JPH09167046A - Ultrasonic stylus pen - Google Patents

Ultrasonic stylus pen

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JPH09167046A
JPH09167046A JP32891095A JP32891095A JPH09167046A JP H09167046 A JPH09167046 A JP H09167046A JP 32891095 A JP32891095 A JP 32891095A JP 32891095 A JP32891095 A JP 32891095A JP H09167046 A JPH09167046 A JP H09167046A
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JP
Japan
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stylus pen
ultrasonic wave
ultrasonic
pen
stylus
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Application number
JP32891095A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keiichi Tsushimi
圭一 都志見
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH09167046A publication Critical patent/JPH09167046A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To attain position input with high precision irrelevantly to the tilt or rotation of the stylus pen by providing a reflection part which reflects an ultrasonic wave and an ultrasonic wave passage window at the tip part of the shaft body of the stylus pen. SOLUTION: A piezoelectric element 4 is driven with an ultrasonic wave driving signal from a control circuit 3 and the ultrasonic wave generated by this piezoelectric element 4 travels along the axis of the stylus pen 1 and is reflected by the conic ultrasonic wave reflection part 5 arranged at the tip part la of the stylus pen 1 and converted into an ultrasonic wave which is diverged at the periphery of the stylus pen 1 over a 360 deg. range. The ultrasonic wave which is reflected by the ultrasonic wave reflection part 5 and diverged over a 360 deg. range is sent out through plural ultrasonic wave passage windows 6 provided at the tip part 1a of the stylus pen 1. In this case, the position of the tip part 1a of the stylus pen 1 and the sending-out position of the ultrasonic wave, i.e., the arrangement positions of the ultrasonic wave passage windows 6 can be put close to each other.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は手書き入力機能を
有するコンピュータシステム等において位置入力を行う
ために用いられる超音波スタイラスペンに関し、特にス
タイラスペンの先端部から超音波を周囲に送出できるよ
うに構成して、スタイラスペンの傾き、回転によらずに
高精度で位置入力ができるようにした超音波スタイラス
ペンに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic stylus pen used for position input in a computer system or the like having a handwriting input function, and in particular, it is constructed so that ultrasonic waves can be sent from the tip of the stylus pen to the surroundings. The present invention also relates to an ultrasonic stylus pen that enables highly accurate position input without depending on the tilt or rotation of the stylus pen.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、手書き入力機能を有するコンピュ
ータシステム等における入力装置としては、 1)赤外線方式によるもの 2)感圧方式によるもの 3)静電容量方式によるもの 4)電磁方式によるもの 5)超音波方式によるもの 等が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an input device in a computer system or the like having a handwriting input function, 1) an infrared type 2) a pressure sensitive type 3) an electrostatic capacitance type 4) an electromagnetic type 5) Ultrasonic methods are known.

【0003】ここで、1)の赤外線方式によるものとし
ては、赤外線線を発光するライトペンによるスポット位
置を半導体位置検出素子を用いて検出するもの、入力面
に複数の赤外線発光素子および受光素子を配設して、赤
外線発光素子から発光された赤外線が指、入力ペン等に
より遮られた位置を受光素子の出力から判別することに
より指示位置を検出するもの等が知られている。
The infrared method 1) is one in which a spot position by a light pen that emits infrared rays is detected using a semiconductor position detecting element, and a plurality of infrared light emitting elements and light receiving elements are provided on an input surface. There is known a device which is provided and detects the indicated position by discriminating the position where the infrared light emitted from the infrared light emitting element is blocked by a finger, an input pen or the like from the output of the light receiving element.

【0004】また、2)の感圧方式によるものとして
は、複数のX軸電極が配設された電極シートと複数のY
軸電極が配設された支持体とをドットスペーサを介在さ
せて重ね合わせた感圧パネルを用いたもの、平行する2
枚のプレートを3次元スプリングを介して重ね合わせ、
指、入力ペン等により触れた位置の電流の変化を検出す
ることにより指示位置を検出するもの等が知られてい
る。
In the pressure sensitive method of 2), an electrode sheet having a plurality of X-axis electrodes and a plurality of Y sheets are provided.
One using a pressure-sensitive panel in which a support provided with an axis electrode is superposed with a dot spacer interposed, and parallel 2
Stack the three plates through the three-dimensional spring,
2. Description of the Related Art There is known a device that detects a designated position by detecting a change in current at a position touched with a finger, an input pen, or the like.

【0005】また、3)の静電容量方式によるものとし
ては、2枚のガラス上に蒸着形成された導電性の膜をそ
れぞれX軸、Y軸電極パターンとしてこの2枚のガラス
を電極パターン形成面を向かい合わせて張り合わせた静
電容量結合方式パネルを用いたもの等が知られている。
In the electrostatic capacitance method of 3), a conductive film vapor-deposited on two sheets of glass is used as an X-axis and Y-axis electrode pattern, and the two sheets of glass are formed into an electrode pattern. There is known one using a capacitive coupling type panel in which the surfaces are faced to each other and bonded together.

【0006】更に、4)の電磁方式によるものとして
は、入力面に複数のセンサアンテナコイルを配設すると
ともに、入力ペンにはコイルとコンデンサからなる共振
回路を内蔵させ、まず上記複数のセンサアンテナコイル
に交流電流を流すことにより電磁誘導を利用して上記入
力ペンの共振回路に電流を流し、次に上記複数のセンサ
アンテナコイルに流した交流電流をを切り、この状態で
上記上記入力ペンの共振回路に流れる電流により発生す
る磁界を上記複数のセンサアンテナコイルで検出するこ
とにより入力ペンの指示位置を検出するもの等が知られ
ている。
Further, according to the electromagnetic method of 4), a plurality of sensor antenna coils are arranged on an input surface, and a resonance circuit including a coil and a capacitor is built in an input pen. A current is caused to flow through the resonance circuit of the input pen using electromagnetic induction by flowing an alternating current through the coil, and then the alternating current flowing through the plurality of sensor antenna coils is turned off. There is known a device that detects a pointing position of an input pen by detecting a magnetic field generated by a current flowing through a resonance circuit with the plurality of sensor antenna coils.

【0007】また、5)の超音波方式によるものとして
は、 a)ガラス基板上に超音波表面弾性波を発生する超音波
振動素子および超音波受信素子を配設し、指等の弾性波
吸収体の存在を上記超音波受信素子の受信信号の変化か
ら検出する超音波表面弾性波方式によるもの b)特開昭64−10319号に開示されているよう
に、スクリーンパネルの表面に少なくとも2つの超音波
送受信機のセットを実装し、上記各セットの超音波送受
信機から送出された超音波が上記スクリーンパネルで所
望の位置を指示しているスタイラスペンで反射され該セ
ットの超音波送受信機で受信されるまでの時間から上記
スタイラスペンで指示されている上記スクリーンパネル
上の位置を演算算出するようにしたもの c)実開昭64−7340号に開示されているように、
同一平面上の既知な3点以上の点にマイクロホンを配設
するとともに、上記平面上の任意の座標位置に置くこと
のできる発音体を設け、上記マイクロホンの中の2つの
マイクロホンに発生する電圧の時間差から上記発音体を
含む双曲線の位置を決定し、この双曲線の2本以上の交
点から上記発音体の座標位置を決定するようにしたもの
等が知られている。
The ultrasonic method of 5) is as follows: a) An ultrasonic vibrating element for generating ultrasonic surface acoustic waves and an ultrasonic receiving element are arranged on a glass substrate to absorb elastic waves of a finger or the like. An ultrasonic surface acoustic wave method for detecting the presence of a body from the change in the received signal of the ultrasonic receiving element. B) As disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 64-10319, at least two on the surface of the screen panel. The set of ultrasonic transceivers is mounted, and the ultrasonic waves transmitted from the ultrasonic transceivers of each set are reflected by the stylus pen indicating the desired position on the screen panel. The position on the screen panel designated by the stylus pen is calculated from the time until the signal is received. C) Disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 64-7340. As there,
Microphones are arranged at three or more known points on the same plane, and a sounding body which can be placed at an arbitrary coordinate position on the plane is provided, and a voltage generated at two microphones among the microphones is measured. It is known that a position of a hyperbola including the sounding body is determined from a time difference, and a coordinate position of the sounding body is determined from two or more intersections of the hyperbola.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の1)〜4)の入力装置はいずれも構造が複雑であり、
製造コストが高価になるという問題がある。また、任意
サイズ、種類の入力面(ディスプレイ)への適用が困難
である。
However, each of the above-mentioned conventional input devices 1) to 4) has a complicated structure.
There is a problem that the manufacturing cost becomes high. In addition, it is difficult to apply an arbitrary size and type of input surface (display).

【0009】また、5)のa)のものは、その製造が難
しく、製造コストが高価になるという問題があり、1)
〜4)と同様に任意サイズ、種類の入力面(ディスプレ
イ)への適用が困難であるという問題がある。
In addition, 5) a) has a problem that it is difficult to manufacture and the manufacturing cost is high.
As in the case of 4), there is a problem that it is difficult to apply it to an input surface (display) of arbitrary size and type.

【0010】更に、5)のb)のものは、操作者の手な
どとスタイラスペンとの区別が不可能であり、それに起
因して誤動作を引き起こす可能性が高いという問題があ
る。そこで、5)のc)に示すように、スタイラスペン
としてに超音波を送出する超音波スタイラスペンを用い
た構成が注目されている。
[0010] Furthermore, in the case of item 5) b), it is impossible to distinguish between the stylus pen and the hand of the operator, and there is a problem that a malfunction is likely to be caused due to this. Therefore, as shown in c) of 5), attention is paid to a configuration using an ultrasonic stylus pen that transmits ultrasonic waves as a stylus pen.

【0011】しかし、スタイラスペンから超音波を送出
するためには、スタイラスペンに超音波を送出ための構
成を設けなければならないが、例えば、図11に示すよ
うに、スタイラスペン10の軸体の途中に超音波を発生
する圧電振動素子11を取り付けると、このスタイラス
ペン10により位置入力を行うX軸、Y軸で規定される
入力面に対するこのスタイラスペン10の傾き、回転位
置等により、この入力面上でのスタイラスペン10の先
端による指示位置と圧電振動素子11の位置とがずれ、
これによりこのスタイラスペンによる正確な位置入力が
できないという問題がある。
However, in order to send ultrasonic waves from the stylus pen, it is necessary to provide the stylus pen with a structure for sending ultrasonic waves. For example, as shown in FIG. When a piezoelectric vibrating element 11 for generating ultrasonic waves is attached on the way, the stylus pen 10 is used to input the position depending on the tilt, rotation position, etc. of the stylus pen 10 with respect to the input surface defined by the X axis and the Y axis. The position pointed by the tip of the stylus pen 10 on the surface and the position of the piezoelectric vibrating element 11 are displaced,
As a result, there is a problem in that accurate position input cannot be performed with this stylus pen.

【0012】例えば、図12に示すように、スタイラス
ペン10の先端により入力面上のX軸とY軸の交点位置
Pを指示した場合を考え、ここで、このスタイラスペン
10がA方向またはB方向に傾いたとすると、この傾き
に応じて圧電振動素子11の入力面上における位置はス
タイラスペン10の先端による指示位置Pからずれるこ
とになる。
For example, as shown in FIG. 12, let us consider a case where the tip of the stylus pen 10 indicates the intersection point P of the X-axis and the Y-axis on the input surface, where the stylus pen 10 is in the A direction or B direction. If it is tilted in the direction, the position of the piezoelectric vibrating element 11 on the input surface deviates from the position P indicated by the tip of the stylus pen 10 according to this tilt.

【0013】ここで、このスタイラスペン10に取り付
けられた圧電振動素子11の入力面上における位置を、
このスタイラスペン10による入力位置として算出入力
したのでは、ユーザが実際に入力した位置と異なる位置
が入力されることになり、特に細かい図形を入力するよ
うな場合には正確な位置入力ができないという問題があ
る。
Here, the position of the piezoelectric vibrating element 11 attached to the stylus pen 10 on the input surface is
If the position calculated by the stylus pen 10 is calculated and input, a position different from the position actually input by the user will be input, and it is impossible to input an accurate position particularly when inputting a fine graphic. There's a problem.

【0014】同様に、図13に示すように、スタイラス
ペン10の先端により入力面上のX軸とY軸の交点位置
Pを指示した状態で、例えばスタイラスペン10をC方
法に回転したとすると、この回転位置に応じて圧電振動
素子11の入力面上における位置はスタイラスペン10
の先端による指示位置Pからずれることになり、ユーザ
の意図した正確な位置入力ができないという問題が生じ
る。
Similarly, as shown in FIG. 13, when the stylus pen 10 is rotated by the C method with the tip of the stylus pen 10 indicating the intersection point position P of the X axis and the Y axis on the input surface. , The position of the piezoelectric vibrating element 11 on the input surface depends on the rotational position.
The position is deviated from the designated position P by the tip of the, and the problem occurs that the user cannot input the correct position as intended.

【0015】そこで、この発明は、スタイラスペンの傾
き、回転によらずに高精度で位置入力ができるようにし
た超音波スタイラスペンを提供することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide an ultrasonic stylus pen which enables highly accurate position input without depending on the tilt or rotation of the stylus pen.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ため、この発明は、スタイラスペン(1)の軸体内に超
音波発信手段(4)を内蔵するとともに、該スタイラス
ペンの軸体の先端部(1a)に前記超音波発信手段から
出力された超音波を反射させる略円錐型の反射部(5)
および該反射部で反射された超音波を外部に送出する超
音波通過窓(6)を設けたことを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention incorporates ultrasonic wave transmitting means (4) in the shaft of a stylus pen (1) and the tip of the shaft of the stylus pen. A substantially conical reflection part (5) that reflects the ultrasonic wave output from the ultrasonic wave transmitting means to the part (1a).
And an ultrasonic wave passing window (6) for sending out the ultrasonic wave reflected by the reflecting portion to the outside.

【0017】ここで、上記反射部(5)は、好ましくは
その形状が略円錐型からなる。
Here, the reflecting portion (5) preferably has a substantially conical shape.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】この発明の超音波スタイラスペン
は、スタイラスペンの軸体内に内蔵された超音波発信手
段により超音波を発生する。ここで、この超音波発信手
段は超音波を発生する超音波発生素子として、例えば圧
電素子を有するとともに、この超音波発生素子を駆動制
御するために制御回路を有する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The ultrasonic stylus pen of the present invention generates ultrasonic waves by ultrasonic wave transmitting means built in the shaft of the stylus pen. Here, the ultrasonic wave transmitting means has, for example, a piezoelectric element as an ultrasonic wave generating element for generating an ultrasonic wave, and also has a control circuit for driving and controlling the ultrasonic wave generating element.

【0019】また、この超音波スタイラスペンは、例え
ば、コードレスとして使用できるようにその駆動電源で
ある電池を内蔵する。
Further, this ultrasonic stylus pen has a built-in battery as its driving power source so that it can be used, for example, as a cordless pen.

【0020】超音波発信手段から発生された超音波はス
タイラスペンの軸体内をスタイラスペンの先端部に向か
って進み、スタイラスペンの先端部に配設された反射部
で360度の範囲に広がって反射され、スタイラスペン
の先端部の周面部にこの反射部に対応して設けられた超
音波通過窓を通って外部に送出される。
The ultrasonic wave generated from the ultrasonic wave transmitting means travels through the shaft of the stylus pen toward the tip of the stylus pen, and spreads in the range of 360 degrees by the reflection part provided at the tip of the stylus pen. The reflected light is transmitted to the outside through an ultrasonic wave passing window provided on the peripheral surface portion of the tip portion of the stylus pen corresponding to the reflecting portion.

【0021】ここで、この反射部は例えば好ましくは略
円錐型の反射体から構成することができる。なお、この
反射部は略円錐型に限らず四角錐型、六角錐型などの多
角錐型から構成してもよい。要は、超音波発信手段から
発生された超音波を反射させることにより入力面等の表
面近傍を広がって伝送する超音波に変換できるものであ
ればいかなる形状のものでもよい。
Here, the reflecting portion can be composed of, for example, a reflector having a substantially conical shape. The reflecting portion is not limited to the substantially conical shape, but may be a polygonal pyramid shape such as a quadrangular pyramid shape or a hexagonal pyramid shape. In short, any shape may be used as long as it can convert the ultrasonic waves generated from the ultrasonic wave transmitting means into ultrasonic waves that spread and propagate near the surface such as the input surface.

【0022】また、超音波通過窓はスタイラスペンの先
端部の周面部に360度の範囲に渡って形成された複数
の円形または他の形状の孔から構成することができる。
Further, the ultrasonic wave passage window can be constituted by a plurality of circular or other holes formed in the peripheral surface of the tip of the stylus pen over a range of 360 degrees.

【0023】ここで、この超音波通過窓は開孔から構成
してもよいし、また超音波を通過させる部材で覆ったも
のでもよい。
Here, the ultrasonic wave passage window may be constituted by an opening or may be covered with a member for transmitting ultrasonic waves.

【0024】以下、この発明に係わる超音波スタイラス
ペンの実施例を添付図面を参照して詳細に説明する。
Embodiments of an ultrasonic stylus pen according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【0025】図1は、この発明に係わる超音波スタイラ
スペンの一実施例の概略構成を示したものである。
FIG. 1 shows a schematic structure of an embodiment of an ultrasonic stylus pen according to the present invention.

【0026】図1において、スタイラスペン1は、その
内部に超音波を発生する圧電素子4が内蔵される。この
圧電素子4は、このスタイラスペン1の電源を構成する
二次電池である電池2からの給電により動作する制御回
路3からの超音波駆動信号により駆動され、超音波を発
生する。
In FIG. 1, the stylus pen 1 has a piezoelectric element 4 for generating ultrasonic waves therein. The piezoelectric element 4 is driven by an ultrasonic wave drive signal from a control circuit 3 that operates by power supply from a battery 2 that is a secondary battery that constitutes the power source of the stylus pen 1, and generates an ultrasonic wave.

【0027】この圧電素子4から発生された超音波7は
このスタイラスペン1の先端部1aに設けられた超音波
反射部5で反射され、このスタイラスペン1の先端部1
aに設けられた超音波通過窓6を通って外部に送出され
る。
The ultrasonic wave 7 generated from the piezoelectric element 4 is reflected by the ultrasonic wave reflecting portion 5 provided at the tip portion 1a of the stylus pen 1, and the tip portion 1 of the stylus pen 1 is reflected.
It is sent to the outside through the ultrasonic wave passage window 6 provided in a.

【0028】図2は、図1に示したスタイラスペン1の
先端部1aを拡大して示したものである。このスタイラ
スペン1の先端に設けられた超音波反射部5はその頂点
が圧電素子4の超音波出力面に対向した略円錐形状から
なり、また、超音波通過窓6は、この超音波反射部5に
配設位置に対応して複数の超音波通過窓6として形成さ
れている。
FIG. 2 is an enlarged view of the tip portion 1a of the stylus pen 1 shown in FIG. The ultrasonic wave reflection portion 5 provided at the tip of the stylus pen 1 has a substantially conical shape with its apex facing the ultrasonic wave output surface of the piezoelectric element 4, and the ultrasonic wave passage window 6 has the ultrasonic wave reflection portion 5. 5 are formed as a plurality of ultrasonic wave passage windows 6 corresponding to the arrangement positions.

【0029】したがって、制御回路3からの超音波駆動
信号により圧電素子4が駆動され、この圧電素子4から
発生される超音波7は、このスタイラスペン1の軸方向
に進み、この超音波7は、このスタイラスペン1の先端
部1aに配設された円錐形状の超音波反射部5で反射さ
れ、このスタイラスペン1の周囲に360度の範囲で拡
がる超音波に変換される。
Therefore, the piezoelectric element 4 is driven by the ultrasonic drive signal from the control circuit 3, and the ultrasonic wave 7 generated from the piezoelectric element 4 advances in the axial direction of the stylus pen 1 and the ultrasonic wave 7 is generated. The ultrasonic wave is reflected by the conical ultrasonic wave reflecting portion 5 provided at the tip 1a of the stylus pen 1 and converted into ultrasonic waves that spread around the stylus pen 1 in the range of 360 degrees.

【0030】この超音波反射部5で反射され、360度
の範囲で拡がる超音波は、このスタイラスペン1の先端
部1aに設けられた複数の超音波通過窓6を通って外部
に送出されることになる。
The ultrasonic waves reflected by the ultrasonic wave reflecting portion 5 and spreading in the range of 360 degrees are sent to the outside through a plurality of ultrasonic wave passing windows 6 provided at the tip portion 1a of the stylus pen 1. It will be.

【0031】この図1乃至図2に示す構成によると、ス
タイラスペン1の先端部1aの位置とこのスタイラスペ
ン1から送出される超音波の送出位置、すなわち超音波
通過窓6の配設位置とを近接させることができ、これに
より、スタイラスペン1の向きまたはその傾きによら
ず、スタイラスペン1の先端部1aによる指示位置とス
タイラスペン1からの超音波送出位置とをほぼ一致させ
ることができる。
According to the configuration shown in FIGS. 1 and 2, the position of the tip portion 1a of the stylus pen 1 and the position of sending the ultrasonic waves sent from the stylus pen 1, that is, the position where the ultrasonic wave passing window 6 is arranged. Can be brought close to each other, whereby the position pointed by the tip portion 1a of the stylus pen 1 and the ultrasonic wave sending position from the stylus pen 1 can be made substantially coincident with each other regardless of the direction of the stylus pen 1 or its inclination. .

【0032】なお、図1に示したスタイラスペン1を用
いる場合、超音波を実際に発生する圧電素子4の位置と
このスタイラスペン1から送出される超音波の送出位
置、すなわち超音波通過窓6の配設位置との間は、図1
に示すように、距離Lだけ離れているので、後述するよ
うに、このスタイラスペン1からの超音波送出タイミン
グに基づき、このスタイラスペン1の先端位置を検出す
る構成をとった場合には、この距離Lだけ補正する必要
がある。
When the stylus pen 1 shown in FIG. 1 is used, the position of the piezoelectric element 4 that actually generates ultrasonic waves and the position of the ultrasonic wave sent from the stylus pen 1, that is, the ultrasonic wave passing window 6 Between the installation position and
As shown in FIG. 3, since the distance is L, the tip position of the stylus pen 1 is detected based on the ultrasonic wave transmission timing from the stylus pen 1 as described later. It is necessary to correct the distance L.

【0033】図3は、図1乃至図2に示したスタイラス
ペン1を用いて構成した情報処理装置の概略構成を示し
たものである。
FIG. 3 shows a schematic configuration of an information processing apparatus configured by using the stylus pen 1 shown in FIGS. 1 and 2.

【0034】図3において、この情報処理装置は図1乃
至図2に示したスタイラスペン1を用いて表示部50の
表示画面上で指示された指示位置に対応する画像を表示
部50の表示画面上に表示するものである。
In FIG. 3, this information processing apparatus displays an image corresponding to a designated position on the display screen of the display unit 50 using the stylus pen 1 shown in FIGS. 1 and 2 on the display screen of the display unit 50. The one shown above.

【0035】この実施例においては、スタイラスペン1
から送出される超音波に基づき表示部50の表示画面上
における指示位置を検出してこの指示位置に対応する画
像を表示部50の表示画面上に表示する。
In this embodiment, the stylus pen 1
The pointed position on the display screen of the display unit 50 is detected based on the ultrasonic waves transmitted from the display unit 50, and the image corresponding to the pointed position is displayed on the display screen of the display unit 50.

【0036】すなわち、この情報処理装置はスタイラス
ペン1から発生された超音波を受信する2個の超音波受
信素子31a、31bと、この2個の超音波受信素子3
1a、31bの受信出力を処理する超音波受信部30
と、この超音波受信部30の処理結果に基づきスタイラ
スペン1による指示位置を演算してこの指示位置に対応
する画像の表示部50における表示制御を行う演算処理
部40とを具備して構成される。
That is, this information processing apparatus includes two ultrasonic wave receiving elements 31a and 31b for receiving the ultrasonic wave generated from the stylus pen 1 and the two ultrasonic wave receiving elements 3
Ultrasonic receiver 30 for processing the reception output of 1a and 31b
And a calculation processing unit 40 that calculates a pointed position by the stylus pen 1 based on the processing result of the ultrasonic wave receiving unit 30 and performs display control of an image corresponding to the pointed position on the display unit 50. It

【0037】この情報処理装置の外観は、例えば図4に
示すように構成されており、表示部50の表示画面に対
して所定の位置関係で2個の超音波受信素子31a、3
1bが配設されており、また上記超音波受信部30およ
び演算処理部40はこの情報処理装置本体100内に内
蔵されている。
The external appearance of this information processing apparatus is configured, for example, as shown in FIG. 4, and two ultrasonic wave receiving elements 31a, 3a are arranged in a predetermined positional relationship with the display screen of the display section 50.
1b is provided, and the ultrasonic wave receiving section 30 and the arithmetic processing section 40 are built in the information processing apparatus main body 100.

【0038】また、表示部50の表示画面の近傍には、
図4に示すように、スタイラスペン1の不使用時にこの
スタイラスペン1を収容するためのペンホルダ34が設
けられている。ここで、スタイラスペン1はコードレス
のスタイラスペンとして構成され、このスタイラスペン
1の駆動電源は図1に示したようにこのスタイラスペン
1に内蔵された二次電池である電池2が用いられている
ので、上記ペンホルダ34はこの二次電池を充電するた
めのアダプタとしての機能も有している。
In the vicinity of the display screen of the display unit 50,
As shown in FIG. 4, a pen holder 34 for accommodating the stylus pen 1 when the stylus pen 1 is not used is provided. Here, the stylus pen 1 is configured as a cordless stylus pen, and a battery 2 which is a secondary battery built in the stylus pen 1 is used as a driving power source of the stylus pen 1 as shown in FIG. Therefore, the pen holder 34 also has a function as an adapter for charging the secondary battery.

【0039】まず、この図3に示した2個の超音波受信
素子31a、31bの受信出力に基づき表示部50の表
示画面上に対するスタイラスペン1による指示位置の検
出原理を説明する。
First, the principle of detecting the pointed position by the stylus pen 1 on the display screen of the display section 50 based on the reception outputs of the two ultrasonic wave receiving elements 31a and 31b shown in FIG. 3 will be described.

【0040】図5は、表示部50の表示画面に対して所
定の位置関係で配設された2個の超音波受信素子31
a、31bとスタイラスペン1による指示位置の関係を
示したものである。
FIG. 5 shows two ultrasonic wave receiving elements 31 arranged in a predetermined positional relationship with the display screen of the display section 50.
3A and 3B show the relationship between the position indicated by the stylus pen 1 and 31b.

【0041】今、この2個の超音波受信素子31a、3
1bに固定された2次元座標系X−Yを考え、この表示
部50の表示画面の横方向の長さをWとする。
Now, these two ultrasonic receiving elements 31a, 3
Considering a two-dimensional coordinate system XY fixed to 1b, the horizontal length of the display screen of the display unit 50 is W.

【0042】ここで、超音波受信素子31aは、この2
次元座標系X−Yの原点に配設されており、超音波受信
素子31bは、この2次元座標系X−YのY軸上の点
(0、W)に配設されているとする。
Here, the ultrasonic receiving element 31a is
It is assumed that the ultrasonic receiving element 31b is arranged at the origin of the dimensional coordinate system XY, and the ultrasonic receiving element 31b is arranged at a point (0, W) on the Y axis of the two-dimensional coordinate system XY.

【0043】また、スタイラスペン1による指示位置
が、この2次元座標系X−Y上の点(x、y)であると
するとし、超音波受信素子31aから点(x、y)まで
の距離をa、超音波受信素子31bから点(x、y)ま
での距離をbとすると、 a2 =x2 +y2 …(1) b2 =(W−x)2 +y2 …(2) の関係が成立する。この式(1)〜(2)からx、yに
ついて解くと x=(a2 −b2 +W2 )/2W …(3) y=±SQRT[a2 −{(a2 −b2 +W2 )/2W}2 ]…(4) ただし、SQRT(A)はAの平方根を示す。
Further, assuming that the position pointed by the stylus pen 1 is a point (x, y) on the two-dimensional coordinate system XY, the distance from the ultrasonic receiving element 31a to the point (x, y). Is a and the distance from the ultrasonic receiving element 31b to the point (x, y) is b, a 2 = x 2 + y 2 (1) b 2 = (W−x) 2 + y 2 (2) The relationship is established. Solving x and y from these equations (1) to (2), x = (a 2 −b 2 + W 2 ) / 2W (3) y = ± SQRT [a 2 − {(a 2 −b 2 + W 2 ) / 2W} 2 ] ... (4) However, SQRT (A) shows the square root of A.

【0044】となる。ここでWは既知の値であるので、
超音波受信素子31aから点(x、y)までの距離a、
超音波受信素子31bから点(x、y)までの距離bが
わかれば、2個の超音波受信素子31a、31bに固定
された2次元座標系X−Y上におけるスタイラスペン1
による指示位置(x、y)を求めることができる。
Is as follows. Since W is a known value here,
The distance a from the ultrasonic receiving element 31a to the point (x, y),
If the distance b from the ultrasonic receiving element 31b to the point (x, y) is known, the stylus pen 1 on the two-dimensional coordinate system XY fixed to the two ultrasonic receiving elements 31a and 31b.
The pointed position (x, y) can be obtained.

【0045】この実施例においては、超音波受信素子3
1aからスタイラスペン1による指示位置(x、y)ま
での距離a、超音波受信素子31bからスタイラスペン
1による指示位置(x、y)までの距離bを、スタイラ
スペン1の先端から出力される超音波を用いて検出す
る。
In this embodiment, the ultrasonic receiving element 3
The distance a from the stylus pen 1 to the position (x, y) designated by the stylus pen 1 and the distance b from the ultrasonic receiving element 31b to the position (x, y) designated by the stylus pen 1 are output from the tip of the stylus pen 1. Detect using ultrasound.

【0046】具体的には、この距離a、距離bの検出
は、スタイラスペン1の先端から出力される超音波が超
音波受信素子31a、31bで検出するまでの時間T
a、Tbを検出することにより行われる。
Specifically, the distances a and b are detected by the time T until the ultrasonic wave output from the tip of the stylus pen 1 is detected by the ultrasonic wave receiving elements 31a and 31b.
This is performed by detecting a and Tb.

【0047】ところで、上述したように、この実施例で
はスタイラスペン1内に内蔵された圧電素子4から発生
された超音波をスタイラスペン1の先端部1aに配設さ
れた反射部5で反射させて超音波通過窓6を通って外部
に送出するように構成されているので、上記時間Ta、
Tbは、圧電素子6から発生された超音波が超音波受信
素子31a、31bで検出するまでの時間となる。
By the way, as described above, in this embodiment, the ultrasonic wave generated from the piezoelectric element 4 incorporated in the stylus pen 1 is reflected by the reflecting portion 5 provided at the tip 1a of the stylus pen 1. Since the ultrasonic wave is transmitted to the outside through the ultrasonic wave passing window 6, the time Ta,
Tb is the time until the ultrasonic wave generated from the piezoelectric element 6 is detected by the ultrasonic wave receiving elements 31a and 31b.

【0048】すなわち、上記時間Ta、Tbには圧電素
子4から発生された超音波が超音波通過窓8に到達する
までの時間を含んでいる。ここで、圧電素子4から超音
波が超音波通過窓8までの距離は図1に示したようにL
であるから、超音波の空間伝達速度をCとすると、上記
距離a、距離bは a=C×Ta−L …(5) b=C×Tb−L …(6) により求めることができる。
That is, the times Ta and Tb include the time taken for the ultrasonic waves generated from the piezoelectric element 4 to reach the ultrasonic wave passage window 8. Here, the distance from the piezoelectric element 4 to the ultrasonic wave passing window 8 is L as shown in FIG.
Therefore, assuming that the spatial transmission velocity of the ultrasonic wave is C, the distance a and the distance b can be obtained by a = C × Ta−L (5) b = C × Tb−L (6).

【0049】このスタイラスペン1の先端から出力され
る超音波が超音波受信素子31a、31bで検出するま
での時間Ta、Tbを検出する処理は、図3に示す超音
波受信部30における受信処理部32で行われる。
The process of detecting the times Ta and Tb until the ultrasonic wave output from the tip of the stylus pen 1 is detected by the ultrasonic wave receiving elements 31a and 31b is the receiving process in the ultrasonic wave receiving unit 30 shown in FIG. Part 32.

【0050】ところで、この実施例では、図3および図
4に示すようにスタイラスペン1の不使用時にこのスタ
イラスペン1を収納するペンホルダ35が設けられてお
り、このペンホルダ35には、後に詳述するように、ス
タイラスペン1の制御回路3の制御により圧電素子4か
ら出力される超音波の出力タイミングと受信処理部32
における受信処理との同期をとる同期回路35が設けら
れている。
By the way, in this embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, a pen holder 35 for accommodating the stylus pen 1 when the stylus pen 1 is not used is provided. This pen holder 35 will be described in detail later. As described above, the output timing of the ultrasonic waves output from the piezoelectric element 4 under the control of the control circuit 3 of the stylus pen 1 and the reception processing unit 32.
A synchronizing circuit 35 is provided for synchronizing with the receiving process in.

【0051】この同期回路35は、受信処理部32に設
けられた基本クロック生成回路324から出力される基
本クロックを計数し、その計数値が一定の値になる毎に
スタイラスペン1の超音波発信手段から出力される超音
波の出力タイミングを制御する同期信号を出力するよう
に構成されている。
The synchronizing circuit 35 counts the basic clocks output from the basic clock generating circuit 324 provided in the reception processing section 32, and transmits the ultrasonic wave of the stylus pen 1 every time the counted value becomes a constant value. It is configured to output a synchronization signal for controlling the output timing of the ultrasonic wave output from the means.

【0052】また、スタイラスペン1の制御回路3に
は、上記基本クロック生成回路324と同一の周波数の
基本クロックを生成する後に説明する基本クロック生成
回路(オシレータ)が設けられており、この基本クロッ
ク生成回路は、このスタイラスペン1がペンホルダ35
に収納されたときに、上記同期回路35から出力される
同期信号を入力して、上記受信処理部32に設けられた
基本クロック生成回路324との同期を確立し、このス
タイラスペン1をペンホルダ35から取り出した後は、
上記同期回路35と同様にこの受信処理部32に設けら
れた基本クロック生成回路324との同期して動作する
基本クロック生成回路から出力される基本クロックを計
数し、その計数値が一定の値になる毎にスタイラスペン
1の超音波発信手段から出力される超音波の出力タイミ
ングを制御するように構成されている。
Further, the control circuit 3 of the stylus pen 1 is provided with a basic clock generating circuit (oscillator) which will be described later for generating a basic clock having the same frequency as that of the basic clock generating circuit 324. The stylus pen 1 is used as a pen holder 35 in the generation circuit.
When the stylus pen 1 is stored in the pen holder 35, the synchronization signal output from the synchronization circuit 35 is input to establish synchronization with the basic clock generation circuit 324 provided in the reception processing unit 32. After taking out from
Similar to the synchronizing circuit 35, the basic clock output from the basic clock generating circuit that operates in synchronization with the basic clock generating circuit 324 provided in the reception processing unit 32 is counted, and the count value becomes a constant value. The output timing of the ultrasonic wave output from the ultrasonic wave transmitting means of the stylus pen 1 is controlled every time.

【0053】すなわち、スタイラスペン1をペンホルダ
35に収納すると、スタイラスペン1の超音波発信手段
から出力される超音波の出力タイミングと受信処理部3
2における受信処理との同期がとられ、スタイラスペン
1の超音波発信手段から出力される超音波の出力タイミ
ングは同期回路35から受信処理部32に加えられる同
期信号のタイミングと一致することになる。
That is, when the stylus pen 1 is housed in the pen holder 35, the output timing of the ultrasonic wave output from the ultrasonic wave transmitting means of the stylus pen 1 and the reception processing section 3 will be described.
2 and the output timing of the ultrasonic wave output from the ultrasonic wave transmitting means of the stylus pen 1 coincides with the timing of the synchronization signal applied from the synchronization circuit 35 to the reception processing unit 32. .

【0054】同期回路35から受信処理部32に加えら
れる同期信号は、受信処理部32のカウンタ321、3
22のリセット端子に加えられ、カウンタ321、32
2はこの同期信号に同期してクリアされる。
The synchronization signals applied from the synchronization circuit 35 to the reception processing unit 32 are the counters 321 and 3 of the reception processing unit 32.
Counters 321, 32
2 is cleared in synchronization with this synchronization signal.

【0055】また、カウンタ321、322の計数入力
端子には基本クロック生成回路324から出力される基
本クロックが入力され、またこのカウンタ321、32
2の計数停止を制御する制御入力端子には、スタイラス
ペン1の先端から出力される超音波を受信したときに超
音波受信素子31a、31bからそれぞれ出力される受
信クロックが入力されている。
The basic clock output from the basic clock generation circuit 324 is input to the count input terminals of the counters 321 and 322, and the counters 321 and 32 are also input.
Reception clocks output from the ultrasonic receiving elements 31a and 31b when the ultrasonic waves output from the tip of the stylus pen 1 are received are input to the control input terminal 2 for controlling the counting stop.

【0056】すなわち、カウンタ321、322は、ス
タイラスペン1の先端から超音波が出力されるタイミン
グで同時にリセットされ、それぞれ超音波受信素子31
a、31bから受信クロックが入力されるまで基本クロ
ック生成回路324から出力される基本クロックを計数
し、その結果、カウンタ321、322の計数値は、ス
タイラスペン1の先端から出力される超音波が超音波受
信素子31a、31bで検出するまでの時間Ta、Tb
に対応するものになる。
That is, the counters 321 and 322 are simultaneously reset at the timing when ultrasonic waves are output from the tip of the stylus pen 1, and the ultrasonic wave receiving elements 31 are respectively reset.
The basic clock output from the basic clock generation circuit 324 is counted until the reception clock is input from the a and 31b. As a result, the count values of the counters 321 and 322 are determined by the ultrasonic wave output from the tip of the stylus pen 1. Times Ta and Tb until detection by ultrasonic receiving elements 31a and 31b
It corresponds to.

【0057】図6は、このカウンタ321、322によ
る時間Ta、Tbの検出動作をタイミングチャートで示
したものである。
FIG. 6 is a timing chart showing the detection operation of the times Ta and Tb by the counters 321 and 322.

【0058】すなわち、スタイラスペン1の制御回路3
の基本クロック生成回路は図6の(a)に示す基本クロ
ックを生成し、図6の(a)に示す同期信号の立上がり
に同期してスタイラスペン1の先端から超音波を出力す
るための図6の(c)に示す送信クロックを発生し、こ
の送信クロックに同期してスタイラスペン1の超音波発
信手段を駆動するための図6の(d)に示す超音波駆動
信号を発生する。この超音波駆動信号によりスタイラス
ペン1の圧電素子4が駆動され、スタイラスペン1の先
端からは送信クロックが生じている間だけ超音波が出力
される。
That is, the control circuit 3 of the stylus pen 1
6 is a diagram for generating the basic clock shown in FIG. 6A and outputting ultrasonic waves from the tip of the stylus pen 1 in synchronization with the rising edge of the synchronization signal shown in FIG. 6A. 6 (c) is generated, and an ultrasonic wave drive signal shown in FIG. 6 (d) for driving the ultrasonic wave transmitting means of the stylus pen 1 is generated in synchronization with this transmission clock. The piezoelectric element 4 of the stylus pen 1 is driven by this ultrasonic wave drive signal, and ultrasonic waves are output from the tip of the stylus pen 1 only while the transmission clock is generated.

【0059】このスタイラスペン1の先端から出力され
た超音波は超音波受信素子31a、31bで受信され、
超音波受信素子31a、31bからはこの超音波の受信
に対応して図6の(e)に示すような受信クロックが出
力される。
The ultrasonic waves output from the tip of the stylus pen 1 are received by the ultrasonic receiving elements 31a and 31b.
From the ultrasonic wave receiving elements 31a and 31b, a reception clock as shown in (e) of FIG. 6 is output in response to the reception of this ultrasonic wave.

【0060】そこで、カウンタ321、322では、図
6の(b)に示す同期信号の立上がりタイミングから図
6の(e)に示す受信クロックの立上がりタイミングま
での時間T、すなわち時間Ta、Tbを図6の(a)に
示す基本クロックを計数することにより求めることがで
きる。
Therefore, in the counters 321, 322, the time T from the rising timing of the synchronizing signal shown in FIG. 6B to the rising timing of the reception clock shown in FIG. 6E, that is, the times Ta and Tb are shown. It can be obtained by counting the basic clock shown in 6 (a).

【0061】このカウンタ321、322で計数された
スタイラスペン1の先端から出力される超音波が超音波
受信素子31a、31bで検出するまでの時間Ta、T
bは、受信時間保持回路325、326でそれぞれ保持
され、図3に示した通信部33を介して演算処理部40
に伝えられる。
Times Ta, T until the ultrasonic waves output from the tip of the stylus pen 1 counted by the counters 321 and 322 are detected by the ultrasonic receiving elements 31a and 31b.
b is held by the reception time holding circuits 325 and 326, respectively, and is passed through the communication unit 33 shown in FIG.
Conveyed to.

【0062】演算処理部40は、この通信部33を介し
て伝えられた時間Ta、Tbを受取り、この時間Ta、
Tbに基づきスタイラスペン1により表示部50の画面
上で指示された指示位置を演算する。
The arithmetic processing section 40 receives the times Ta and Tb transmitted via the communication section 33, and receives the times Ta and Tb.
The designated position designated on the screen of the display unit 50 by the stylus pen 1 is calculated based on Tb.

【0063】この演算は、まず、前述した式(5)〜
(6)に基づき、スタイラスペン1から超音波受信素子
31a、31bまでの距離a、bを算出する。
In this calculation, first, the above equations (5)-
Based on (6), the distances a and b from the stylus pen 1 to the ultrasonic wave receiving elements 31a and 31b are calculated.

【0064】そして、この算出した距離a、bおよび前
述した式(3)〜(4)に基づき、超音波受信素子31
a、31bに固定された2次元座標系X−Y上における
スタイラスペン1による指示位置(x、y)を算出す
る。
Then, based on the calculated distances a and b and the above-mentioned equations (3) to (4), the ultrasonic receiving element 31
The position (x, y) designated by the stylus pen 1 on the two-dimensional coordinate system XY fixed to a and 31b is calculated.

【0065】そして、この算出したスタイラスペン1に
よる指示位置(x、y)に基づき表示部50における表
示制御を行う。
Then, display control on the display unit 50 is performed based on the calculated position (x, y) designated by the stylus pen 1.

【0066】次に、図1に示したスタイラスペン1およ
び超音波受信部30および演算処理部40の具体的詳細
構成について説明する。
Next, specific detailed configurations of the stylus pen 1, the ultrasonic wave receiving section 30, and the arithmetic processing section 40 shown in FIG. 1 will be described.

【0067】図7は、この実施例で用いるスタイラスペ
ン1の外観を示したものである。この図7に示すスタイ
ラスペン1は、第一ボタン14aおよび第二ボタン14
bを有している。ここで、第一ボタン14aは単なるプ
ッシュボタンから構成され、第二ボタン14bはオン状
態保持機構を有するラッチ機構付きのプッシュボタンか
ら構成される。
FIG. 7 shows the appearance of the stylus pen 1 used in this embodiment. The stylus pen 1 shown in FIG. 7 includes a first button 14a and a second button 14
b. Here, the first button 14a is composed of a simple push button, and the second button 14b is composed of a push button with a latch mechanism having an ON state holding mechanism.

【0068】後述するように、第一ボタン14aはこの
スタイラスペン1から指示位置を入力するときに操作さ
れ、また、第二ボタン14bは、このスタイラスペン1
による位置入力に対応する表示モードを切換えるときに
操作される。
As will be described later, the first button 14a is operated when the designated position is input from the stylus pen 1, and the second button 14b is operated by the stylus pen 1.
It is operated when switching the display mode corresponding to the position input by.

【0069】図8は、このスタイラスペン1の内部回路
構成を示したものである。図8において、このスタイラ
スペン1は、このスタイラスペン1からの超音波の送信
タイミングを制御する送信タイミング制御部11、オペ
アンプ16を有し送信タイミング制御部11から出力さ
れた超音波駆動クロックを増幅するアンプ部15、超音
波送出器18を有しアンプ部15から出力される超音波
送出器駆動信号により超音波を送出する送出部17を具
備している。ここで、上記送信タイミング制御部11お
よびアンプ部15の部分が図1に示した制御回路3に相
当する。
FIG. 8 shows the internal circuit configuration of the stylus pen 1. In FIG. 8, the stylus pen 1 includes a transmission timing control unit 11 that controls the transmission timing of ultrasonic waves from the stylus pen 1 and an operational amplifier 16, and amplifies the ultrasonic drive clock output from the transmission timing control unit 11. The amplifier unit 15 and the ultrasonic wave transmitter 18 are provided, and the ultrasonic wave transmitter 18 is provided with a transmitter unit 17 for outputting ultrasonic waves in response to an ultrasonic wave transmitter drive signal output from the amplifier unit 15. Here, the transmission timing control section 11 and the amplifier section 15 correspond to the control circuit 3 shown in FIG.

【0070】ところで、この実施例においては、複数の
スタイラスペンを同時使用可能なマルチペン機能および
複数の表示モードを切替可能なマルチモード機能を可能
にしているので、送信タイミング制御部11は、図7に
示した第一ボタン14aおよび第二ボタン14bからな
るボタン14の出力および基本クロックを生成するオシ
レータ(基本クロック生成部)13からの基本クロック
に応じてこのスタイラスペン1からの超音波送信タイミ
ング制御の状態遷移を制御するシーケンサ12を有して
いる。なお、このシーケンサ12による超音波送信タイ
ミング制御については後述する。
By the way, in this embodiment, since the multi-pen function capable of using a plurality of stylus pens at the same time and the multi-mode function capable of switching a plurality of display modes are enabled, the transmission timing control section 11 is configured as shown in FIG. The ultrasonic wave transmission timing control from the stylus pen 1 according to the output of the button 14 including the first button 14a and the second button 14b shown in FIG. 2 and the basic clock from the oscillator (basic clock generation unit) 13 that generates the basic clock. It has a sequencer 12 for controlling the state transition of the. The ultrasonic wave transmission timing control by the sequencer 12 will be described later.

【0071】図9は、図3に示した超音波受信部30お
よび演算処理部40の具体的構成を示したものである。
FIG. 9 shows a specific configuration of the ultrasonic wave receiving section 30 and the arithmetic processing section 40 shown in FIG.

【0072】図9において、超音波受信部30は、受信
処理部32、通信部33から構成される。
In FIG. 9, the ultrasonic wave reception unit 30 is composed of a reception processing unit 32 and a communication unit 33.

【0073】ここで、超音波受信部30は図3に示した
超音波受信素子31a、31bから構成される受信セン
サ部31からの超音波受信出力を入力処理する。
Here, the ultrasonic wave receiving section 30 inputs and processes the ultrasonic wave reception output from the reception sensor section 31 composed of the ultrasonic wave receiving elements 31a and 31b shown in FIG.

【0074】受信処理部32には、アンプ部60、受信
タイミング制御部70からなり、アンプ部60にはオペ
アンプ61が設けられ、受信タイミング制御部70には
カウンタ、レジスタ71、シーケンサ72、オシレータ
73、SCC(シリアル通信制御部)初期化部74が設
けられている。
The reception processing section 32 comprises an amplifier section 60 and a reception timing control section 70. The amplifier section 60 is provided with an operational amplifier 61. The reception timing control section 70 has a counter, a register 71, a sequencer 72, and an oscillator 73. , SCC (serial communication control unit) initialization unit 74 is provided.

【0075】ここで、カウンタ、レジスタ71は、図3
に示したカウンタ321、322、および受信時間保持
回路325、326に対応し、オシレータ73は基本ク
ロックを生成する図3に示した基本クロック生成回路3
24に対応する。
Here, the counter and register 71 are shown in FIG.
The oscillator 73 corresponds to the counters 321 and 322 and the reception time holding circuits 325 and 326 shown in FIG. 3, and the oscillator 73 generates the basic clock. The basic clock generation circuit 3 shown in FIG.
Corresponding to 24.

【0076】また、シーケンサ72は、オシレータ73
から出力される基本クロックに基づきこの受信タイミン
グ制御部70の受信タイミング制御の遷移状態を制御す
るものである。このシーケンサ72は、図3に示したペ
ンホルダ34の同期回路35からの同期信号(リセット
信号)によりリセットされ、受信タイミング制御部70
における受信タイミング制御の遷移状態を制御する。
The sequencer 72 also includes an oscillator 73.
The transition state of the reception timing control of the reception timing control unit 70 is controlled based on the basic clock output from the. The sequencer 72 is reset by the synchronization signal (reset signal) from the synchronization circuit 35 of the pen holder 34 shown in FIG.
Control the transition state of the reception timing control.

【0077】また、通信部33には、SCC(シリアル
通信制御部)331およびRS232Cインタフェース
を駆動するための232Cドライバ332が設けられて
いる。
Further, the communication section 33 is provided with an SCC (serial communication control section) 331 and a 232C driver 332 for driving the RS232C interface.

【0078】また、図9において、演算処理部40は、
所定のアプリケーションが搭載され、スタイラスペン1
の指示位置に対応した表示を制御するウインドウ処理部
(Win for Pen)、マウスドライバ等を有
し、RS232Cインタフェースを介して超音波受信部
30の通信部33に接続されるパーソナルコンピュータ
から構成される。
Further, in FIG. 9, the arithmetic processing section 40 is
Stylus pen 1 with a predetermined application installed
Of a personal computer that has a window processing unit (Win for Pen) for controlling the display corresponding to the designated position of the mouse, a mouse driver, etc., and is connected to the communication unit 33 of the ultrasonic receiving unit 30 via the RS232C interface. .

【0079】図10は、2本のスタイラスペン、すなわ
ちスタイラスペンPen#0とスタイラスペンPen#
1の2本のスタイラスペンを同時に使用するマルチペン
機能が選択された場合における図8に示した送信タイミ
ング制御部11による超音波送信タイミング制御をタイ
ミングチャートで示したものである。
FIG. 10 shows two stylus pens, namely stylus pen Pen # 0 and stylus pen Pen #.
FIG. 9 is a timing chart showing ultrasonic wave transmission timing control by the transmission timing control unit 11 shown in FIG. 8 when the multi-pen function of simultaneously using two stylus pens 1 is selected.

【0080】この場合、図10に示すように、スタイラ
スペンPen#0およびスタイラスペンPen#1はそ
れぞれ4回の超音波送信タイミングを1単位として交互
に超音波を送出する。
In this case, as shown in FIG. 10, the stylus pen Pen # 0 and the stylus pen Pen # 1 alternately transmit ultrasonic waves with the ultrasonic wave transmission timing of four times as one unit.

【0081】すなわち、図10に示すように、スタイラ
スペンPen#0は、4回の超音波送信タイミングを1
ブロックとして超音波を送出する。ここで、各超音波送
信タイミングにおける超音波送出期間はTsendであ
り、その超音波送出間隔はTwaitである。そしてこ
の4回の超音波送信タイミングの1回目の超音波送信タ
イミングにおいては、このスタイラスペンPen#0の
位置に対応して図3に示した表示部50に表示されるカ
ーソルを追従移動制御するために常時超音波を送出す
る。また、2回目の超音波送信タイミングにおいては、
このスタイラスペンPen#0で第一ボタン14aが押
されたときのみ超音波を送出する。また、3回目の超音
波送信タイミングにおいては、このスタイラスペンPe
n#0で第二ボタン14bが押されたときのみ超音波を
送出する。また、4回目の超音波送信タイミングにおい
ては、2回目の超音波送信タイミングと同様にこのスタ
イラスペンPen#0で第一ボタン14aが押されたと
きのみ超音波を送出する。
That is, as shown in FIG. 10, the stylus pen Pen # 0 sets the ultrasonic wave transmission timing to four times.
Ultrasonic waves are sent as a block. Here, the ultrasonic transmission period at each ultrasonic transmission timing is Tsend, and the ultrasonic transmission interval is Twwait. Then, at the first ultrasonic wave transmission timing of the four ultrasonic wave transmission timings, the cursor displayed on the display unit 50 shown in FIG. 3 is controlled to follow and move corresponding to the position of the stylus pen Pen # 0. Therefore, ultrasonic waves are constantly transmitted. Also, at the second ultrasonic wave transmission timing,
Ultrasonic waves are transmitted only when the first button 14a is pressed with this stylus pen Pen # 0. Also, at the third ultrasonic wave transmission timing, this stylus pen Pe
Ultrasonic waves are transmitted only when the second button 14b is pressed at n # 0. Further, at the fourth ultrasonic wave transmission timing, ultrasonic waves are transmitted only when the first button 14a is pressed by the stylus pen Pen # 0, similarly to the second ultrasonic wave transmission timing.

【0082】また、スタイラスペンPen#1もスタイ
ラスペンPen#0と同様に、4回の超音波送信タイミ
ングを1ブロックとして超音波を送出する。すなわち、
この4回の超音波送信タイミングの1回目の超音波送信
タイミングにおいてはこのスタイラスペンPen#1の
位置に対応して図3に示した表示部50に表示されるカ
ーソルを追従移動制御するために常時超音波を送出す
る。また、2回目の超音波送信タイミングにおいては、
このスタイラスペンPen#1で第一ボタン14aが押
されたときのみ超音波を送出する。また、3回目の超音
波送信タイミングにおいては、このスタイラスペンPe
n#1で第二ボタン14bが押されたときのみ超音波を
送出する。また、4回目の超音波送信タイミングにおい
ては、2回目の超音波送信タイミングと同様にこのスタ
イラスペンPen#1で第一ボタン14aが押されたと
きのみ超音波を送出する。
The stylus pen Pen # 1 also transmits ultrasonic waves with the ultrasonic wave transmission timing of four times as one block, similarly to the stylus pen Pen # 0. That is,
In order to perform follow-up movement control of the cursor displayed on the display unit 50 shown in FIG. 3 corresponding to the position of the stylus pen Pen # 1 at the first ultrasonic transmission timing of the four ultrasonic transmission timings. Always send ultrasonic waves. Also, at the second ultrasonic wave transmission timing,
Ultrasonic waves are transmitted only when the first button 14a is pressed with the stylus pen Pen # 1. Also, at the third ultrasonic wave transmission timing, this stylus pen Pe
Ultrasonic waves are transmitted only when the second button 14b is pressed in n # 1. Also, at the fourth ultrasonic wave transmission timing, ultrasonic waves are transmitted only when the first button 14a is pressed by the stylus pen Pen # 1 as in the second ultrasonic wave transmission timing.

【0083】ここで、スタイラスペンPen#0および
Pen#1から2回目の超音波送信タイミングと4回目
の超音波送信タイミングの両者において第一ボタン14
aが押されたことを示す超音波を発生するように構成し
た理由は、この実施例においては、スタイラスペンによ
る描画に際して第一ボタン14aを押しながら描画を行
うように構成されているので、この描画に係わる指示位
置の検出密度(サンプリング周期)を高くするためであ
る。
Here, the first button 14 is pressed at both the second ultrasonic transmission timing and the fourth ultrasonic transmission timing from the stylus pens Pen # 0 and Pen # 1.
The reason why the ultrasonic wave indicating that a has been pressed is generated is that in this embodiment, drawing is performed while pressing the first button 14a when drawing with the stylus pen. This is to increase the detection density (sampling cycle) of the designated position related to drawing.

【0084】なお、各超音波送信タイミングで発生され
る超音波駆動信号(超音波駆動クロック)は、例えばF
Hzの信号であり、超音波駆動クロックは図6に示した
アンプ部15を介して送出部17に加えられ、送出部1
7からは、このFHzの超音波が送出される。
The ultrasonic wave drive signal (ultrasonic wave drive clock) generated at each ultrasonic wave transmission timing is, for example, F
The ultrasonic drive clock is a signal of Hz and is applied to the sending unit 17 via the amplifier unit 15 shown in FIG.
7 transmits this FHz ultrasonic wave.

【0085】なお、上記説明においては、マルチペン機
能が選択された場合について説明した、スタイラスペン
が一本であり、マルチペン機能が選択されていない場合
は図10に示したスタイラスペンPen#0による超音
波送信タイミング制御のみが繰り返されることになる。
In the above description, the case where the multi-pen function is selected has been described. When there is only one stylus pen, and when the multi-pen function is not selected, the stylus pen Pen # 0 shown in FIG. Only the sound wave transmission timing control is repeated.

【0086】また、マルチペン機能が選択され、同時に
使用するスタイラスペンの数が3本以上の場合は、それ
ぞれのスタイラスペンがそれぞれ4回の超音波送信タイ
ミングを1単位として順次超音波を送出することにな
る。
When the multi-pen function is selected and the number of stylus pens to be used at the same time is three or more, each stylus pen sequentially transmits ultrasonic waves with four ultrasonic wave transmission timings as one unit. become.

【0087】なお、上記説明においては、スタイラスペ
ン1の制御回路3の制御により圧電素子4から出力され
る超音波の出力タイミングと受信処理部32における受
信処理との同期をとるように構成した場合の適用例につ
いて示したが、この発明の超音波スタイラスペンは、実
開昭64−7340号に開示されているように、同一平
面上の既知な3点以上の点でスタイラスペンから送出さ
れる超音波を検出し、その受信時間差から上記スタイラ
スペンを含む双曲線の位置を決定し、この双曲線の2本
以上の交点から上記スタイラスペンの座標位置を決定す
るようにした構成にも同様に使用可能である。
In the above description, when the control circuit 3 of the stylus pen 1 controls the output timing of the ultrasonic wave output from the piezoelectric element 4 and the reception processing in the reception processing unit 32, the reception processing is synchronized. The ultrasonic stylus pen of the present invention is delivered from the stylus pen at three or more known points on the same plane, as disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 64-7340. It can be used in the same way for the configuration that detects the ultrasonic wave, determines the position of the hyperbola including the stylus pen from the reception time difference, and determines the coordinate position of the stylus pen from two or more intersections of the hyperbola. Is.

【0088】[0088]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、スタイラスペンの軸体内に超音波発信手段を内蔵す
るとともに、該スタイラスペンの軸体の先端部に前記超
音波発信手段から出力された超音波を反射させる例えば
略円錐型の反射部および該反射部で反射された超音波を
外部に送出する超音波通過窓を設けて構成したので、ス
タイラスペンの先端部の位置とこのスタイラスペンから
送出される超音波の送出位置、すなわち超音波通過窓の
配設位置とを近接させることができ、これにより、スタ
イラスペンの傾き、回転によらずに高精度で位置入力を
行うことができるという効果を奏する。
As described above, according to the present invention, the ultrasonic wave transmitting means is built in the shaft of the stylus pen, and the ultrasonic wave transmitting means outputs the ultrasonic wave to the tip of the shaft of the stylus pen. For example, since a reflection portion of a substantially conical shape for reflecting ultrasonic waves and an ultrasonic wave passage window for transmitting the ultrasonic waves reflected by the reflection portion to the outside are provided, the position of the tip of the stylus pen and the stylus pen It is possible to bring the position of transmitting the ultrasonic waves transmitted from the device, that is, the position where the ultrasonic wave passing window is arranged, close to each other, and thereby, position input can be performed with high accuracy regardless of the tilt and rotation of the stylus pen. Has the effect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明に係わる超音波スタイラスペンの一
実施例の概略構成を示した構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a schematic configuration of an embodiment of an ultrasonic stylus pen according to the present invention.

【図2】 図1に示した超音波スタイラスペンの先端部
を拡大して示した要部拡大図。
FIG. 2 is an enlarged view of a main part showing an enlarged tip portion of the ultrasonic stylus pen shown in FIG.

【図3】 図1乃至図2に示したスタイラスペンを用い
て構成した情報処理システムの概略構成を示したブロッ
ク図。
FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of an information processing system configured using the stylus pen shown in FIGS. 1 and 2.

【図4】 図3に示した情報処理装置の外観を示す斜視
図。
FIG. 4 is a perspective view showing the external appearance of the information processing apparatus shown in FIG.

【図5】 図3に示した表示部の表示画面に対して所定
の位置関係で配設された2個の超音波受信素子とスタイ
ラスペンによる指示位置の関係を示した図。
5 is a diagram showing a relationship between two ultrasonic wave receiving elements arranged in a predetermined positional relationship with the display screen of the display unit shown in FIG. 3 and a position pointed by a stylus pen.

【図6】 図3に示したカウンタによる超音波受信時間
の検出動作を示すタイミングチャート。
FIG. 6 is a timing chart showing an operation of detecting ultrasonic wave reception time by the counter shown in FIG.

【図7】 図3に示した実施例の情報処理装置で用いる
スタイラスペンの外観を示した外観図。
7 is an external view showing the external appearance of a stylus pen used in the information processing apparatus of the embodiment shown in FIG.

【図8】 図3に示した実施例の情報処理装置で用いる
スタイラスペンの内部回路構成を示したブロック図。
8 is a block diagram showing an internal circuit configuration of a stylus pen used in the information processing apparatus of the embodiment shown in FIG.

【図9】 図3に示した超音波受信部および演算処理部
の具体的構成を示したブロック図。
9 is a block diagram showing a specific configuration of an ultrasonic wave reception unit and an arithmetic processing unit shown in FIG.

【図10】 2本のスタイラスペンを同時に使用するマ
ルチペン機能が選択された場合における図8に示した送
信タイミング制御部による超音波送信タイミング制御を
を示すタイミングチャート。
FIG. 10 is a timing chart showing ultrasonic wave transmission timing control by the transmission timing control unit shown in FIG. 8 when the multi-pen function that uses two stylus pens at the same time is selected.

【図11】 従来の超音波スタイラスペンの一例を示す
図。
FIG. 11 is a diagram showing an example of a conventional ultrasonic stylus pen.

【図12】 図11に示した従来の超音波スタイラスペ
ンの問題点を説明するための図。
FIG. 12 is a diagram for explaining the problems of the conventional ultrasonic stylus pen shown in FIG.

【図13】 図11に示した従来の超音波スタイラスペ
ンの他の問題点を説明するための図。
FIG. 13 is a diagram for explaining another problem of the conventional ultrasonic stylus pen shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…スタイラスペン、1a…先端部、2…電池、3…制
御回路、4…圧電素子、5…超音波反射部、6…超音波
通過窓、7…超音波、30…超音波受信部、31a,3
1b,31c…超音波受信素子、32…受信処理部、3
3…通信部、40…演算処理部、41…通信部、50…
表示部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Stylus pen, 1a ... Tip part, 2 ... Battery, 3 ... Control circuit, 4 ... Piezoelectric element, 5 ... Ultrasonic wave reflection part, 6 ... Ultrasonic wave passage window, 7 ... Ultrasonic wave, 30 ... Ultrasonic wave reception part, 31a, 3
1b, 31c ... Ultrasonic wave receiving element, 32 ... Reception processing unit, 3
3 ... Communication unit, 40 ... Arithmetic processing unit, 41 ... Communication unit, 50 ...
Display

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 スタイラスペンの軸体内に超音波発信手
段を内蔵するとともに、該スタイラスペンの軸体の先端
部に前記超音波発信手段から出力された超音波を反射さ
せる反射部および該反射部で反射された超音波を外部に
送出する超音波通過窓を設けたことを特徴とする超音波
スタイラスペン。
1. A stylus pen shaft has a built-in ultrasonic wave transmitting means, and a tip portion of the stylus pen shaft body reflects a ultrasonic wave output from the ultrasonic wave transmitting means and a reflecting portion. An ultrasonic stylus pen having an ultrasonic wave passing window for transmitting the ultrasonic wave reflected by the outside.
【請求項2】 前記反射部は、 その形状が略円錐型からなることを特徴とする請求項1
記載の超音波スタイラスペン。
2. The reflection part has a substantially conical shape.
Ultrasonic stylus pen as described.
JP32891095A 1995-12-18 1995-12-18 Ultrasonic stylus pen Pending JPH09167046A (en)

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