DE3727683C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Koordinateneingabeeinrichtung,
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine herkömmliche Koordinateneingabeeinrichtung dieser Art
(DE-OS 35 07 110) enthält in
einer Eingabeebene eingebettete Leiter, und in einem Koordinatenzeiger
befinden sich Spulen, die elektromagnetische
Felder erfassen, die um die durch eine Spannungsquelle
vorgespannten Leiter herum erzeugt werden. Eine derartige
herkömmliche Koordinateneingabeeinrichtung soll im folgenden
anhand der Fig. 1 bis 4 näher erläutert werden.
Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Koordinateneingabeeinrichtung
ist im Prinzip in der DE-OS 35 07 110, genauer in der Japanischen Patentanmeldung
Nr. 60-282772
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 einen Aufnehmer
(Koordinatenzeiger) 6 mit einer Felddetektorspule.
Eine Verstärkerschaltung
dient zum Verstärken eines von dem Aufnehmer 6
erfaßten Ausgangssignals; ferner sind vorgesehen: eine Polaritätsbestimmungsschaltung
8, eine Detektorschaltung 9, Abtast- und Halteverstärker
11 und 12, ein Multiplexer 13, ein Analog/Digital-
(A/D-)Umsetzer 14, ein ROM-Tabellenspeicher 15 zum
Speichern von Kompensationswerten als erste Speichereinrichtung,
ein 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 Quellenleitung 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 Schleifen 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 Quellenleitung 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
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 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.
An der Spitze des Aufnehmers 6 ist die Felddetektorspule
vorgesehen. Sie hat die Aufgabe, das elektromagnetische
Feld zu erfassen und so eine Detektorspannung als Ausgangssignal zu
erzeugen. Diese 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, als Abtastsignal ein 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 der Leiter "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 zwischen X₁ und X n einen
Strom 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 Nullpunktes 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; L5(n+1); L5(n+2); L5(n+3) bzw. 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 Detektorspannung 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 Steuerschaltung 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 Segmentes 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
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.
Die einzelnen Leiter der Schleifen "L" der Eingabeebene 2 b werden sequentiell
angesteuert. Wenn die von der Spule in dem Aufnehmer
6 ausgegebene Feld-Detektorspannung einen vorbestimmten
Wert übersteigt, kann festgestellt werden, daß die
Spitze des Aufnehmers 6 in dichter Nähe zu der Eingabeebene
2 b gehalten wird, und anschließend wird der Abtastvorgang
angehalten,
so daß eine vorbestimmte Koordinaten-Feststelloperation
begonnen wird.
Allerdings ist bei dem herkömmlichen Annäherungs-Detektorverfahren
folgendes zu beachten: Auch 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 nachfolgenden
Signals und auch die Erzeugung 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 diesem 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. In der o. g.
DE-OS 35 07 110 ist in dem als Koordinatenzeiger dienenden
Aufnehmer ein Schalter als Ein-Aus-Schalter vorgesehen, welcher
bei Berührung zwischen Koordinatenzeiger und Eingabeebene betätigt
wird und mit einem Signal eine Torschaltung öffnet. Beide
Ausführungsformen des Koordinatenzeigers (Aufnehmers) mit eingebautem
Schalter sind konstruktiv aufwendig und erfordern ein
relativ dickes Anschlußkabel wegen zusätzlich erforderlicher
Leitungen.
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 Koordinatenzeigers
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.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß das Ausgangssignal
des Koordinatenzeigers besondere Unterschiede aufweist, abhängig
davon, ob der Koordinatenzeiger senkrecht oder waagrecht zur
Eingabeebene positioniert ist. Nur wenn der Schwellenwert zweimal
überschritten wird, liegt eine beabsichtigte Koordinateneingabe
vor. Vorteilhaft ist es, daß durch die Erfindung herkömmliche
Koordinatenzeiger mit Anschlußkabel (Aufnehmer) verwendet
werden können, da die Erfindung mit rein elektronischen Schaltungsmitteln
realisierbar ist. In der DE-OS 28 50 960 ist eine
Koordinateneingabevorrichtung mit gitterförmig in einer Eingabeebene
angeordneten Leitern beschrieben, wobei die Leiter durch
Erregerspulen in Schwingungen gesetzt werden, wozu eine Platte
aus einem magnetostriktivem Material zu Hilfe genommen wird.
Die Koordinatenerfassung beruht auf der Laufzeit der Welle
entlang den jeweiligen Leitern.
In der DE-OS 35 40 626 ist eine Einrichtung zur Zeicheneingabe
und zur Darstellung der Zeichen mittels einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung
beschrieben. Zwar ist dort auf verschiedene
Schräglagen eines Schreibstiftes eingegangen, jedoch werden
dort die Schräglagen nicht dahingehend ausgewertet, ob eine
beabsichtigte oder eine unbeabsichtigte Koordinateneingabe erfolgt.
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 erläutert
werden, wodurch es möglich ist, die korrekte Koordinatenerfassung
nur dann durchzuführen, wenn der Koordinatenzeiger
seine korrekte Lage einnimmt.
Wenn durch die Leiter oder Schleifen "L",
der HF-(Hochfrequenz-)Strom geleitet wird,
ergibt sich eine Magnetfeldstärke, die von der Spule in
dem als Koordinatenzeiger dienenden Aufnehmer 6 erfaßt wird, wie sie in Fig. 5 für den
Zustand dargestellt ist, daß der Aufnehmer 6 etwa 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 Magnetfeldes in der
Nähe des Zeitpunktes "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 Schleife 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 eine Ausführungsform einer
Koordinateneingabeeinrichtung 100 erläutert werden.
Es werden 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 Koordinatenzeiger.
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 es 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
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.
Claims (5)
1. Koordinateneingabeeinrichtung, bei der mehrere parallel in
einer Eingabeebene (2 b) eingebettete Leiter (L) sequentiell mit
Abtastsignalen gespeist werden und eine Koordinatenstelle auf
der Eingabeebene (2 b) auf der Grundlage eines Signals erkannt
wird, das von einem Koordinatenzeiger (6) erfaßt wird, mit
welchem wahlweise auf eine Stelle auf der Eingabeebene (2 b)
gezeigt werden kann, und mit einer Einrichtung (31) zum Feststellen
der Annäherung an die Eingabeebene (2 b) durch den
Koordinatenzeiger (6),
dadurch gekennzeichnet,
daß diese Einrichtung (31) bei Annäherung der Spitze des
Koordinatenzeigers (6) an die Eingabeebene (2 b), während Abtastsignale
in die Leiter (L) eingespeist werden, auf Ausgangssignale
des Koordinatenzeigers (6) anspricht, und daß
eine Koordinatenerkennungsoperation abhängig davon durchgeführt
wird, ob Absolutwerte des Ausgangssignals, das mittels des
Koordinatenzeigers (6) von den Leitern (L) erfaßt wird, während
eines bestimmten Abtastvorgangs zweimal aufeinanderfolgend
einen bestimmten Ausgangspegel (V TH) übersteigen.
2. Koordinateneingabeeinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Abtastsignale HF-Ströme in die einzelnen Leiter eingespeist
werden.
3. Koordinateneingabeeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Koordinatenzeiger durch elektromagnetische Induktion
auf die Abtastsignale anspricht.
4. Koordinateneingabeeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Koordinatenzeiger durch elektrostatische Induktion auf
Abtastsignale anspricht.
5. Koordinateneingabeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die auf Ausgangssignale des Koordinatenzeigers (6) ansprechende
Einrichtung (31) ein Register aufweist, dessen Inhalt
jeweils um "1" erhöht wird, wenn der Absolutwert des Ausgangssignals
während eines bestimmten Abtastvorganges den bestimmten
Ausgangspegel (V TH) übersteigt, und daß der Inhalt
des Registers nach jedem Abtastvorgang auf Null zurückgestellt
wird.
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