DE3727683A1 - Koordinateneingabeeinrichtung - Google Patents
KoordinateneingabeeinrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Koordinateneingabeeinrichtung,
insbesondere eine Koordinateneingabeeinrichtung, bei der
ein durch Kippen oder Hinfallen eines Signalaufnehmers
verursachter Fehlbetrieb ausgeschlossen wird.
Eine herkömmliche Koordinateneinrichtung des mit
elektromagnetischer Induktion arbeitenden Typs enthält in
einer Eingabeebene eingebettete Leiter, und in einem Koordinatenanzeiger
befinden sich Spulen, die elektromagnetische
Felder erfassen, die um die durch eine Spannungsquelle
vorgespannten Leiter herum erzeugt werden. Eine derartige
herkömmliche Koordinateneinrichtung soll im folgenden
anhand der Fig. 1 bis Fig. 4 näher erläutert werden.
Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Koordinateneingabeeinrichtung
ist genauer in der Japanischen Patentanmeldung
Nr. 60-2 82 772 (entsprechend US-SN 9 34 665) der Anmelderin
beschrieben. Nach Fig. 1 umfaßt die grundsätzliche Anordnung
der Koordinateneingabeeinrichtung: Eine Eingabeebene
2 b mit einer Hauptschleife 2 a und einer Kompensationsschleife
3 a; einen Treiber 2, der in die Hauptschleife 2 a
über einen Oszillator 1 einen Strom konstanter Amplitude
einspeist; einen Treiber 3, der in die Kompensationsschleife
3 a einen Strom einspeist; und einem Aufnehmer
(Koordinatenzeiger) 6 mit einer Felddetektorspule. Diese
Koordinateneingabeeinrichtung enthält außerdem eine Verstärkerschaltung
zum Verstärken eines von dem Aufnehmer 6
erfaßten Ausgangssignals, eine Polaritätsbestimmungsschaltung
8, eine Detektorschaltung 9, Abtast- und Halteverstärker
11 und 12, einen Multiplexer 13, einen Analog/Digital-
(A/D-)Umsetzer 14, einen ROM-Tabellenspeicher 15 zum
Speichern von Kompensationswerten als erste Speichereinrichtung,
einen ROM-Tabellenspeicher 16 zum Speichern von
Korrekturwerten für Interpolationswerte-Fehler als zweite
Speichereinrichtung, und eine Steuerschaltung 10. Ferner
ist ein Schalterfeld 4 für eine X-Richtung in einer X-
Richtungs-Schleife der Hauptschleife 2 a vorgesehen, während
ein Schalterfeld 5 in einer Y-Richtungs-Schleife für
die Hauptschleife 2 a vorgesehen ist.
Die Hauptschleife 2 a ist in der Eingabeebene 2 b so eingebettet,
daß jede Schleife zu einer benachbarten Schleife
parallel angeordnet ist und zu dieser einen Abstand von
5 mm aufweist. Ein Anschluß der jeweiligen Schleifen "L"
ist an das Schalterfeld 4 angeschlossen (im Fall der Y-
Schleife an das Schalterfeld 5), während der andere Anschluß
an der Quellenschaltung 2 s liegt. Somit bilden die
Schleifen "L" eine Eingabeebene mit einer Größe von 200 ×
200 mm. Die Quellenleitung 2 s ist an den Treiber 2 angeschlossen.
Eine ähnliche Schleifen-Konfiguration ist für
die Y-Richtung vorgesehen, derart, daß die Streifen die
X-Schleifen rechtwinklig kreuzen.
Die von der Hauptschleife 2 a getrennte Kompensationsschleife
3 a umgibt die gesamte Hauptschleife 2 a und ist
benachbart zu der Quellenorientierung 2 s eingebettet. Ein Anschluß
der Kompensationsschleife 3 a ist an den Treiber 3
angeschlossen, der einen Strom konstanter Amplitude in die
Schleife einspeist. Dieser Strom fließt durch die Kompensationsschleife
3 a in einer zur Stromrichtung in der Quellenleitung
2 s der Hauptschleife 2 a entgegengesetzten
Richtung. Der andere Anschluß der Kompensationsschleife 3 a
liegt auf Masse.
Der ROM-Tabellenspeicher 15 speichert als erste Speichereinrichtung
die Kompensationswerte nach Maßgabe der Zone
der jeweiligen Schleife und der Y-Richtung. Als Ergebnis
der Erfassung in der Steuerschaltung 10 wird der entsprechende
Kompensationswert ISC von der Steuerschaltung 10
übertragen, und der Interpolationswert wird durch eine
Recheneinrichtung innerhalb dieser Steuerschaltung 10
berechnet.
Ein weiterer ROM-Tabellenspeicher 16 zum Speichern der
Korrekturwerte hat als zweite Speichereinrichtung die
Funktion, diejenigen Fehler zu korrigieren, mit denen die
von der Recheneinrichtung berechneten Interpolationswerte
behaftet sind, um so korrekte Positionsinformationen für
das Koordinatensystem zu erhalten. In dem ROM-Tabellenspeicher
16 sind die Korrekturwerte für die Interpolationswerte
in Einheiten von 0,1 mm vorab gespeichert, z. B.
in bezug auf die erfaßten Segmente.
Im Spitzenbereich des Aufnehmers 6 ist die Felddetektorspule
vorgesehen. Sie hat die Aufgabe, das elektromagnetische
Feld zu erfassen und so eine Detektorspannung zu
erzeugen. Diese Detektorspannung wird an die Detektorschaltung
9 und über die Verstärkerschaltung 7 an die
Polaritätsbestimmungsschaltung 8 gelegt.
Im folgenden soll die Arbeitsweise der oben beschriebenen
Koordinateneingabeeinrichtung skizziert werden.
Zunächst erfolgt das Positionserfassen durch den Aufnehmer
6 grundlegend entsprechend den nachfolgend erläuterten
drei Schritten gemäß dem in Fig. 2 gezeigten Flußdiagramm.
Diese Schritte umfassen eine Segmenterfassung zum Erkennen
angenäherter Segmentpositionen, eine Interpolation zum
Erfassen der genauen Segmentpositionen innerhalb des erfaßten
Segments und eine Positions-Synthese für die
Segmentposition und die exakte Position innerhalb des
erfaßten Segments.
Beim Schritt "Segmenterfassung" werden beide Treiber 2 und
3 betrieben, indem der Oszillator 1 eine Sinuswelle erzeugt.
In diesem Zustand fließt von dem Treiber 2 durch
lediglich eine Schleife "L" der Schalterfelder 4 und 5,
die von der Steuerschaltung 10 festgelegt wird, Strom.
Gleichzeitig fließt vom Treiber 3 durch die Kompensationsschleife
3 a ein Strom, dessen Amplitude halb so groß ist
wie die des durch die Hauptschleife 2 a fließenden Stroms.
Wenn durch die einzelnen Schleifen "L" der Strom fließt,
werden die durch die Schleifen "L" erzeugten elektromagnetischen
Felder von dem Aufnehmer 6 erfaßt, und die induzierte
Spannung wird von der Verstärkerschaltung 7 verstärkt,
um ein Signal einer gewünschten Amplitude zu erhalten.
Die Phase dieses Signals wird mit derjenigen des
Oszillator-Ausgangssignals in der Polaritätsbestimmungsschaltung
(Phasenvergleicher) 8 verglichen. In anderen
Worten: Die Polarität des erzeugten Feldes wird innerhalb
der Polaritätsbestimmungsschaltung 8 festgestellt. Wenn
die Schleife "L" auf der linken Seite des Aufnehmers 6 von
dem Treiber angesteuert wird, so ist das Ausgangssignal
der Polaritätsbestimmungsschaltung 8 "H", wohingegen das
Ausgangssignal der Polaritätsbestimmungsschaltung 8 auf
"L" (niedriger Pegel) übergeht, wenn die Schleife "L" auf
der rechten Seite des Aufnehmers 6 (in der Zeichnung)
angesteuert wird.
Wenn also die Schleifen "L" von der Steuerschaltung 10
sequentiell ausgewählt werden zwischen X₁ und X n , einen
Strom zu führen, läßt sich die ungefähre Position des
Aufnehmers 6, d. h. das dem Aufnehmer 6 benachbarte
Segment, feststellen, da das von der Polaritätsbestimmungsschaltung
8 abgeleitete Signal invertiert wurde.
Die grundlegende Idee dieses Verfahrens soll im folgenden näher erläutert werden.
Fig. 4 zeigt eine typische Spannungsverteilung für die
festgestellte Spannung. Die Verteilung der Magnetfeldstärke
"Hz" entsprechend der jeweiligen Schleife "L" repräsentiert
negativ auf der linken Seite des Nullpunkts und
positiv auf deren rechter Seite, während der Absolutwert
der Magnetfeldstärke Hz als Spannung festgestellt wird.
Wie aus Fig. 4 ersichtlich, ist jedes der Segmente in 10 mm-
Intervallen voneinander angeordnet und ist von den
jeweiligen Schleifen "L" um 5 mm getrennt. Abschnitte
benachbarter Segmente sind in Intervallen von 5 mm überlappt,
so daß die Verteilung der in Fig. 3 dargestellten
Verteilung entspricht. Zum besseren Verständnis soll folgendes
vereinbart werden: Die jeweiligen Schleifen, die
den Koordinaten X = 5 n mm; 5 (n + 1) mm; 5 (n + 2) mm;
5 (n + 3) mm; und 5 (n + 4) mm entsprechen, werden als
L5n; 5L(n + 1); L5(n + 2); L5(n + 4) bezeichnet,
wobei 0≦n≦37 mit "n" als natürlicher Zahl
ist.
Befindet sich der Aufnehmer 6 an der Stelle A, so wird das
Abtastsignal sequentiell zu den jeweiligen Schleifen in
Reihenfolge übertragen. Wenn die Schleife L5(n + 3) das
Abtastsignal empfängt, d. h. SEG = n + 3 und X = 5(n + 3) mm,
wird das Magnetfeld erneut positiv, und der Aufnehmer 6 befindet
sich in der Zone, die definiert wird durch X
≦ 5(n + 3) mm. Dann kann man die Detektorspannung V n + ₃
in der Schleife L5(n + 3) erhalten. Anschließend werden
die Schleife X = 5(n + 1) mm und das zwei Segmente vor dem
derzeit abgetasteten Segment befindliche Segment SEG = n +1
ausgewählt, um eine weitere Dektektorspannung V n + ₁ zu
erhalten. In diesem Stadium ist das Magnetfeld mit Sicherheit
negativ, und die Polaritäten der Magnetfelder, die
zwischen den Schleifen L5(n + 1) und L5(n + 3) erzeugt
werden, sind einander entgegengesetzt. Dadurch läßt sich die
Stelle A innerhalb der Zone von SEG = n + 1, d. h. der Zone
lokalisieren, die definiert wird durch
,
,
5(n + 1) mm ≦ X ≦5(n + 3) mm.
.
.
Dies bedeutet, daß sich der Aufnehmer 6 innerhalb
der Zone befindet, die definiert ist durch 15 mm≦X≦25 mm
und SEG = 3 in Fig. 3.
Nachdem das in Frage kommende Segment auf der Grundlage
des oben erläuterten Feststellungs-Prinzips ermittelt
wurde (in Fig. 4: SEG = n + 1 und andere Segmente), wird
die am weitesten links in dem Segment SEG = n + 1 befindliche
Schleife L5(n + 1) durch die Steuereinrichtung 10
ausgewählt. In diesem Fall wird das in dem Aufnehmer 6 und
der Verstärkerschaltung 7 verarbeitete Signal von der
Detektorschaltung 5 in einen Gleichstrom umgesetzt und
dann innerhalb der Abtast- und Halteschaltung 11 als
Gleichspannung gespeichert.
Anschließend wird die am rechten Ende des Segments SEG =
n + 1 befindliche Schleife L5(n + 3) von der Steuerschaltung
10 ausgewählt. In diesem Fall wählt die Steuerschaltung
10 die nachfolgende Schleife L5(n + 3) unter Überspringen
der Schleife L5(n + 2) aus, da halbe Abschnitte
der jeweiligen Segmente einander überlappen, um die Genauigkeit
zu erhöhen. In ähnlicher Weise wird die von der
Detektorschaltung 9 erhaltene Gleichspannung in dem Abtast-
und Halteverstärkerkreis 12 gehalten.
Unter diesen Umständen werden die in den Abtast- und Halteverstärkern
11 und 12 gehaltenen Gleichspannungen ansprechend
auf ein von der Steuerschaltung 10 kommendes
Steuersignal ausgewählt und dann durch A/D-Umsetzung in
entsprechende Digitalwerte umgesetzt, die den Spannungen
V n + ₁, V n + ₃ der Schleifen L5(n + 1) und L5(n + 3)
entsprechen.
Im nächsten Schritt werden durch Steuerung der Steuerschaltung
10 die beiden Schalterfelder 4 und 5 abgeschaltet.
Demzufolge wird, da der oben erwähnte, vorbestimmte
Strom lediglich durch die Kompensationsschleife 3 a fließt,
das erfaßte Ausgangssignal in der gleichen Weise A/D-
umgesetzt, um die lediglich von der Kompensationsschleife
3 a abgeleitete Spannung Vc zu erzeugen.
Anschließend veranlaßt die Steuerschaltung 10 den ROM-
Tabellenspeicher 15, die den Segmentwerten (Abständen in
der gleichen Richtung) in X- und Y-Richtung entsprechenden
Kompensationswerte ISC abzugeben, wobei die Segmentwerte
durch Segment-Bestimmung erhalten werden, woraufhin die
Steuerschaltung die Recheneinrichtung in der Steuerschaltung
10 veranlaßt, den Interpolationswert P′ auf der
Grundlage der Spannungen V n + ₁, V n + ₃, Vc und des Kompensationswerts
ISC nach folgender Gleichung zu berechnen:
Nachdem dieser Interpolationswert P′ berechnet ist, wird
aus dem ROM-Tabellenspeicher 16 der Korrekturwert zum
Korrigieren des oben erwähnten Fehlers, gespeichert in dem
ROM-Tabellenspeicher 16, ausgelesen, um den Koordinatenwert
zu erhalten, der die Lage innerhalb des Segments
angibt. Der gewünschte X-Koordinaten-Datenwert entsprechend
der Stelle, auf den der Aufnehmer zeigt, läßt sich
dadurch berechnen, daß die Positions-Koordinatendaten des
Segments und der Koordinatenwert innerhalb dieses Segments
mit Hilfe der Recheneinrichtung innerhalb der Steuerschaltung
10 synthetisiert werden.
In ähnlicher Weise wird der Y-Koordinaten-Datenwert des
Aufnehmers berechnet, und der berechnete Koordinatenwert
wird über die Schnittstellenschaltung 17 an einen Hostrechner
gegeben.
Bei einer Koordinateneingabeeinrichtung, die mit elektromagnetischer
Induktion arbeitet, ist eine Annäherungs-
Detektoreinrichtung vorhanden, durch die die Koordinaten-
Ausgangssignale erzeugt werden können, ohne daß der Aufnehmer
6 tatsächlich durch eine Bedienungsperson von Hand
gegen die Eingabeebene 2 b gepreßt wird.
Bei einem herkömmlichen Annäherungs-Detektorsystem werden
die einzelnen Schleifen "L" der Eingabeebene 2 b sequentiell
angesteuert. Wenn die von der Spule in dem Aufnehmer
6 ausgegebene Feld-Detektorspannung einen vorbestimmten
Wert übersteigt, so kann festgestellt werden, daß die
Spitze des Aufnehmers 6 in dichter Nähe zu der Eingabeebene
2 b gehalten wird, und anschließend wird der Abtastvorgang
dann angehalten, wenn die Annäherung des Aufnehmers
festgestellt wird, so daß eine vorbestimmte Koordinaten-
Feststelloperation begonnen wird.
Allerdings ist bei dem herkömmlichen Annäherungs-Detektorverfahren
folgendes zu beachten: Selbst wenn der Aufnehmer
6 auf der Eingabeebene liegt, erfolgt die Annäherungs-
Feststellung, da die Spitze des Aufnehmers 6 der Eingabeebene
2 b sehr nahe ist. Wenn also die Detektorspannungen
unter solchen Umständen erzeugt werden, enthalten die
Koordinaten-Ausgabewerte viele Fehler, und es werden Fehler-
Operationen durchgeführt, da das Erfassen des Interpolationsfelds
nicht richtig durchgeführt werden. Tatsächlich kommt
es vor, daß, während der Aufnehmer 6 auf der Eingabeebene
2 b liegt, der auf dem Anzeigeschirm dargestellte Cursor in
unvorhersehbarer Weise über die gesamte Bildschirmfläche
springt, so daß die Eingabeposition auf der Eingabeebene
2 b nicht spezifiziert werden kann. Dies führt zu Fehlfunktionen.
Um diesen Nachteil zu begegnen, kann man eine Lösung ins
Auge fassen, gemäß der ein als Aufnehmer 6 dienender
Griffel in seinem Inneren mit einer Detektoreinrichtung
nach Art eines Schalters zum Feststellen des Hinfallens
des Griffels versehen ist, so daß kein Ausgangssignal der
Aufnehmerspule 6 an die Verstärkerschaltung 7 und an die
Steuerschaltung 10 gegeben wird, wenn der Griffel hinfällt.
Allerdings besitzt ein solcher Aufnehmergriffel
einen komplizierten Aufbau und erfordert erheblichen Herstellungsaufwand.
Außerdem muß man mit einem solchen Griffel
ein Kabel großen Durchmessers verbunden werden, so daß das
Anzeigen bestimmter Stellen auf dem Schirm mit einem solchen
Griffel unbequem ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben aufgezeigten
Nachteile zu vermeiden oder doch zumindest zu
mildern und demgemäß eine Koordinateneingabeeinrichtung zu
schaffen, bei der ein Hinfallen oder Kippen des Koordinatenanzeigers
nicht durch mechanische Mittel, sondern durch
elektronische Mittel erkannt wird, um so Feststellungsfehler
und Fehlfunktionen zu vermeiden.
Die Lösung dieser Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Bei der erfindungsgemäßen Koordinateneingabeeinrichtung
werden sequentiell Abtastsignale an mehrere in einer Eingabeebene
eingebettete Leiter gegeben, wobei diese Leiter
parallel zueinander angeordnet sind, und eine Koordinatenstelle
der Eingabeebene wird auf der Grundlage eines Signals
erfaßt, das von einem Koordinatenzeiger aufgenommen
wird, mit dem auf irgendeine Stelle der Eingabeebene gezeigt
werden kann. Es ist eine Einrichtung vorgesehen zum
Feststellen der Annäherung des Koordinatenanzeigers, wenn
dieser in großer Nähe der Eingabeebene positioniert ist,
und zum Durchführen einer Koordinaten-Detektoroperation,
wenn Absolutwerte eines von den Leitern abgeleiteten Ausgangssignals
während eines einzelnen Abtastvorgangs zweimal
einen vorbestimmten Ausgangspegel übersteigt.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung
anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm einer bereits
konzipierten Koordinateneingabevorrichtung;
Fig. 2 bis 4 Skizzen zur Veranschaulichung der Betriebsweise
der Koordinateneingabeeinrichtung
nach Fig. 1;
Fig. 5 bis 9 Skizzen, die die grundlegende Idee der
Erfindung verdeutlichen;
Fig. 10 ein schematisches Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen
Koordinateneingabeeinrichtung
in einer bevorzugten Ausführungsform,
und
Fig. 11 ein Flußdiagramm, welches den typischen
Betrieb der Einrichtung nach Fig. 10 verdeutlicht.
Zunächst soll der Grundgedanke der Erfindung erläutert
werden, wonach es möglich ist, die korrekte Koordinatenerfassung
nur durchzuführen, wenn der Koordinatenanzeiger
seine korrekte Lage einnimmt.
Wenn durch die Schleifen "L", die dem Stand der Technik
entsprechen, der HF-(Hochfrequenz)-Strom geleitet wird,
ergibt sich eine Magnetfeldstärke, die von der Spule in
dem Aufnehmer 6 erfaßt wird, wie sie in Fig. 5 für den
Zustand dargestellt ist, daß der Aufnehmer 6 senkrecht
zur Eingabeebene 2 b orientiert ist. Bei diesem Beispiel
befindet sich der Aufnehmer 6 in der Nähe der dem
Zeitpunkt "tn" entsprechenden Schleife. Dies kann man
daran erkennen, daß die Polarität des Magnetfelds in der
Nähe des Zeitpunkts "tn" umgekehrt wird.
Wenn andererseits der Aufnehmer 6 hingelegt wird, ist die
Polarität der ermittelten Feldstärke konstant, wie dies in
Fig. 6 gezeigt ist. Das heißt: Es findet keine Polaritätsumkehr
statt.
Anhand von Fig. 7 soll der Unterschied der in den Fig. 5
und 6 dargestellten Erscheinungen näher erläutert werden.
Fig. 7 zeigt einen Magnetfeldvektor "H" an dem Punkt "B
während der Strom sequentiell durch drei Schleifen fließt;
eine Vektorkomponente "Hx" verläuft in einer Richtung (X-
Achse) parallel zur Eingabeebene 2 b; eine Vektorkomponente
"Hz" verläuft in einer Richtung (Z-Achse) senkrecht zur Eingabeebene 2 b. Strom fließt nur durch diejenige Spule,
die durch ⊖ markiert ist. Fig. 7a zeigt die Situation,
in der Strom durch die linke Spule Ln fließt; Fig. 7b
zeigt den Zustand, daß Strom durch die mittlere Schleife
Ln + 1 fließt, und Fig. 7c zeigt den Fall des Stromflußes
durch die rechte Schleife Ln + 2.
In diesem Zustand ist die Stärke des Magnetfeldvektors "H"
umgekehrt proportional zu dem Abstand zwischen der erregten
Schleife und der Lage der Spule des Aufnehmers 6, und
seine Richtung entspricht der Richtung einer Tangente im
Punkt "B" an einen Kreis mit einem Radius, der dem Abstand
zwischen der Schleife und dem Punkt "B" entspricht.
Trägt man der oben definierten Komponente Hx für die
Parallelrichtung und der Komponente Hz für die Vertikalrichtung
des Magnetfeldvektors H Rechnung, so wird die
Komponente Hz für die Vertikalrichtung zwischen den
Schleifen Ln + 1 und Ln + 2 umgekehrt, während die Komponente
Hx für die Parallelrichtung nicht umgekehrt wird. Da
der Aufnehmer 6 in bezug auf die Eingabeebene 2 b etwa im
rechten Winkel gehalten wird, erfaßt die Detektorspule
hauptsächlich die Vertikalkomponente Hz. Wird der Aufnehmer
6 hingegen hingelegt oder auf der Eingabeebene 2 b
abgerollt, so erfaßt die Spule hauptsächlich die Parallelkomponente
Hx, aber praktisch nichts von der Vertikalkomponente
Hz, da sie empfindlich ist für die zur Eingabeebene
2 b parallele Feldrichtung. Wenn also der Aufnehmer 6
in der Nähe der Eingabeebene 2 b mit richtiger Höhe angeordnet
ist, d. h.: Wenn der Aufnehmer nicht auf der Eingabeebene
2 b liegt, wird notwendigerweise die Polaritätsumkehr
des Magnetfeldes festgestellt.
Gemäß obiger Beschreibung ändert sich die frühere Magnetfeldstärke
gemäß dem in Fig. 5 und 6 dargestellten Verlauf.
Bei der oben beschriebenen Koordinateneingabeeinrichtung
nach Fig. 1 empfängt der Aufnehmer 6 das sich ändernde
Feld, welches dadurch entsteht, daß HF-Strom in die jeweiligen
Spulen eingespeist wird, während die Amplitude der
festgestellten HF-Spannung erfaßt wird. Folglich entsprechen
die Feld-Verteilungskurven gemäß Fig. 5 und 6 den in
den Fig. 8 bzw. 9 dargestellten Kurven.
Es geht also darum, für das Feststellen der Annäherung des
Aufnehmers eine Schwellenspannung "V TH " zu bestimmen,
d. h.: Eine vorab eingestellte Spannung. Dies wird in erfindungsgemäßer
Weise durchgeführt. Die festgestellte
Spannung wird nach folgenden Kriterien geprüft, während
die Schleifen "L" von dem HF-Strom sukzessive gespeist
werden. Die festgestellte Spannung überschreitet einmal
die oben erwähnte Schwellenspannung V TH und ist anschließend
niedriger als V TH . Wenn danach die festgestellte
Spannung erneut die Schwellenspannung V TH übersteigt,
wird die Koordinaten-Feststellung durchgeführt, da der
Aufnehmer 6 gegenüber der Eingabeebene 2 b etwa einen rechten
Winkel einnimmt.
Wenn hingegen die festgestellte Spannung nicht nochmals
die Schwellenspannung V TH übersteigt, erfolgt keine Koordinaten-
Feststellung, da der Aufnehmer 6 möglicherweise
auf der Eingabeebene 2 b aufliegt. Durch die oben erläuterte
Grundidee der Erfindung läßt sich bei einer Koordinateneingabeeinrichtung
das Auftreten von Erfassungsfehlern
sowie ein Fehlbetrieb, hervorgerufen durch eine im Normalbetrieb
nicht vorkommende Lage des Aufnehmers 6, vermeiden.
Im folgenden soll anhand der Fig. 10 die erfindungsgemäße
Koordinateneingabeeinrichtung 100 erläutert werden.
Es wurden in Fig. 10 für gleiche Teile die gleichen Bezugszeichen
verwendet wie in Fig. 1. Diese Teile sollen
nicht nochmals erläutert werden.
Wie man leicht aus Fig. 10 ersieht, enthält die Koordinateneingabeeinrichtung 100 folgende neuen Schaltungsteile,
zusätzlich zu den Schaltungselementen der bereits konzipierten
Koordinateneingabeeinrichtung nach Fig. 1: Die
Einrichtung 100 enthält zusätzlich ein Register für Aufnehmerannäherungs-
Erkennung, 31, das an die Steuerschaltung
10 angeschlossen ist, sowie einen Vergleicher 32, der
die von dem Abtast- und Halteverstärker 11 kommende Ausgangsspannung
mit einer von einer Spannungsquelle 33 erzeugten
Spannung vergleicht, um die Schwellenspannung V TH
voreinzustellen. Das Erkennungs-Register 31 und der Vergleicher
32 bilden eine Annäherungs-Detektoreinrichtung
für den Koordinatenanzeiger.
Anhand der Fig. 10 und 11 (letztere ist ein Flußdiagramm)
soll nun die Arbeitsweise der Einrichtung 100 beschrieben
werden.
Vor dem Betrieb wird das Register für Aufnehmerannäherungs-
Erkennung, 31, durch die Steuerschaltung 10 gelöscht.
Dann wird nach Einstellung des Abtast- und Halteverstärkers
11 auf den Abtastbetrieb die Gesamtheit der
Schleifen Xn abgetastet, indem sequentiell ein HF-Strom in
die einzelnen Schleifen Xn der Hauptschleife 2 a in X-
Richtung eingespeist wird. Bei diesem Abtastvorgang vergleicht
der Vergleicher 32 die oben genannte Schwellenspannung
V TH und das von der Abtast- und Halteschaltung 11
kommende Ausgangssignal. Wenn das Vergleicher-Ausgangssignal
des Vergleichers 32 den Pegel "H" annimmt, hat die
festgestellte Spannung einmal diese Schwellenspannung V TH
überschritten, wie aus den Fig. 8 und 9 ersichtlich ist.
In diesem Fall wird auf den Inhalt des Erkennungsregisters
31 "1" addiert, und anschließend wird die folgende
Schleife abgetastet, um ein weiteres Ausgangssignal von
dem Vergleicher 32 zu erhalten.
Wenn das Vergleicher-Ausgangssignal die Schwellenspannung
V TH während der Schleifen-Abtastschritte zweimal überschreitet,
erhöht sich der Inhalt des Erkennungsregisters
31 auf "2", selbst wenn die resultierende Detektorspannung
höher oder niedriger als die Schwellenspannung V TH ist.
Wenn der Inhalt des Erkennungsregisters 31 "2" wird, kann
die Steuerschaltung 10 auf der Grundlage der oben erläuterten
Grundidee der Erfindung bestimmen, daß die richtige
Koordinateneingabe durchgeführt wird, bei der der Aufnehmer
6 in der richtigen Lage und Höhe auf der Eingabeebene
2 b gehalten wird, d. h. etwa 90° gegenüber der Eingabeebene.
Wenn eine solche Feststellung durch die Steuerschaltung
10 abgeschlossen ist, wird der Erkennungsvorgang
für die Aufnehmer-Annäherung abgeschlossen, und schließt
sich der Betrieb an, wie er im Flußdiagramm nach Fig. 2
gezeigt ist.
Wenn während des Aufnehmer-Annäherungs-Erkennungsvorgangs
der Aufnehmer 6 hingelegt, gerollt oder sonstwie in eine
Lage gebracht wird, die nicht dem Normalbetrieb entspricht,
beurteilt die Steuerschaltung 10 aufgrund der
oben dargelegten Grundidee mit Sicherheit nicht, daß die
Koordinateneingabe erfolgen kann, da der Inhalt des Erkennungsregisters
31 nicht dem Wert "2" entspricht. Folglich
kann auch keine Koordinaten-Feststellungsoperation ansprechend
auf das von dem Aufnehmer 6 kommende Signal durchgeführt
werden, wenn letzterer auf der Eingabeebene liegt.
Folglich lassen sich Fehler und Fehlbetrieb, hervorgerufen
durch Hinfallen oder Hinlegen des Aufnehmers 6, zuverlässig
verhindern.
Wenn außerdem die von dem Aufnehmer 6 festgestellte
Spannung nicht den Schwellenwert V TH erreicht, wird keine
Koordinaten-Feststelloperation durchgeführt, da dann die
Höhe des Aufnehmers 6 nicht korrekt ist und sich der
Aufnehmer 6 nicht in der richtigen Lage befindet (d. h.:
Der Inhalt des Erkennungsregisters 31 wird nicht "2", was
zu dem gleichen Beurteilungsergebnis seitens der Steuerschaltung
10 führt, wie es in der oben beschriebenen
Situation der Fall war). In anderen Worten: Eine Koordinaten-
Feststellung läßt sich nur dann erwarten, wenn der
Aufnehmer 6 in seiner richtigen Lage und Höhe gehalten
wird.
Abweichungen von dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel
sind im Rahmen der Erfindung möglich: Während die
oben beschriebene Koordinateneingabeeinrichtung auf einem
System mit elektromagnetischer Induktion beruht, ist die
erfindungsgemäße Idee auch bei anderen kontaktlosen Erkennungssystemen
einsetzbar, z. B. bei einem System mit elektrostatischer
Induktion.
Die erfindungsgemäße Koordinateneingabeeinrichtung enthält
eine Annäherungs-Detektoreinrichtung für den Koordinatenzeiger
auf der Eingabeebene, durch die festgestellt wird,
ob der Absolutwert des von dem Koordinatenanzeiger erfaßten
Signalpegels während einer einzelnen Abtastoperation zweimal
den vorbestimmten Ausgangspegel übersteigt. Wird der
Koordinatenanzeiger gegenüber der Eingabeebene zu stark
abgehoben, hingelegt oder sonstwie in seiner Lage verändert,
so überschreitet der Ausgangspegel nicht zweimal
den vorbestimmten Pegel innerhalb eines Abtastvorgangs,
so daß die Lageveränderung des Zeigers elektronisch
erfaßt werden kann. In einem solchen Zustand des Zeigers
erfolgt keine Koordinatenfeststellung. Deshalb kommt es
auch nicht zu Fehlern und Fehlbetrieben beim Feststellen
von Koordinateneingaben. Da die Annäherung-Detektoreinrichtung
mit elektronischen Mitteln arbeitet, wird der
Koordinateneingabevorgang nicht abträglich beeinflußt.
Claims (4)
1. Koordinateneingabeeinrichtung, bei der mehrere
parallel in einer Eingabeebene eingebettete Leiter (L)
sequentiell mit Abtastsignalen gespeist werden und eine
Koordinatenstelle auf der Eingabeebene auf der Grundlage
eines Signals erkannt wird, das von einem Koordinatenzeiger
erfaßt wird, mit welchem willkürlich auf eine Stelle
auf der Eingabeebene gezeigt werden kann,
gekennzeichnet durch
eine Einrichtung (31) zum Feststellen der Annäherung des
Koordinatenzeigers (6), wenn dieser ganz in die Nähe der
Eingabeebene gebracht wird, sowie zum Durchführen einer
Koordinaten-Erkennungsoperation, wenn Absolutwerte eines
Ausgangssignals, das von den Leitern (L) erfaßt wird,
während eines einzigen Abtastvorgangs zweimal einen vorbestimmten
Ausgangspegel übersteigen.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der, wenn der Koordinatenzeiger
(6) in großer Nähe der Eingabeebene positioniert
ist, durch den speziellen einzelnen Leiter (L) ein
HF-(Hochfrequenz-)Strom geführt wird.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die
Annäherungs-Feststelleinrichtung (31) für den Koordinatenanzeiger
(6) in einem elektromagnetischen Induktionssystem
betrieben wird.
4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die
Annäherungs-Feststelleinrichtung in einem elektrostatischen
Induktionssystem betrieben wird.
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D2 | Grant after examination | ||
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