JP2546884B2 - Coordinate input device - Google Patents

Coordinate input device

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JP2546884B2
JP2546884B2 JP28386488A JP28386488A JP2546884B2 JP 2546884 B2 JP2546884 B2 JP 2546884B2 JP 28386488 A JP28386488 A JP 28386488A JP 28386488 A JP28386488 A JP 28386488A JP 2546884 B2 JP2546884 B2 JP 2546884B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は座標入力装置に関し、特に振動ペンにより入
力した振動を振動伝達板に設けた複数の振動センサによ
り検出して該振動ペンの振動伝達板上における座標を検
出する座標入力装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a coordinate input device, and in particular, a vibration input by a vibrating pen is detected by a plurality of vibration sensors provided on a vibration transmitting plate to transmit the vibration of the vibrating pen. The present invention relates to a coordinate input device that detects coordinates on a board.

[従来の技術] この種の装置では振動伝達板に設けた複数の振動セン
サにより振動ペンからの入力振動を検出するが、振動伝
達板上での振動伝達の際の位相遅延の影響及び振動の発
生から検出に至るまでの全回路の回路遅延時間の影響を
補正しないと高精度の座標入力値が得られない。回路遅
延時間には電気的回路の遅延のみならず、振動ペン並び
に振動伝達板における機械的振動伝達回路のもつ固有の
遅延も含まれる。そこで、ある点を基準として座標入力
した基準データに基づいて任意点に座標入力したデータ
を補正することが考えられる。
[Prior Art] In this type of device, the input vibration from the vibrating pen is detected by a plurality of vibration sensors provided on the vibration transmission plate. However, the influence of phase delay and vibration of the vibration transmission plate on the vibration transmission plate A highly accurate coordinate input value cannot be obtained unless the influence of the circuit delay time of all circuits from generation to detection is corrected. The circuit delay time includes not only the delay of the electric circuit but also the delay inherent to the mechanical vibration transmission circuit in the vibration pen and the vibration transmission plate. Therefore, it is conceivable to correct the coordinate input data at an arbitrary point based on the reference data coordinate input with a certain point as a reference.

[発明が解決しようとする課題] しかし、基準となる点を任意の位置に選んでしまう
と、例えばi個の振動センサに対してはi個の基準とな
る距離l1,l2,l3…liが存在することとなり、多くの基準
データをメモリに記憶しなくてはならない。
[Problems to be Solved by the Invention] However, if a reference point is selected at an arbitrary position, for example, for i vibration sensors, i reference distances l 1 , l 2 , l 3 … L i will be present, and much reference data must be stored in memory.

また装置の製造上においても、振動伝達板上で各振動
センサからの距離l1〜liを同時に満足する位置を決定す
るのは極めて困難である。
Also in manufacturing the device, it is extremely difficult to determine a position on the vibration transmission plate that simultaneously satisfies the distances l 1 to l i from each vibration sensor.

本発明は上述した従来技術の欠点を除去するものであ
り、その目的とする所は、製造容易で座標入力精度の高
い座標入力装置を提供することにある。
The present invention eliminates the above-mentioned drawbacks of the prior art, and an object thereof is to provide a coordinate input device that is easy to manufacture and has high coordinate input accuracy.

[課題を解決するための手段] 本発明の座標入力装置は上記目的を達成するために、
振動ペンから入力された振動を振動伝達板に複数設けら
れた振動センサにより検出して前記振動ペンの振動伝達
板上での座標を検出する座標入力装置において、駆動信
号パルス発生から検出タイミング信号が検出されるまで
の遅延時間を、前記振動センサのひとつから既知の距離
にある複数点について計測する計測手段と、該計測手段
による計測結果に基づき、前記振動センサから、前記複
数点についての既知の距離の平均距離までの前記遅延時
間を、基準点に対する遅延時間として導出して記憶する
記憶手段と、前記振動伝達板上の任意点になされた入力
の、駆動信号パルス発生から検出タイミング信号が検出
されるまでの遅延時間を、前記複数の振動センサにて計
測し、該遅延時間と、前記記憶手段に記憶された遅延時
間との差から、前記複数の振動センサ各々に対し、前記
任意点からの前記基準点までの振動伝達板における振動
伝達時間を導出する手段と、前記導出された振動伝達時
間から、前記任意点から前記基準点までの距離あるいは
前記任意点から前記振動センサまでの距離を導出する導
出手段とを備えることをその概要とする。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the coordinate input device of the present invention is
In a coordinate input device that detects the vibration input from the vibrating pen by a vibration sensor provided on the vibration transmitting plate to detect the coordinates on the vibration transmitting plate of the vibrating pen, a detection timing signal is generated from the generation of the drive signal pulse. The delay time until being detected, the measuring means for measuring a plurality of points at a known distance from one of the vibration sensors, and based on the measurement result by the measuring means, from the vibration sensor, a known Storage means for deriving and storing the delay time up to the average distance as a delay time with respect to a reference point, and a detection timing signal detected from drive signal pulse generation of an input made at an arbitrary point on the vibration transmission plate The delay time until it is measured is measured by the plurality of vibration sensors, and is calculated from the difference between the delay time and the delay time stored in the storage means. Means for deriving the vibration transmission time in the vibration transmission plate from the arbitrary point to the reference point for each of the plurality of vibration sensors, and the distance from the arbitrary point to the reference point from the derived vibration transmission time Alternatively, it is summarized as including a derivation unit that derives a distance from the arbitrary point to the vibration sensor.

[作用] かかる構成において、記憶手段は、複数の振動センサ
それぞれから既知の等距離にある複数の点までの平均距
離での振動伝達の遅延時間を、基準点までの遅延時間と
して記憶する。導出手段は、任意点か基準点までの振動
伝達遅延時間を、前記記憶された平均距離に対する遅延
時間から導出し、さらに、任意点から基準点あるいは振
動センサまでの距離を導出する。
[Operation] In such a configuration, the storage means stores the delay time of vibration transmission at an average distance from each of the plurality of vibration sensors to a plurality of known equidistant points as a delay time to the reference point. The deriving unit derives the vibration transmission delay time from the arbitrary point to the reference point from the stored delay time with respect to the average distance, and further derives the distance from the arbitrary point to the reference point or the vibration sensor.

[実施例の説明] 以下、添付図面に従つて本発明による実施例を詳細に
説明する。
[Description of Embodiments] Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第1図は実施例の座標入力装置のブロツク構成図であ
る。図において、3は振動ペンであり、使用者が手に持
つて振動伝達板8上の位置に座標入力を行う。即ち、該
振動ペン3は内部に圧電素子等から成る振動子4を有し
ており、該振動子4が発生する超音波振動を先端の尖つ
たホーン部5を介して振動伝達板8に伝達する。2は振
動子駆動回路であり、振動子4をパルス駆動する。8は
振動伝達板であり、例えばアクリル板、ガラス板等から
成つている。該振動伝達板8は振動ペン3から受けた超
音波振動をその角部に設けられた圧電素子等から成る振
動センサ6a〜6cに伝達する。尚、8aは基準マークであ
り、振動伝達板8上の各振動センサ6a〜6cから等距離R
の点に設けられている。7は反射防止材であり、例えば
シリコンゴム等から成つている。反射防止材7は振動伝
達板8を支持すると共に、該振動伝達板8を伝搬した超
音波振動がその周辺部で反射して中央部の方向に逆戻り
するのを防止する。9は信号波形検出回路であり、夫々
の振動センサ6a〜6cが検出した超音波振動の検出信号に
応じて対応する検出タイミング信号を出力する。1は演
算・制御回路であり、装置の主制御及び入力座標の演算
を行う。即ち、振動子駆動回路2に超音波パルス信号を
送ると共に、内部タイマをスタートさせ、かつ信号波形
検出回路9から入力した各検出タイミング信号に基づい
て前記パルス信号を送つた時点から夫々の振動センサ6a
〜6cに振動が伝わるまでの振動伝達時間を検出し、該検
出した振動伝達時間情報に基づき振動ペン3の振動伝達
板8上での入力座標(x,y)を求める。
FIG. 1 is a block diagram of the coordinate input device of the embodiment. In the figure, reference numeral 3 denotes a vibration pen, which is used by a user to carry out coordinate input at a position on the vibration transmission plate 8. That is, the vibrating pen 3 has a vibrator 4 made of a piezoelectric element or the like inside, and transmits the ultrasonic vibration generated by the vibrator 4 to the vibration transmitting plate 8 via the horn portion 5 having a sharp tip. I do. Reference numeral 2 denotes a vibrator driving circuit, which drives the vibrator 4 in pulses. Reference numeral 8 denotes a vibration transmission plate, which is made of, for example, an acrylic plate, a glass plate, or the like. The vibration transmission plate 8 transmits the ultrasonic vibration received from the vibration pen 3 to the vibration sensors 6a to 6c including the piezoelectric elements provided at the corners. Reference numeral 8a is a reference mark, which is an equal distance R from each of the vibration sensors 6a to 6c on the vibration transmission plate 8.
Is provided at the point. Reference numeral 7 denotes an anti-reflection material, which is made of, for example, silicon rubber. The anti-reflection member 7 supports the vibration transmitting plate 8 and also prevents the ultrasonic vibration transmitted through the vibration transmitting plate 8 from being reflected at the peripheral portion thereof and returning to the central portion. A signal waveform detection circuit 9 outputs a detection timing signal corresponding to the ultrasonic vibration detection signals detected by the respective vibration sensors 6a to 6c. An arithmetic / control circuit 1 performs main control of the apparatus and arithmetic of input coordinates. That is, while the ultrasonic pulse signal is sent to the vibrator drive circuit 2, the internal timer is started, and each vibration sensor is sent from the time when the pulse signal is sent based on each detection timing signal input from the signal waveform detection circuit 9. 6a
The vibration transmission time until the vibration is transmitted to 6c is detected, and the input coordinates (x, y) of the vibration pen 3 on the vibration transmission plate 8 are obtained based on the detected vibration transmission time information.

こうして求めた入力座標(x,y)は更に演算・制御回
路1によつて様々に利用される。即ち、演算・制御回路
1は求めた入力座標(x,y)に基づきデイスプレイ駆動
回路10を介して表示器11′の出力動作を様々に制御す
る。
The input coordinates (x, y) thus obtained are further used in various ways by the arithmetic / control circuit 1. That is, the arithmetic and control circuit 1 variously controls the output operation of the display 11 'via the display drive circuit 10 based on the obtained input coordinates (x, y).

このため、振動伝達板8は、好ましくはCRTや液晶表
示器等のドツト表示可能な表示器11′上に重ねられ、例
えば振動ペン3によりなぞられた位置にドツト表示を行
う。即ち、振動ペン3の位置に対応した表示器11′上の
位置にドツト表示が行われ、振動ペン3を動かせば、点
や線等の要素により構成される画像があたかも紙に書く
ように振動ペン3の軌跡に従つて現れる。あるいは表示
器11′上にメニユー表示を行い、振動ペン3によりその
メニユー項目を選択させたり、プロンプトを表示させて
所定の位置に振動ペン3を接触させる等の入力方式を用
いることもできる。
Therefore, the vibration transmitting plate 8 is preferably superimposed on a dot display 11 'such as a CRT or a liquid crystal display, and performs dot display at a position traced by the vibrating pen 3, for example. That is, a dot display is performed at a position on the display 11 'corresponding to the position of the vibrating pen 3, and when the vibrating pen 3 is moved, an image composed of elements such as dots and lines vibrates as if written on paper. It follows the trajectory of the pen 3. Alternatively, an input method may be used in which a menu is displayed on the display 11 ', and the menu item is selected by the vibration pen 3, or a prompt is displayed to bring the vibration pen 3 into contact with a predetermined position.

第2図は実施例の振動ペン3の構造を示す図である。
尚、第1図と同一構成には同一番号を付してある。図に
おいて、演算・制御回路1からは低レベル(例えば5V
等)の超音波パルス信号が送られる。振動子駆動回路2
は、出力の低インピーダンス駆動が可能な回路であり、
低レベルの入力パルス信号を所定ゲインで増幅して振動
子4に印加する。振動子4は電気的駆動信号を機械的超
音波振動に変換し、該超音波振動はホーン部5を介して
振動伝達板8に伝達される。振動子4の振動周波数はア
クリル板やガラス板等から成る振動伝達板8に板波を発
生させることができる範囲で選択される。また、振動子
4を駆動する際には、該振動子4が振動伝達板8の面に
対して主に垂直方向に振動するような振動モードが選択
される。また振動子4の振動周波数を振動子4の共振周
波数とすることで効率のよい振動変換が可能である。か
ようにして振動伝達板8に伝えられる弾性波は板波であ
るから、表面波に比して振動伝達板8の表面の傷、障害
物等の影響を受けにくいという利点が有る。
FIG. 2 is a view showing the structure of the vibration pen 3 of the embodiment.
The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. In the figure, a low level (for example, 5 V
) Is transmitted. Vibrator drive circuit 2
Is a circuit that can drive the output with low impedance.
The low-level input pulse signal is amplified with a predetermined gain and applied to the vibrator 4. The vibrator 4 converts the electric drive signal into mechanical ultrasonic vibration, and the ultrasonic vibration is transmitted to the vibration transmission plate 8 via the horn 5. The vibration frequency of the vibrator 4 is selected within a range capable of generating a plate wave on the vibration transmission plate 8 made of an acrylic plate, a glass plate, or the like. Further, when the vibrator 4 is driven, a vibration mode in which the vibrator 4 vibrates mainly in the direction perpendicular to the surface of the vibration transmission plate 8 is selected. Further, by setting the vibration frequency of the vibrator 4 to the resonance frequency of the vibrator 4, efficient vibration conversion is possible. Since the elastic wave transmitted to the vibration transmitting plate 8 in this manner is a plate wave, it has an advantage that it is less affected by scratches or obstacles on the surface of the vibration transmitting plate 8 than surface waves.

第3図は実施例の演算・制御回路1のブロツク構成図
である。図において、11はマイクロコンピユータ(CP
U)であり、各種の演算及び制御を行う。11aはCPU11が
実行するプログラムを記憶しているROM、11bはCPU11が
ワークエリアとして使用するRAMである。尚、ROM11aは
基準マーク8aから少なくとも1つの振動センサに至るま
での真の振動伝達時間のデータを記憶している。このデ
ータは例えば製造時に測定されて記憶される。またRAM1
1bは振動ペン3で基準マーク8aに対する指示入力をした
時の実測の振動伝達時間データを記憶する。このような
基準マーク8aに対する指示入力は、必要に応じて、例え
ば装置の電源投入時、あるいは装置の使用中に適時行な
われる。12は駆動信号発生回路であり、CPU11からのス
タート信号に同期して、振動子駆動回路2に対して所定
周波数の駆動パルス信号を出力する。CPU11からのスタ
ート信号はタイマカウンタ13による計数動作を開始させ
る。
FIG. 3 is a block diagram of the arithmetic and control circuit 1 of the embodiment. In the figure, reference numeral 11 denotes a micro computer (CP
U) to perform various calculations and controls. 11a is a ROM storing a program to be executed by the CPU 11, and 11b is a RAM used by the CPU 11 as a work area. The ROM 11a stores data on the true vibration transmission time from the reference mark 8a to at least one vibration sensor. This data is measured and stored during manufacturing, for example. RAM1
Reference numeral 1b stores actually measured vibration transmission time data when an instruction is input to the reference mark 8a with the vibration pen 3. Such instruction input to the reference mark 8a is performed, for example, when the power of the device is turned on or when the device is in use, as needed. A drive signal generation circuit 12 outputs a drive pulse signal of a predetermined frequency to the vibrator drive circuit 2 in synchronization with a start signal from the CPU 11. A start signal from the CPU 11 causes the timer counter 13 to start counting operation.

一方、信号波形検出回路9は各振動センサ6a〜6cの検
出出力をキヤツチして振動伝達時間を計測するための各
種の検出タイミング信号(タイミングパルス信号)を出
力する。各種の検出タイミング信号とは、例えば振動セ
ンサ6の個数を一般化してh個とすると、後述するエン
ベロープ信号の検出タイミング信号tg1〜tgh及び位相信
号の検出タイミング信号tp1〜tphを言う。これらの検出
タイミング信号は検出信号入力ポート15にパラレル入力
する。14はラツチ回路であり、各検出タイミング信号の
入力に応じてカウンタ13の内容(振動伝達時間)をラツ
チし、各振動センサ6a〜6cに対応する記憶領域に保持す
る。16は判定回路であり、全振動センサからの検出タイ
ミング信号が入力されたか否かを判定し、入力された時
はその旨をCPU11に報知する。これにより、CPU11は各振
動センサ6a〜6cに関する振動伝達時間に基づき振動ペン
3が置かれた座標(x,y)の演算を行う。17はI/Oポート
であり、外部回路である例えば表示器11′の制御はこの
I/Oポート17を介して行われる。
On the other hand, the signal waveform detection circuit 9 outputs various detection timing signals (timing pulse signals) for measuring the vibration transmission time by catching the detection outputs of the vibration sensors 6a to 6c. The various detection timing signals refer to detection timing signals t g1 to t gh of envelope signals and detection timing signals t p1 to t ph of phase signals, which will be described later, if the number of vibration sensors 6 is generalized to h. . These detection timing signals are input to the detection signal input port 15 in parallel. A latch circuit 14 latches the content (vibration transmission time) of the counter 13 according to the input of each detection timing signal, and holds it in the storage area corresponding to each vibration sensor 6a-6c. Reference numeral 16 denotes a determination circuit, which determines whether or not the detection timing signal from all the vibration sensors is input, and when it is input, notifies the CPU 11 to that effect. As a result, the CPU 11 calculates the coordinates (x, y) at which the vibrating pen 3 is placed based on the vibration transmission time for each of the vibration sensors 6a to 6c. Reference numeral 17 is an I / O port, which is an external circuit.
This is done via I / O port 17.

第4図は実施例の振動伝達の態様を説明するタイミン
グチヤートである。図において、信号41は駆動信号発生
回路12が発生した超音波パルス信号である。これに従つ
て振動子4が超音波振動し、該超音波振動はホーン部5
を介して振動伝達板8に伝わる。更にこの超音波振動は
振動伝達板8を伝わり、夫々の振動センサ6a〜6cに検出
される。信号42は振動センサ6が検出した信号波形を示
している。実施例の板波は分散性の波であり、検出波形
のエンベロープ信号421と位相信号422との相対関係は振
動の伝達距離に応じて変化する。今、エンベロープ信号
421の進む速度を群速度Vg、位相信号422の進む速度を位
相速度Vpとすると、振動ペン3と各振動センサ6a〜6c間
の距離は群速度Vg、位相速度Vpに基づいて求まる。
FIG. 4 is a timing chart for explaining the mode of vibration transmission of the embodiment. In the figure, a signal 41 is an ultrasonic pulse signal generated by the drive signal generating circuit 12. According to this, the vibrator 4 vibrates ultrasonically, and the ultrasonic vibration vibrates.
Is transmitted to the vibration transmission plate 8 via. Further, the ultrasonic vibration is transmitted through the vibration transmission plate 8 and detected by the respective vibration sensors 6a to 6c. The signal 42 indicates the signal waveform detected by the vibration sensor 6. The plate wave of the embodiment is a dispersive wave, and the relative relationship between the envelope signal 421 and the phase signal 422 of the detected waveform changes according to the vibration transmission distance. Now the envelope signal
Assuming that the traveling speed of 421 is the group velocity V g and the traveling speed of the phase signal 422 is the phase velocity V p , the distance between the vibration pen 3 and each of the vibration sensors 6a to 6c is based on the group velocity V g and the phase velocity V p. I want it.

まずエンベロープ信号421のみに着目する。群速度Vg
による伝搬の検出はエンベロープ信号421上のある特定
点、例えばピーク点の到着を検出することで行う。信号
43はピーク点の検出タイミング信号であり、パルス信号
41の発生時からピーク点検出までの時間tgは実測の振動
の伝達時間である。また群速度Vgは既知であるから、振
動ペン3と各振動センサ6a〜6c間の距離dは(1)式で
求まる。
First, focus only on the envelope signal 421. Group velocity V g
The propagation of the signal is detected by detecting the arrival of a specific point on the envelope signal 421, for example, the peak point. signal
43 is a peak point detection timing signal, which is a pulse signal
The time t g from the occurrence of 41 to the detection of the peak point is the measured vibration transmission time. Also since the group velocity V g is known, the distance d between the vibration sensors 6a~6c the vibration pen 3 is obtained by (1).

d=Vg・tg …(1) また、振動ペン3の位置検出精度(タブレツト解像
度)を高める時は位相信号422の検出に基づく処理を加
味する。即ち、位相信号422上のある特定点、例えばパ
ルス信号41の発生時点からエンベロープ信号421につい
ての前記ピーク検出後の最初のゼロクロス点までの時間
tpを検出して、振動ペン3と各振動センサ6a〜6c間の距
離を(2)式で求める。
d = V g · t g (1) Further, when the position detection accuracy (tablet resolution) of the vibration pen 3 is increased, processing based on the detection of the phase signal 422 is added. That is, a certain point on the phase signal 422, for example, the time from the generation time of the pulse signal 41 to the first zero-cross point after the peak detection for the envelope signal 421.
detects the t p, determined the vibration pen 3 to the distance between the vibration sensors 6a~6c in (2).

d=n・λ+Vp・tp …(2) ここで、λp:弾性波の波長 n:整数 整数nは(1)及び(2)式から(3)式で求まる。d = n · λ p + V p · t p (2) where λ p : wavelength of elastic wave n: integer The integer n is obtained by the formula (3) from the formulas (1) and (2).

ここで、記号[ ]はガウス記号である。またNは
“0"以外の実数であり、適当な数値を用いる。例えばN
=2とすると±1/2波長以内であればnを決定できる。
こうして(3)式で求めたnを(2)式に代入して正確
な距離dを求める。
Here, the symbol [] is a Gaussian symbol. N is a real number other than "0", and an appropriate numerical value is used. For example N
= 2, n can be determined within ± 1/2 wavelength.
Thus, the accurate distance d is obtained by substituting n obtained by Expression (3) into Expression (2).

第5図は実施例の信号波形検出回路のブロツク構成図
である。図において、前置増幅回路51は振動センサ6の
出力信号を所定レベルまで増幅する。エンベロープ検出
回路52は増幅された信号からエンベロープ信号のみを取
り出す。エンベロープピーク検出回路53はエンベロープ
信号のピークを検出して、その検出タイミングでtg信号
検出回路54をトリガする。tg信号検出回路54は例えばモ
ノマルチバイブレータ回路で構成される。演算・制御回
路1は信号tgを受信したタイミングにおけるカウンタ13
の出力に基づき群速度Vgによる振動伝達時間tgを得る。
FIG. 5 is a block diagram of the signal waveform detection circuit of the embodiment. In the figure, a preamplifier circuit 51 amplifies the output signal of the vibration sensor 6 to a predetermined level. The envelope detection circuit 52 extracts only the envelope signal from the amplified signal. The envelope peak detection circuit 53 detects the peak of the envelope signal and triggers the t g signal detection circuit 54 at the detection timing. The t g signal detection circuit 54 is composed of, for example, a mono multivibrator circuit. The arithmetic / control circuit 1 uses the counter 13 at the timing of receiving the signal t g.
Obtaining a vibration transmission time t g by the speed V g groups based on the output.

一方、tg信号の立上りは単安定マルチバイブレータ55
をトリガして所定パルス幅の信号44を出力させる。コン
パレートレベル供給回路56はこのパルス信号の期間中に
のみtp信号を検出するための閾値信号44を形成する。コ
ンパレータtp検出回路58は閾値信号44と遅延時間調整回
路57で時間調整された位相信号422とを比較して該位相
信号422が閾値信号44を越えた部分に相当する検出タイ
ミング信号tpを出力する。演算・制御回路1は検出タイ
ミング信号tpの発生タイミングにおけるカウンタ13の出
力に基づき位相速度Vpによる伝達時間を求める。かかる
波形検出回路の構成は振動センサ6a〜6cの系毎に設けら
れており、もつて座標入力点から各振動センサ6a〜6cま
での距離が求められる。
On the other hand, the rising edge of the t g signal is the monostable multivibrator 55.
Is triggered to output a signal 44 having a predetermined pulse width. The comparator level supply circuit 56 forms the threshold signal 44 for detecting the t p signal only during the period of this pulse signal. The comparator t p detection circuit 58 compares the threshold signal 44 with the phase signal 422 time-adjusted by the delay time adjustment circuit 57, and detects the detection timing signal t p corresponding to the portion where the phase signal 422 exceeds the threshold signal 44. Output. The arithmetic / control circuit 1 obtains the transmission time at the phase speed V p based on the output of the counter 13 at the generation timing of the detection timing signal t p . The configuration of such a waveform detection circuit is provided for each system of the vibration sensors 6a to 6c, and therefore the distance from the coordinate input point to each of the vibration sensors 6a to 6c is obtained.

第6図は実施例の座標演算処理を説明する図である。
ところで、前記のラツチ回路14にラツチされたカウント
値(振動伝達時間)は実際上は駆動信号発生回路12から
検出信号入力ポート15に至るまでの回路に固有の回路遅
延時間teを含んでいる。また位相信号422に定常的な位
相オフセツト量が含まれる時は位相オフセツト時間tof
も考慮する必要が有る。そこで、まず回路遅延時間te
び位相オフセツト時間tofを除去することを考える。
FIG. 6 is a diagram for explaining the coordinate calculation processing of the embodiment.
By the way, the count value (vibration transmission time) latched by the latch circuit 14 actually includes a circuit delay time t e peculiar to the circuit from the drive signal generation circuit 12 to the detection signal input port 15. . Also, when the phase signal 422 contains a steady phase offset amount, the phase offset time t of
Also needs to be considered. Therefore, first consider removing the circuit delay time t e and the phase offset time t of .

使用者は、例えば装置の電源投入時又は使用中の適当
な時に、振動ペン3で基準マーク8aを指示する。これに
より基準マーク8aから各振動センサまでの振動伝達時間
の実測値tgr′,tpr′が得られ、これらは(4)式及び
(5)式のように表わせる。
The user points the reference mark 8a with the vibrating pen 3 when the power of the apparatus is turned on or at an appropriate time during use, for example. As a result, measured values t gr ′, t pr ′ of the vibration transmission time from the reference mark 8a to each vibration sensor are obtained, and these can be expressed as in equations (4) and (5).

tgr′=tgr+te …(4) tpr′=tpr+te+tof …(5) ここで、 tgr,tpr:基準マーク8aから振動センサ6までの真の伝達
時間 te :回路遅延時間 tof:位相オフセツト時間 次にCPU11は実測値tgr′,tpr′をRAM11bに記憶する。
t gr ′ = t gr + t e … (4) t pr ′ = t pr + t e + t of … (5) where t gr , t pr : true transmission time t e from the reference mark 8a to the vibration sensor 6 : Circuit delay time t of : Phase offset time Next, the CPU 11 stores the measured values t gr ′, t pr ′ in the RAM 11b.

また、装置の使用中は振動ペン3により種々の目的で
任意の入力点Pを指示する。これにより入力点Pに関す
る実測値tgp′,tpp′が得られ、これらは同様にして
(6)式及び(7)式のように表わせる。
Further, during use of the apparatus, the vibrating pen 3 is used to indicate an arbitrary input point P for various purposes. As a result, measured values t gp ′ and t pp ′ regarding the input point P are obtained, and these can be expressed in the same manner as the equations (6) and (7).

tgp′=tgp+te …(6) tpp′=tpp+te+tof …(7) ここで、 tgp,tpp:入力点Pから振動センサまでの真の伝達時間 そこで、CPU11は入力点Pの実測値とRAM11bから読み
出した基準マーク8aの実測値との差分を求める。これは
(8)式及び(9)式の演算を行なつたことに相当す
る。
t gp ′ = t gp + t e … (6) t pp ′ = t pp + t e + t of … (7) where t gp , t pp : true transmission time from the input point P to the vibration sensor Calculates the difference between the measured value of the input point P and the measured value of the reference mark 8a read from the RAM 11b. This corresponds to performing the operations of the expressions (8) and (9).

tgp′−tgr′=tgp−tgr …(8) tpp′−tpr′=tpp−tpr …(9) 即ち、(8)式及び(9)式からは回路遅延時間te
び位相オフセツト時間tofが除去されている。しかも、
(8)式及び(9)式の右辺は基準マーク8aと入力点P
間の真の振動伝達時間の差分を表わしている。
t gp ′ −t gr ′ = t gp −t gr (8) t pp ′ −t pr ′ = t pp −t pr (9) That is, the circuit delay time is calculated from the equations (8) and (9). The t e and the phase offset time t of have been removed. Moreover,
The right side of equations (8) and (9) is the reference mark 8a and the input point P.
Represents the difference in the true vibration transmission time between the two.

第6図において、振動伝達板8の角部には3つの振動
センサ6a〜6cが設けられており、各振動センサの座標は
6a=S1(0、0),6b=S3(0,Y),6c=S2(X,0)とす
る。また基準マーク8aから少なくとも1つの振動センサ
までの真の伝達時間tgr,tprは予め求められ、既知であ
るから、前記(8)式及び(9)式で求めた真の差分に
これらの真の伝達時間tgr,tprを加えることで入力点P
に対応する真の伝達時間tg,tpが求まる。そこで、CPU11
は前記(2)式及び(3)式に従つて第6図の距離d1
d3を求める。そして3平方の定理に従えば、入力点Pの
座標(x,y)は(10)式及び(11)式で求まる。
In FIG. 6, three vibration sensors 6a to 6c are provided at the corners of the vibration transmission plate 8, and the coordinates of each vibration sensor are
6a = S 1 (0,0), 6b = S 3 (0, Y), 6c = S 2 (X, 0). Further, since the true transmission times t gr and t pr from the reference mark 8a to at least one vibration sensor are obtained in advance and are known, the true differences obtained by the equations (8) and (9) are added to these true differences. Input point P by adding true transmission time t gr , t pr
The true transmission times t g and t p corresponding to So CPU11
Is the distance d 1 ~ in FIG. 6 according to the equations (2) and (3).
Find d 3 . Then, according to the Pythagorean theorem, the coordinates (x, y) of the input point P are obtained by the equations (10) and (11).

以上述べた如く本実施例によれば、振動伝達板8上に
基準マーク8aを付し、かつ使用者は装置の電源投入時又
は定期的に基準マーク8aを指示することで補正のための
基準データが容易に得られ、もつて使用環境変動等に影
響されない高精度な座標入力装置を提供できる。
As described above, according to the present embodiment, the reference mark 8a is provided on the vibration transmission plate 8, and the user sets the reference mark for correction by pointing the reference mark 8a when the apparatus is turned on or periodically. It is possible to provide a highly accurate coordinate input device that can easily obtain data and is not affected by fluctuations in the operating environment.

また、振動伝達板8上に基準マーク8aを付さなくて
も、例えば工場出荷時に基準マーク8aに相当する位置に
対して座標入力動作を行なうことにより補正のための基
準データが得られ、もつて装置間のバラツキを無くした
座標入力装置を提供できる。しかも、距離Rは一定なの
で、記憶した唯一の基準データは全ての振動センサの系
に使用できる。
Further, even if the reference mark 8a is not provided on the vibration transmission plate 8, the reference data for correction can be obtained by carrying out the coordinate input operation at the position corresponding to the reference mark 8a at the time of factory shipment. It is possible to provide a coordinate input device in which variations between devices are eliminated. Moreover, since the distance R is constant, the only reference data stored can be used for all vibration sensor systems.

また、例えば第7図の様なセンサ配置にすれば、基準
マーク8aは各振動センサ6d〜6fを結ぶ対角線の交点上
で、かつ各振動センサ6d〜6fから等距離にあるので、作
図が簡単になり、しかも唯一の基準データを記憶すれば
良い。
Further, for example, if the sensor arrangement as shown in FIG. 7 is used, the reference mark 8a is located at the intersection of the diagonal lines connecting the vibration sensors 6d to 6f and at the same distance from the vibration sensors 6d to 6f, so that the drawing is easy. Then, the only reference data should be stored.

[他の実施例] 第8図は他の実施例の振動伝達板の正面図である。こ
の例では振動センサの数が2個であり、各振動センサ6
g,6hから等距離の点は直線L上の全点てとなる。従つ
て、この直線L上の点の数点(例えば点8aと8b)で前記
の補正を行い、各補正値の平均を採る等により高精度な
座標入力装置を構成できる。勿論、第7図示のようなセ
ンサの数でも同様に補正値の平均をとる方法は実現でき
る。
[Other Embodiments] FIG. 8 is a front view of a vibration transmitting plate according to another embodiment. In this example, the number of vibration sensors is two, and each vibration sensor 6
Points equidistant from g and 6h are all points on the straight line L. Therefore, a highly accurate coordinate input device can be constructed by performing the above-mentioned correction at several points on the straight line L (for example, points 8a and 8b) and taking the average of each correction value. Of course, the method of averaging the correction values can be similarly realized with the number of sensors as shown in FIG.

[発明の効果] 以上述べた如く本発明によれば、振動センサから既知
の距離にある複数の点までの平均距離における振動伝達
時間を基準点までの振動伝達時間として記憶して、その
値を基に任意の振動入力点から基準点あるいは振動セン
サまでの距離を導出するため、基準点に対する遅延時間
の誤差、特に測定時の誤差を減らし、より高精度の座標
入力が可能となる。
As described above, according to the present invention, the vibration transmission time at the average distance from the vibration sensor to a plurality of points at a known distance is stored as the vibration transmission time to the reference point, and the value is stored. Since the distance from the arbitrary vibration input point to the reference point or the vibration sensor is derived based on this, the error of the delay time with respect to the reference point, especially the error at the time of measurement is reduced, and more accurate coordinate input becomes possible.

また、各振動センサから任意の振動入力点までの距離
を、時間差を基に導出しているため、装置内の構成によ
る振動あるいは信号の遅延や、環境の変化による信号の
遅延によって測定の影響を受けることなく、高精度の座
標入力が可能となる。
In addition, since the distance from each vibration sensor to the arbitrary vibration input point is derived based on the time difference, vibration or signal delay due to the internal configuration of the device or signal delay due to environmental changes may affect the measurement. It is possible to input highly accurate coordinates without receiving them.

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

第1図は実施例の座標入力装置のブロツク構成図、 第2図は実施例の振動ペン3の構造を示す図、 第3図は実施例の演算・制御回路1のブロツク構成図、 第4図は実施例の振動伝達の態様を説明するタイミング
チヤート、 第5図は実施例の信号波形検出回路のブロツク構成図、 第6図は実施例の座標演算処理を説明する図、 第7図は実施例の他のセンサ配置を示す図、 第8図は他の実施例の振動伝達板の正面図である。 図中、1……演算・制御回路、3……振動ペン、4……
振動子、6a〜6h……振動センサ、8……振動伝達板、8a
……基準マーク、11……CPU、11a……ROM、11b……RAM
である。
FIG. 1 is a block configuration diagram of a coordinate input device of the embodiment, FIG. 2 is a diagram showing a structure of a vibrating pen 3 of the embodiment, FIG. 3 is a block configuration diagram of an arithmetic / control circuit 1 of the embodiment, and FIG. FIG. 5 is a timing chart for explaining the mode of vibration transmission of the embodiment, FIG. 5 is a block diagram of the signal waveform detection circuit of the embodiment, FIG. 6 is a view for explaining the coordinate calculation processing of the embodiment, and FIG. The figure which shows the other sensor arrangement | positioning of an Example, FIG. 8 is a front view of the vibration transmission plate of another Example. In the figure, 1 ... calculation / control circuit, 3 ... vibration pen, 4 ...
Vibrator, 6a to 6h ... Vibration sensor, 8 ... Vibration transmission plate, 8a
…… Reference mark, 11 …… CPU, 11a …… ROM, 11b …… RAM
Is.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷石 信之介 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 鴨野 武志 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 柳沢 亮三 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−41090(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Shinnosuke Taniishi 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Takeshi Kamono 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Ki Within Canon Inc. (72) Inventor Ryozo Yanagisawa 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Within Canon Inc. (56) Reference JP-A-59-41090 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】振動ペンから入力された振動を振動伝達板
に複数設けられた振動センサにより検出して前記振動ペ
ンの振動伝達板上での座標を検出する座標入力装置にお
いて、 駆動信号パルス発生から検出タイミング信号が検出され
るまでの遅延時間を、前記振動センサのひとつから既知
の距離にある複数点について計測する計測手段と、 該計測手段による計測結果に基づき、前記振動センサか
ら、前記複数点についての既知の距離の平均距離までの
前記遅延時間を、基準点に対する遅延時間として導出し
て記憶する記憶手段と、 前記振動伝達板上の任意点になされた入力の、駆動信号
パルス発生から検出タイミング信号が検出されるまでの
遅延時間を、前記複数の振動センサにて計測し、該遅延
時間と、前記記憶手段に記憶された遅延時間との差か
ら、前記複数の振動センサ各々に対し、前記任意点から
の前記基準点までの振動伝達板における振動伝達時間を
導出する手段と、 前記導出された振動伝達時間から、前記任意点から前記
基準点までの距離あるいは前記任意点から前記振動セン
サまでの距離を導出する導出手段と を備えることを特徴とする座標入力装置。
1. A coordinate input device for detecting vibrations input from a vibrating pen by a plurality of vibration sensors provided on a vibration transmitting plate to detect coordinates of the vibrating pen on the vibration transmitting plate. From the one of the vibration sensors to a delay time from the detection of the detection timing signal to a plurality of points at a known distance; From the drive signal pulse generation of the storage means for deriving and storing the delay time to the average distance of the known distances about the points as the delay time with respect to the reference point, and the input made to the arbitrary point on the vibration transmission plate. The delay time until the detection timing signal is detected is measured by the plurality of vibration sensors, and the delay time and the delay time stored in the storage means are measured. From the difference of, for each of the plurality of vibration sensors, means for deriving the vibration transmission time in the vibration transmission plate from the arbitrary point to the reference point, and from the derived vibration transmission time, from the arbitrary point to the Derivation means for deriving a distance to a reference point or a distance from the arbitrary point to the vibration sensor.
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