between the cursor and the conductor loop, the phase is detected, so the magnitude of the output will not cause an error, making it possible to create a digitizer that is less susceptible to environmental conditions. .
更に、摸擬入力あるいはあらかじめ位置付けした導体ル
ープ及びカーソルを配設して校正することにより容易に
検出系のドリフト等による位相変化の影響を除去するこ
とができ、またモードAとモードBとによる微測定と粗
測定によつて導体ループ等の密度を上げることなく容易
に分解能の向上を図ることができるなど、実用に供して
その効果は大きい。Furthermore, by calibrating a simulated input or by arranging a conductor loop and cursor positioned in advance, it is possible to easily eliminate the influence of phase changes due to detection system drift, etc. This has great practical effects, such as the ability to easily improve resolution through measurements and rough measurements without increasing the density of conductor loops, etc.
第1図は従来のデイジタイザの要部構成図、第2図は本
発明に係るデイジタイザの実施例を示す要部構成図、第
3図は導体ループの電流駆動のタイミングを示す図、第
4図は同調回路31の周波数特性を示す図、第5図は検
波器33の出力波形図、第6図はカウンタ35の動作を
説明するための図、第7図、第13図、第16図、第1
7図及び第18図は本発明の他の実施例を示す要部構成
図、第8図及び第10図は校正モードを実現する場合に
採用する部分の要部構成図、第9図は校正モードを実施
する場合の動作遷移図、第11図及び第15図は絶縁板
上でのカーソル位置と誤差との関係を示す図、第12図
はバンドパスフイルタ34の入力と出力との関係を示す
図、第14図は整流回路51の機能を説明するための図
、第19図は第18図のデイジタイザで実施するモード
AとモードBを説明するための図、第20図は第18図
のデイジタイザの動作遷移図である。
20,20a・・・・・・絶縁板、21,21a,21
1〜216,21c・・・・・・導体ルーブ、22,2
2a・・・・・・スイツチ、26・・・・・・発接器、
27・・・・・・第1の分周器、28・・・・・・第2
の分周器、30,30a・・・・・・磁束検出カーソル
、31・・・・・・同調回路、32,32a・・・・・
・増幅器、33,33a・・・・・・検波器、34・・
・・・・バンドパスフイルタ、35・・・・・・カウン
タ、41,41a・・・・・・アナログスイツチ、51
・・・・・・整流回路、61・・・・・・ピーク電圧検
出器、62・・・・・・比較器、71・・・・・・スレ
ツシヨルド制御回路、8L81a・・・・・・電流スイ
ツチ。Fig. 1 is a block diagram of the main parts of a conventional digitizer, Fig. 2 is a block diagram of main parts showing an embodiment of the digitizer according to the present invention, Fig. 3 is a diagram showing the timing of current drive of the conductor loop, and Fig. 4 5 is a diagram showing the frequency characteristics of the tuning circuit 31, FIG. 5 is an output waveform diagram of the detector 33, FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the counter 35, FIGS. 7, 13, 16, 1st
7 and 18 are main part configuration diagrams showing other embodiments of the present invention, FIGS. 8 and 10 are main part configuration diagrams of the parts adopted when realizing the calibration mode, and FIG. 9 is a calibration diagram. 11 and 15 are diagrams showing the relationship between the cursor position on the insulating plate and the error, and FIG. 12 is the diagram showing the relationship between the input and output of the bandpass filter 34. 14 is a diagram for explaining the function of the rectifier circuit 51, FIG. 19 is a diagram for explaining mode A and mode B implemented in the digitizer of FIG. 18, and FIG. 20 is a diagram for explaining the function of the rectifier circuit 51. FIG. 3 is an operation transition diagram of the digitizer of FIG. 20, 20a...Insulating plate, 21, 21a, 21
1 to 216, 21c... Conductor lube, 22, 2
2a...Switch, 26...Engineer,
27...First frequency divider, 28...Second frequency divider
Frequency divider, 30, 30a... Magnetic flux detection cursor, 31... Tuning circuit, 32, 32a...
・Amplifier, 33, 33a...Detector, 34...
... Band pass filter, 35 ... Counter, 41, 41a ... Analog switch, 51
... Rectifier circuit, 61 ... Peak voltage detector, 62 ... Comparator, 71 ... Threshold control circuit, 8L81a ... Current Switch.
Claims (1)
ルスを得る分周手段と、単一極を有するように複数個の
導体ループを配置してなる絶縁板と、前記分周手段から
与えられるパルスに同期して前記複数個の導体ループを
端から配列順に順次電流駆動してゆくスイッチと、前記
導体ループより発生する磁束を検出する磁束検出カーソ
ルと、該磁束検出カーソルの出力信号を検波する検波手
段と、該検波手段からの出力の基本波のみを通過するバ
ンドパスフィルタと、前記スイッチからの信号により計
数動作を開始し前記バンドパスフィルタからの出力信号
に基づき計数動作を停止するように構成され前記クロッ
クを計数するカウンタを具備し、前記カウンタの計数値
より前記絶縁板上のカーソルの位置を検出できるように
したことを特徴とするディジタイザ。 2 前記検波手段は有極性検波器であることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載のディジタイザ。 3 前記検波手段は無極性検波器であることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載のディジタイザ。 4 前記検波手段は、磁束検出カーソルからの入力又は
校正用模擬入力を択一的に選択できるように構成された
ものであり、校正用模擬入力を選択した場合に検出系の
校正ができるようにしたことを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載のディジタイザ。 5 前記検波手段は、適宜に任意のスレッショルド・レ
ベルで整流することができるように校正されたものであ
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のディジ
タイザ。 6 前記検波手段は、前記バンドパスフィルタの出力に
関連して入力信号を増幅制御し、一定のスレッショルド
・レベルで整流することができるようにしたことを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載のディジタイザ。 7 前記スイッチは、一定間隔ごとの前記導体ループを
同一電流で駆動することができるようなスイッチである
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のディジタ
イザ。 8 基準クロックを分周して所定の周波数のクロックパ
ルスを得る分周手段と、単一極を有するように複数個の
導体ループを配置してなる絶縁板を2組用意しこれらを
その導体ループが直交するように配置し、前記分周手段
から与えられるパルスに同期して前記2組の複数個の導
体ループを絶縁板の端から配列順に順次電流駆動してゆ
くスイッチと、前記2組の導体ループより発生する磁束
をそれぞれ検出する磁束検出カーソルと、該磁束検出カ
ーソルの出力信号を検波する検波手段と、該検波手段か
らの出力の基本波のみを通過するバンドパスフィルタと
、前記スイッチからの信号により計数動作を開始し前記
バンドパスフィルタからの出力信号に基づき計数動作を
停止するように構成され前記クロックを計数するカウン
タを具備し、前記カウンタの計数値より前記絶縁板上の
カーソルの2次元的位置を検出できるようにしたことを
特徴とするディジタイザ。 9 前記検波手段と、前記バンドパスフィルタと、前記
カウンタからなる信号処理系を前記各絶縁板に対応して
2系統設け、磁束検出カーソルからの信号を個別に受信
処理し、前記絶縁板上のカーソルの2次元的位置を検出
できるようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第8
項記載のディジタイザ。[Scope of Claims] 1. A frequency dividing means for dividing a reference clock to obtain a clock pulse of a predetermined frequency, an insulating plate formed by arranging a plurality of conductor loops so as to have a single pole, and said dividing means. a switch for sequentially driving the plurality of conductor loops with current in the order of arrangement from one end in synchronization with pulses applied from a circumferential means; a magnetic flux detection cursor for detecting magnetic flux generated from the conductor loops; a detection means for detecting an output signal; a bandpass filter that passes only the fundamental wave output from the detection means; a counting operation is started by a signal from the switch; and a counting operation is started based on the output signal from the bandpass filter. A digitizer comprising: a counter configured to stop the clock and counting the clock; and a position of the cursor on the insulating plate can be detected from the count of the counter. 2. The digitizer according to claim 1, wherein the detection means is a polarized detector. 3. The digitizer according to claim 1, wherein the detection means is a non-polar detector. 4. The detection means is configured so that the input from the magnetic flux detection cursor or the simulated input for calibration can be selected as an alternative, and when the simulated input for calibration is selected, the detection system can be calibrated. A digitizer according to claim 1, characterized in that: 5. The digitizer according to claim 1, wherein the detection means is calibrated so as to be able to rectify at an arbitrary threshold level. 6. According to claim 1, the detection means is capable of amplifying and controlling the input signal in relation to the output of the bandpass filter and rectifying it at a constant threshold level. digitizer. 7. The digitizer according to claim 1, wherein the switch is a switch capable of driving the conductor loops at regular intervals with the same current. 8. Prepare a frequency dividing means for dividing the reference clock to obtain a clock pulse of a predetermined frequency, and two sets of insulating plates each having a plurality of conductor loops arranged so as to have a single pole, and insert these into the conductor loops. are arranged so that the conductor loops are orthogonal to each other, and drive the two sets of plurality of conductor loops with current sequentially in the order of arrangement from the end of the insulating plate in synchronization with the pulses given from the frequency dividing means; A magnetic flux detection cursor that respectively detects the magnetic flux generated from the conductor loop, a detection means that detects the output signal of the magnetic flux detection cursor, a bandpass filter that passes only the fundamental wave of the output from the detection means, and a bandpass filter that passes only the fundamental wave of the output from the detection means; The counter includes a counter that counts the clock and is configured to start counting operation based on a signal from the band-pass filter and stop counting operation based on an output signal from the band-pass filter, and the count value of the counter is used to determine the position of the cursor on the insulating plate. A digitizer characterized by being able to detect two-dimensional positions. 9 Two signal processing systems consisting of the detection means, the bandpass filter, and the counter are provided corresponding to each of the insulating plates, and the signals from the magnetic flux detection cursor are individually received and processed, and the signals on the insulating plates are Claim 8, characterized in that the two-dimensional position of the cursor can be detected.
Digitizer as described in section.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55115740A JPS593794B2 (en) | 1980-08-21 | 1980-08-21 | digitizer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55115740A JPS593794B2 (en) | 1980-08-21 | 1980-08-21 | digitizer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5739479A JPS5739479A (en) | 1982-03-04 |
| JPS593794B2 true JPS593794B2 (en) | 1984-01-26 |
Family
ID=14669887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55115740A Expired JPS593794B2 (en) | 1980-08-21 | 1980-08-21 | digitizer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS593794B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59163504A (en) * | 1983-03-08 | 1984-09-14 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Angle detector |
-
1980
- 1980-08-21 JP JP55115740A patent/JPS593794B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5739479A (en) | 1982-03-04 |
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