JP3053262B2 - 座標入力装置及び方法 - Google Patents
座標入力装置及び方法Info
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- JP3053262B2 JP3053262B2 JP19518191A JP19518191A JP3053262B2 JP 3053262 B2 JP3053262 B2 JP 3053262B2 JP 19518191 A JP19518191 A JP 19518191A JP 19518191 A JP19518191 A JP 19518191A JP 3053262 B2 JP3053262 B2 JP 3053262B2
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-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/043—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using propagating acoustic waves
- G06F3/0433—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using propagating acoustic waves in which the acoustic waves are either generated by a movable member and propagated within a surface layer or propagated within a surface layer and captured by a movable member
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば振動伝達板上の
振動源からの振動伝達時間より指示点座標を検出する座
標入力装置及び方法に関する。
振動源からの振動伝達時間より指示点座標を検出する座
標入力装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の手書きの文字・図形などをコンピ
ュータなどの処理装置に入力する装置として、各種の入
力ペンおよびタブレットなどを用いた座標入力装置が知
られている。この主の装置では、入力された文字・図形
などからなる画像情報は、ＣＲＴディスプレイなどの表
示装置やプリンタなどの記録装置に表示出力される。こ
のような座標入力装置のうち、タブレット型の座標入力
装置における座標検出方法として、次にあげる各種の方
式が知られている。 （１）抵抗膜と対応配置されたシート材とにより構成さ
れ、押圧された点の抵抗値の変化によりその座標値を検
出する方式。 （２）対向配置された導電シートなどの電磁ないし静電
誘導をもとに座標位置を検出する方式。 （３）入力ペンからタブレットに伝達される超音波振動
を基に、入力ペンの座標位置を検出する方式。
ュータなどの処理装置に入力する装置として、各種の入
力ペンおよびタブレットなどを用いた座標入力装置が知
られている。この主の装置では、入力された文字・図形
などからなる画像情報は、ＣＲＴディスプレイなどの表
示装置やプリンタなどの記録装置に表示出力される。こ
のような座標入力装置のうち、タブレット型の座標入力
装置における座標検出方法として、次にあげる各種の方
式が知られている。 （１）抵抗膜と対応配置されたシート材とにより構成さ
れ、押圧された点の抵抗値の変化によりその座標値を検
出する方式。 （２）対向配置された導電シートなどの電磁ないし静電
誘導をもとに座標位置を検出する方式。 （３）入力ペンからタブレットに伝達される超音波振動
を基に、入力ペンの座標位置を検出する方式。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの方式
を採用した従来の座標入力装置には次のような欠点があ
る。
を採用した従来の座標入力装置には次のような欠点があ
る。
【０００４】上述の抵抗膜利用タイプのもの（１の場
合）は、抵抗体の均一性がそのまま図形入力の精度を左
右するので均一性の優れた抵抗体を必要とし、大型の装
置になるほどその製作は困難なものとなり、高精度を必
要とする装置には不向きである。また、Ｘ座標用とＹ座
標用の２枚の抵抗膜が必要となるので、座標入力面の透
明度が低下してしまう。このため、原稿等に重ねて使用
する場合などは原稿が見にくくなるという欠点もある。
合）は、抵抗体の均一性がそのまま図形入力の精度を左
右するので均一性の優れた抵抗体を必要とし、大型の装
置になるほどその製作は困難なものとなり、高精度を必
要とする装置には不向きである。また、Ｘ座標用とＹ座
標用の２枚の抵抗膜が必要となるので、座標入力面の透
明度が低下してしまう。このため、原稿等に重ねて使用
する場合などは原稿が見にくくなるという欠点もある。
【０００５】次に電磁誘導を利用したタイプのもの（２
の場合）は、電線がマトリックス状に配設されており、
その座標検出精度はマトリックス状に配設されている電
線の位置、つまり加工精度により直接左右されるので、
高精度な入力装置では非常に高価なものとなる。
の場合）は、電線がマトリックス状に配設されており、
その座標検出精度はマトリックス状に配設されている電
線の位置、つまり加工精度により直接左右されるので、
高精度な入力装置では非常に高価なものとなる。
【０００６】これらの方式に比べて、超音波による方式
は入力面であるタブレット上を伝播してくる波の遅延時
間を検出して位置座標を算出する方式であり、タブレッ
ト上にマトリックス状電線等の細工がなんら施されてい
ないので、コスト的に安価な装置を提供することが可能
である。しかもタブレットに透明な板硝子を用いれば他
の方式に比べて入力板の透明度の高い座標入力装置を構
成することができる。しかしながら従来の超音波方式の
座標入力装置では、センサで出力される波の検出信号波
形は、振動入力ペンとセンサの距離で波の減衰により振
幅レベルが変化するばかりでなく、操作者による入力ペ
ンの筆圧の大小にも大きく依存する。従って検出信号波
形がある一定レベル以上となったところを特定点として
遅延時間を検出した場合（そのレベルはノイズと区別す
るためにある一定以上の値が必要である）、検出信号波
形の先頭部分が検出されずに、検出信号波形のレベルに
依存して２周期目・３周期目（図７（ａ）〜（ｃ）参
照）が出力され、座標を誤検出してしまうという欠点が
生じる。この解決方法として検出信号波形のレベルを一
定にする方法が電気的に可能であるが、回路部品の個数
が増しコストが大幅に増してしまう新たな問題が生じる
他、増幅率を決定するために参照となる信号データが必
要となり、全ての入力データが座標算出に用いることが
できない。つまり座標算出のサンプリングレートが低下
するという問題が生じる。
は入力面であるタブレット上を伝播してくる波の遅延時
間を検出して位置座標を算出する方式であり、タブレッ
ト上にマトリックス状電線等の細工がなんら施されてい
ないので、コスト的に安価な装置を提供することが可能
である。しかもタブレットに透明な板硝子を用いれば他
の方式に比べて入力板の透明度の高い座標入力装置を構
成することができる。しかしながら従来の超音波方式の
座標入力装置では、センサで出力される波の検出信号波
形は、振動入力ペンとセンサの距離で波の減衰により振
幅レベルが変化するばかりでなく、操作者による入力ペ
ンの筆圧の大小にも大きく依存する。従って検出信号波
形がある一定レベル以上となったところを特定点として
遅延時間を検出した場合（そのレベルはノイズと区別す
るためにある一定以上の値が必要である）、検出信号波
形の先頭部分が検出されずに、検出信号波形のレベルに
依存して２周期目・３周期目（図７（ａ）〜（ｃ）参
照）が出力され、座標を誤検出してしまうという欠点が
生じる。この解決方法として検出信号波形のレベルを一
定にする方法が電気的に可能であるが、回路部品の個数
が増しコストが大幅に増してしまう新たな問題が生じる
他、増幅率を決定するために参照となる信号データが必
要となり、全ての入力データが座標算出に用いることが
できない。つまり座標算出のサンプリングレートが低下
するという問題が生じる。
【０００７】これらの問題を考慮すると遅延時間を検出
するためには、検出信号波形の振幅レベルに依存しない
方法が必要となる。これらの問題を解決するために、検
出信号波形の包絡線を電気的に取り出し、微分処理する
などして包絡線のピーク、または包絡線の変曲点を特定
点として検出し遅延時間を測定する方法が考えられる。
この方法の問題点は包絡線を作り出したり、そのピーク
値を求めるためのアナログ回路が増えるためにコストア
ップの要因となること、また消費電力が増すなどの弊害
がやはり生じる。さらに大きな問題として、振動伝達板
上を伝わって来た波の先頭（検出信号波形の先頭部分）
部分よりも時間軸上で遅い点を検出ポイントとしている
ために、検出ポイントよりも前に通過した波が振動伝達
板の端面で反射してきて直接波による検出信号波形と重
畳し、遅延時間を計測するための検出信号波形が歪む恐
れが生じる。この影響は、座標入力装置の座標検出精度
を大幅に低下させることになる。この問題を解決するた
めには、端面での反射を亡くすか、もしくは端面までの
距離を長くすることで反射波の戻ってくる時間を遅く
し、検出信号波形の中の検出ポイントに反射波が重畳し
ないようにする必要がある。前者の解決方法は反射波の
レベルを低減することは防振材などを用いて可能ではあ
るが、反射波をゼロにすることは技術的に困難であり、
また後者の方法は、端面までの距離がある程度必要とな
るために、座標を入力することができる有効エリアに対
して振動伝達板の大きさが大きくなり、装置全体が大き
くなるという欠点を有する。
するためには、検出信号波形の振幅レベルに依存しない
方法が必要となる。これらの問題を解決するために、検
出信号波形の包絡線を電気的に取り出し、微分処理する
などして包絡線のピーク、または包絡線の変曲点を特定
点として検出し遅延時間を測定する方法が考えられる。
この方法の問題点は包絡線を作り出したり、そのピーク
値を求めるためのアナログ回路が増えるためにコストア
ップの要因となること、また消費電力が増すなどの弊害
がやはり生じる。さらに大きな問題として、振動伝達板
上を伝わって来た波の先頭（検出信号波形の先頭部分）
部分よりも時間軸上で遅い点を検出ポイントとしている
ために、検出ポイントよりも前に通過した波が振動伝達
板の端面で反射してきて直接波による検出信号波形と重
畳し、遅延時間を計測するための検出信号波形が歪む恐
れが生じる。この影響は、座標入力装置の座標検出精度
を大幅に低下させることになる。この問題を解決するた
めには、端面での反射を亡くすか、もしくは端面までの
距離を長くすることで反射波の戻ってくる時間を遅く
し、検出信号波形の中の検出ポイントに反射波が重畳し
ないようにする必要がある。前者の解決方法は反射波の
レベルを低減することは防振材などを用いて可能ではあ
るが、反射波をゼロにすることは技術的に困難であり、
また後者の方法は、端面までの距離がある程度必要とな
るために、座標を入力することができる有効エリアに対
して振動伝達板の大きさが大きくなり、装置全体が大き
くなるという欠点を有する。
【０００８】また超音波を利用する座標入力装置に於
て、振動伝達板の板厚よりもその板上を伝播する弾性波
の波長が大きくなると、群速度と位相速度の異なる板波
が伝播することが良く知られている。この波を用いた場
合、位相遅延時間の検出点を一定レベル以上となった点
とし、また群遅延時間を検出信号波形の包絡線のピーク
を各々検出ポイントとして、距離と波の到達遅延時間の
関係を模式的に示すと図８のようになる。群遅延時間は
連続ではあるものの揺らぎ幅の大きい関係を示し、位相
遅延時間は階段状の関係を示す。この様な関係を示すの
は位相速度と群速度が異なる板波の性質に起因してい
る。この時、群遅延時間のみによる距離算出では精度良
く測定することが不可能であり、位相遅延時間で距離算
出を行う場合は、たとえ検出信号波形のレベルを電気的
に一定にして音波の減衰、筆圧の依存性の影響を取り除
いたとしても、図８に示すような位相遅延時間と距離の
関係は階段状のままである。即ち、例えば同図において
ｔ0 という値が出力された場合、距離がｌ1 なのかｌ2
なのか判定することができないという欠点が生じる。
て、振動伝達板の板厚よりもその板上を伝播する弾性波
の波長が大きくなると、群速度と位相速度の異なる板波
が伝播することが良く知られている。この波を用いた場
合、位相遅延時間の検出点を一定レベル以上となった点
とし、また群遅延時間を検出信号波形の包絡線のピーク
を各々検出ポイントとして、距離と波の到達遅延時間の
関係を模式的に示すと図８のようになる。群遅延時間は
連続ではあるものの揺らぎ幅の大きい関係を示し、位相
遅延時間は階段状の関係を示す。この様な関係を示すの
は位相速度と群速度が異なる板波の性質に起因してい
る。この時、群遅延時間のみによる距離算出では精度良
く測定することが不可能であり、位相遅延時間で距離算
出を行う場合は、たとえ検出信号波形のレベルを電気的
に一定にして音波の減衰、筆圧の依存性の影響を取り除
いたとしても、図８に示すような位相遅延時間と距離の
関係は階段状のままである。即ち、例えば同図において
ｔ0 という値が出力された場合、距離がｌ1 なのかｌ2
なのか判定することができないという欠点が生じる。
【０００９】この問題を解決するために先願である特願
昭６１−１４９７４２号と特願昭６１−２４５４７５号
とで示されているように、板波の群遅延時間と位相遅延
時間の両方を検出して座標を算出する方法が提案されて
いる。この方法はセンサと振動入力源の距離をＬとした
場合、 Ｌ＝Ｖｐ・Ｔｐ＋ｎ・λｐ …（１） ｎ＝ｉｎｔ［（Ｖｇ・ＴｇーＶｐ・Ｔｐ）／λｐ］ …（２） Ｖｐ：板波の位相速度 Ｔｐ：位相遅延時間 Ｖｇ：板波の群速度 Ｔｇ：群遅延時間 λｐ：板波の波長 で各センサまでの距離を算出し、この情報より幾何学的
に座標を算出するものである。この方法は前述の問題を
解決するばかりでなく、検出信号波形のレベルに依存す
ることなく、板波を利用して座標を算出することができ
る優れた方法であるが、群遅延時間・位相遅延時間の両
方を検出するために回路が複雑で消費電力も増し、また
群遅延時間を検出することが必要であることから、有効
エリアに対して装置全体が大きくなるという欠点を有す
る。
昭６１−１４９７４２号と特願昭６１−２４５４７５号
とで示されているように、板波の群遅延時間と位相遅延
時間の両方を検出して座標を算出する方法が提案されて
いる。この方法はセンサと振動入力源の距離をＬとした
場合、 Ｌ＝Ｖｐ・Ｔｐ＋ｎ・λｐ …（１） ｎ＝ｉｎｔ［（Ｖｇ・ＴｇーＶｐ・Ｔｐ）／λｐ］ …（２） Ｖｐ：板波の位相速度 Ｔｐ：位相遅延時間 Ｖｇ：板波の群速度 Ｔｇ：群遅延時間 λｐ：板波の波長 で各センサまでの距離を算出し、この情報より幾何学的
に座標を算出するものである。この方法は前述の問題を
解決するばかりでなく、検出信号波形のレベルに依存す
ることなく、板波を利用して座標を算出することができ
る優れた方法であるが、群遅延時間・位相遅延時間の両
方を検出するために回路が複雑で消費電力も増し、また
群遅延時間を検出することが必要であることから、有効
エリアに対して装置全体が大きくなるという欠点を有す
る。
【００１０】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
で、検出信号波形のレベル変動の影響を受けることなく
検出信号波形の位相情報のみで正確な座標算出が可能
で、しかも回路を節約して低消費電力化・低コスト化お
よびコンパクトにされた座標入力装置を提供することを
目的とする。
で、検出信号波形のレベル変動の影響を受けることなく
検出信号波形の位相情報のみで正確な座標算出が可能
で、しかも回路を節約して低消費電力化・低コスト化お
よびコンパクトにされた座標入力装置を提供することを
目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の座標入力装置は以下のような構成からなる。
に本発明の座標入力装置は以下のような構成からなる。
【００１２】所定波長の振動を発生する発生手段と、該
発生手段で発生した振動を伝達する伝達手段と、前記伝
達手段の振動を検出する複数の検出手段と、前記発生手
段による振動の発生から前記検出手段による振動検出ま
での遅延時間を計測する計測手段と、該計測手段で計測
された遅延時間を基に前記発生手段と前記複数の検出手
段各々との距離を算出する第１の算出手段と、該算出手
段で算出された距離を基に前記発生手段の位置を算出す
る第２の算出手段と、前記第２の算出手段で算出された
位置を基に前記発生手段と前記複数の検出手段各々との
距離を算出する第３の算出手段と、前記第１の算出手段
で算出された距離と前記第３の算出手段で算出された距
離とを比較する比較手段と、該比較手段による比較の結
果に応じて前記第１の算出手段で算出された距離を修正
する修正手段と、前記修正手段で修正された距離を基に
前記発生手段の位置を算出する第４の算出手段とを備え
る。また、上記目的を達成するために本発明の座標入力
方法は次のような構成からなる。すなわち、振動を伝達
する伝達手段を用いた座標入力方法であって、所定波長
の振動を発生して前記伝達手段に入力する発生工程と、
前記伝達手段の振動を複数の検出点で検出する検出工程
と、前記発生工程による振動の発生から前記検出工程に
よる検出点それぞれにおける振動検出までの遅延時間を
計測する計測工程と、該計測工程で計測された遅延時間
を基に前記発生工程による振動入力点と前記複数の検出
点各々との距離を算出する第１の算出工程と、該算出工
程で算出された距離を基に前記振動の入力点の位置を算
出する第２の算出工程と、前記第２の算出工程で算出さ
れた位置を基に前記発生工程による振動入力点と前記複
数の検出点各々との距離を算出する第３の算出工程と、
前記第１の算出工程で算出された距離と前記第３の算出
工程で算出された距離とを比較する比較工程と、該比較
工程による比較の結果に応じて前記第１の算出工程で算
出された距離を修正する修正工程と、前記修正工程で修
正された距離を基に前記発生工程による振動入力点の位
置を算出する第４の算出工程とを備える。
発生手段で発生した振動を伝達する伝達手段と、前記伝
達手段の振動を検出する複数の検出手段と、前記発生手
段による振動の発生から前記検出手段による振動検出ま
での遅延時間を計測する計測手段と、該計測手段で計測
された遅延時間を基に前記発生手段と前記複数の検出手
段各々との距離を算出する第１の算出手段と、該算出手
段で算出された距離を基に前記発生手段の位置を算出す
る第２の算出手段と、前記第２の算出手段で算出された
位置を基に前記発生手段と前記複数の検出手段各々との
距離を算出する第３の算出手段と、前記第１の算出手段
で算出された距離と前記第３の算出手段で算出された距
離とを比較する比較手段と、該比較手段による比較の結
果に応じて前記第１の算出手段で算出された距離を修正
する修正手段と、前記修正手段で修正された距離を基に
前記発生手段の位置を算出する第４の算出手段とを備え
る。また、上記目的を達成するために本発明の座標入力
方法は次のような構成からなる。すなわち、振動を伝達
する伝達手段を用いた座標入力方法であって、所定波長
の振動を発生して前記伝達手段に入力する発生工程と、
前記伝達手段の振動を複数の検出点で検出する検出工程
と、前記発生工程による振動の発生から前記検出工程に
よる検出点それぞれにおける振動検出までの遅延時間を
計測する計測工程と、該計測工程で計測された遅延時間
を基に前記発生工程による振動入力点と前記複数の検出
点各々との距離を算出する第１の算出工程と、該算出工
程で算出された距離を基に前記振動の入力点の位置を算
出する第２の算出工程と、前記第２の算出工程で算出さ
れた位置を基に前記発生工程による振動入力点と前記複
数の検出点各々との距離を算出する第３の算出工程と、
前記第１の算出工程で算出された距離と前記第３の算出
工程で算出された距離とを比較する比較工程と、該比較
工程による比較の結果に応じて前記第１の算出工程で算
出された距離を修正する修正工程と、前記修正工程で修
正された距離を基に前記発生工程による振動入力点の位
置を算出する第４の算出工程とを備える。
【００１３】
【作用】上記構成により本発明の座標入力装置は、振動
伝達手段の上で適当な点に振動を与えると、振動伝達手
段の上に配置した振動検出手段により振動を検出して遅
延時間を得て振動源からの距離を算出し、それに基づい
て振動源の座標を得る。得られた座標から、振動検出手
段と振動源との距離を逆算し、前に算出した距離と比較
して、その（前に算出した）距離の値を修正して、両者
が一致するように振動源の位置を再計算する。
伝達手段の上で適当な点に振動を与えると、振動伝達手
段の上に配置した振動検出手段により振動を検出して遅
延時間を得て振動源からの距離を算出し、それに基づい
て振動源の座標を得る。得られた座標から、振動検出手
段と振動源との距離を逆算し、前に算出した距離と比較
して、その（前に算出した）距離の値を修正して、両者
が一致するように振動源の位置を再計算する。
【００１４】
【実施例】以下、図面に示す実施例に基づき、本発明の
詳細を説明する。
詳細を説明する。
【００１５】図１は本発明を実施した座標入力装置の構
成図である。図中符号８は振動を弾性波として伝える振
動伝達板、符号６は弾性波を検出する圧電素子からなる
振動センサである。本実施例の場合、振動センサ６は振
動伝達板８の周辺部に４個設けられている。符号７は振
動伝達板８上の弾性波の残響を除去するための防振材で
ある。符号３は振動入力ペンであり、振動入力ペン３内
の圧電素子４は振動子駆動回路２により駆動される。振
動子駆動回路２は、ある一定周期で、特定周波数のパル
ス列を発生して振動入力ペン３内の振動子４を駆動し、
発生した振動エネルギーはホーン部５を介して振動伝達
板８に入射される。振動伝達板８上を伝播して来た波は
振動センサ６で検出され、前置き増幅回路９〜１２によ
り増幅され、波形検出回路１３〜１６に入力される。波
形検出回路１３〜１６は、各々の検出信号の波形処理に
より所定の波形成分の到達タイミングを検出し、この検
出出力によりラッチ回路１７〜２０に計時カウンタ２１
の計時情報をラッチさせる。ラッチ回路１７〜２０にラ
ッチされた計時情報、すなわち入力点から各振動センサ
６までの弾性波の到達遅延時間情報はマイクロコンピュ
ータその他からなる制御装置１に入力される。制御装置
１はラッチされた上記時間情報から後述のようにして入
力点の座標を算定し、他の情報処理装置、例えばパーソ
ナルコンピュータ等にその情報を入力する。
成図である。図中符号８は振動を弾性波として伝える振
動伝達板、符号６は弾性波を検出する圧電素子からなる
振動センサである。本実施例の場合、振動センサ６は振
動伝達板８の周辺部に４個設けられている。符号７は振
動伝達板８上の弾性波の残響を除去するための防振材で
ある。符号３は振動入力ペンであり、振動入力ペン３内
の圧電素子４は振動子駆動回路２により駆動される。振
動子駆動回路２は、ある一定周期で、特定周波数のパル
ス列を発生して振動入力ペン３内の振動子４を駆動し、
発生した振動エネルギーはホーン部５を介して振動伝達
板８に入射される。振動伝達板８上を伝播して来た波は
振動センサ６で検出され、前置き増幅回路９〜１２によ
り増幅され、波形検出回路１３〜１６に入力される。波
形検出回路１３〜１６は、各々の検出信号の波形処理に
より所定の波形成分の到達タイミングを検出し、この検
出出力によりラッチ回路１７〜２０に計時カウンタ２１
の計時情報をラッチさせる。ラッチ回路１７〜２０にラ
ッチされた計時情報、すなわち入力点から各振動センサ
６までの弾性波の到達遅延時間情報はマイクロコンピュ
ータその他からなる制御装置１に入力される。制御装置
１はラッチされた上記時間情報から後述のようにして入
力点の座標を算定し、他の情報処理装置、例えばパーソ
ナルコンピュータ等にその情報を入力する。
【００１６】次に図２を用いて制御装置１が各回路に対
して行う制御の詳細について述べる。図中符号３１は制
御装置１を構成するマイクロコンピュータであり、ＲＯ
Ｍ、ＲＡＭ及び内部カウンタを内蔵している。マイクロ
コンピュータ３１は、まずクリア信号によりラッチ回路
１７〜２０及び計時カウンタ２１をリセットする。
して行う制御の詳細について述べる。図中符号３１は制
御装置１を構成するマイクロコンピュータであり、ＲＯ
Ｍ、ＲＡＭ及び内部カウンタを内蔵している。マイクロ
コンピュータ３１は、まずクリア信号によりラッチ回路
１７〜２０及び計時カウンタ２１をリセットする。
【００１７】ペンダウン検出回路２２は、振動入力ペン
３が振動伝達板８に接触する際の振動波形を検出するこ
とにより、振動入力ペン３が振動伝達板８上に下ろされ
たことを検出するものである。ペンダウン検出回路２２
はクリア信号により新たなペンダウン信号を検出するた
めにリセットされる。またラッチ回路１７〜２０はラッ
チ内容をクリアする。また計時カウンタ２１はカウント
値をクリアした後、スタート信号入力待ちの状態とな
る。
３が振動伝達板８に接触する際の振動波形を検出するこ
とにより、振動入力ペン３が振動伝達板８上に下ろされ
たことを検出するものである。ペンダウン検出回路２２
はクリア信号により新たなペンダウン信号を検出するた
めにリセットされる。またラッチ回路１７〜２０はラッ
チ内容をクリアする。また計時カウンタ２１はカウント
値をクリアした後、スタート信号入力待ちの状態とな
る。
【００１８】次にマイクロコンピュータ３１より振動子
駆動回路２及び計時カウンタ２１にスタート信号が送ら
れる。このスタート信号によって振動子駆動回路２では
一定周波数のパルス列を発生して圧電素子４を駆動す
る。また計時カウンタ２１は必要とされる分解能に対応
した周期のクロックでカウントを開始する。座標を算出
するためにまず求められる振動入力ペン３と各振動セン
サ６までの距離は、弾性波の伝播速度と弾性波の到達遅
延時間の積を基に求められるので、距離測定の分解能を
高めるためには弾性波の伝播速度を遅くするか、もしく
は前述のクロックの周波数を高くする必要がある。しか
しながらクロックの周波数を高めるとその速度に電子部
品が追随して行かなければならず、コスト的に高い装置
となってしまう。そのために、本実施例では周波数が３
００ＫＨｚ（振動伝達板８の圧み１．２〜１．６）程度
の比較的速度の遅い板波を用いて、結果的に分解能の高
い座標入力装置を低コストで実現している。
駆動回路２及び計時カウンタ２１にスタート信号が送ら
れる。このスタート信号によって振動子駆動回路２では
一定周波数のパルス列を発生して圧電素子４を駆動す
る。また計時カウンタ２１は必要とされる分解能に対応
した周期のクロックでカウントを開始する。座標を算出
するためにまず求められる振動入力ペン３と各振動セン
サ６までの距離は、弾性波の伝播速度と弾性波の到達遅
延時間の積を基に求められるので、距離測定の分解能を
高めるためには弾性波の伝播速度を遅くするか、もしく
は前述のクロックの周波数を高くする必要がある。しか
しながらクロックの周波数を高めるとその速度に電子部
品が追随して行かなければならず、コスト的に高い装置
となってしまう。そのために、本実施例では周波数が３
００ＫＨｚ（振動伝達板８の圧み１．２〜１．６）程度
の比較的速度の遅い板波を用いて、結果的に分解能の高
い座標入力装置を低コストで実現している。
【００１９】さて振動入力ペン３の振動によって発生し
た弾性波は、各振動センサ６で電気信号に変換され、前
置き増幅回路９〜１２を介して波形検出回路１３〜１６
に入力される。ラッチ回路１７〜２０は各々の波形検出
回路の出力信号をトリガとして計時カウンタ２１の出力
を取り込み、マイクロコンピュータ３１にこの値を出力
する。マイクロコンピュータ３１は、これらのデータか
ら後述する処理を行って座標値を算出し、入出力ポート
３３（例えばＲＳー２３２Ｃポート等からなる）を介し
てホストの情報処理装置に転送する。
た弾性波は、各振動センサ６で電気信号に変換され、前
置き増幅回路９〜１２を介して波形検出回路１３〜１６
に入力される。ラッチ回路１７〜２０は各々の波形検出
回路の出力信号をトリガとして計時カウンタ２１の出力
を取り込み、マイクロコンピュータ３１にこの値を出力
する。マイクロコンピュータ３１は、これらのデータか
ら後述する処理を行って座標値を算出し、入出力ポート
３３（例えばＲＳー２３２Ｃポート等からなる）を介し
てホストの情報処理装置に転送する。
【００２０】続いて連続して入力される次の入力点の座
標値を求めるべく、前述したラッチ回路、計時カウンタ
のクリア動作からの制御を繰り返す。この時、振動入力
ペン３を駆動してから（すなわちスタート信号を出力し
てから）振動入力ペン３と振動センサ６の距離が最大と
なる点に於る弾性波の伝播遅延時間（最大値）を過ぎて
も検出信号が出力されない場合には、振動入力ペン３が
振動伝達板８から離れている状態、すなわちペンアップ
の時であるから、伝播遅延時間の計測を打ち切って、前
述のクリア動作からの制御を繰り返す。
標値を求めるべく、前述したラッチ回路、計時カウンタ
のクリア動作からの制御を繰り返す。この時、振動入力
ペン３を駆動してから（すなわちスタート信号を出力し
てから）振動入力ペン３と振動センサ６の距離が最大と
なる点に於る弾性波の伝播遅延時間（最大値）を過ぎて
も検出信号が出力されない場合には、振動入力ペン３が
振動伝達板８から離れている状態、すなわちペンアップ
の時であるから、伝播遅延時間の計測を打ち切って、前
述のクリア動作からの制御を繰り返す。
【００２１】以上説明してきた制御及び処理を行うこと
によって、指示点座標をリアルタイムに検出することが
できる。
によって、指示点座標をリアルタイムに検出することが
できる。
【００２２】図３は波形検出回路１３〜１６に入力され
る振動センサ６からの信号波形と、これに基づく振動伝
播遅延時間の計測処理を示している。図３に於て符号４
１で示した物は振動入力ペン３中の圧電素子４に対して
印加される駆動信号パルスであり、本実施例の場合３０
０ＫＨｚのパルス列（５周期相当）で駆動している。こ
のような駆動信号により駆動され、振動入力ペン３から
振動伝達板８に入力される超音波振動は、振動センサ６
までの直線距離に対応した時間経過の後に振動センサ６
で検出され電気的に出力される。符号４２は振動センサ
６が出力した検出信号波形である。符号４３は検出信号
波形のレベルが一定値以上となった所を基準として窓を
開けた状態を示すものである。符号４４は遅延時間ｔｐ
を計測するための信号を示すものであり、符号４３の窓
を開けた状態から、検出信号波形の位相情報が最初に立
ち上がるゼロクロスを検出点としている。
る振動センサ６からの信号波形と、これに基づく振動伝
播遅延時間の計測処理を示している。図３に於て符号４
１で示した物は振動入力ペン３中の圧電素子４に対して
印加される駆動信号パルスであり、本実施例の場合３０
０ＫＨｚのパルス列（５周期相当）で駆動している。こ
のような駆動信号により駆動され、振動入力ペン３から
振動伝達板８に入力される超音波振動は、振動センサ６
までの直線距離に対応した時間経過の後に振動センサ６
で検出され電気的に出力される。符号４２は振動センサ
６が出力した検出信号波形である。符号４３は検出信号
波形のレベルが一定値以上となった所を基準として窓を
開けた状態を示すものである。符号４４は遅延時間ｔｐ
を計測するための信号を示すものであり、符号４３の窓
を開けた状態から、検出信号波形の位相情報が最初に立
ち上がるゼロクロスを検出点としている。
【００２３】本構成によれば、振動入力ペン３と振動セ
ンサ６の距離が同じであっても、出力される検出信号波
形の振幅レベルによって得られる伝播遅延時間が異なる
ことになる。これはしきい値を用いて遅延時間ｔｐの検
出用窓を開けているため（図７）に生じるものであり、
検出される伝播遅延時間の差は弾性波の周期τの整数倍
に相当するので、求められる遅延時間は式（３）により
与えられる。
ンサ６の距離が同じであっても、出力される検出信号波
形の振幅レベルによって得られる伝播遅延時間が異なる
ことになる。これはしきい値を用いて遅延時間ｔｐの検
出用窓を開けているため（図７）に生じるものであり、
検出される伝播遅延時間の差は弾性波の周期τの整数倍
に相当するので、求められる遅延時間は式（３）により
与えられる。
【００２４】 Ｔ＝ｔｐ＋ｎ・τ …（３） ｔｐ：本検出系で出力される伝播遅延時間 ｎ ：整数 このｎの値によって与えられる遅延時間Ｔの複数の候補
のうち、どれかが真の遅延時間と成り得る。従ってｎの
値を求めることにより、ある振動センサ６と振動入力ペ
ン３の距離Ｌは、板波の周波数をｆとすれば次式によっ
て求めることができる。
のうち、どれかが真の遅延時間と成り得る。従ってｎの
値を求めることにより、ある振動センサ６と振動入力ペ
ン３の距離Ｌは、板波の周波数をｆとすれば次式によっ
て求めることができる。
【００２５】 Ｌ＝Ｖｐ・ｔｐ＋ｎ・λｐ …（４） Ｖｐ：板波の位相速度 λｐ：板波の波長（＝Ｖｐ／ｆ＝Ｖｐ・τ） 従って整数ｎを求めることができれば正確に距離Ｌを算
出することが可能となり、以下にその算出方法について
説明する。ただし、整数ｎは各センサが検出する振動の
振幅としきい値及び、振動入力ペン３と振動センサ６と
の距離によって決まる数であるため、各センサごとに異
なる。
出することが可能となり、以下にその算出方法について
説明する。ただし、整数ｎは各センサが検出する振動の
振幅としきい値及び、振動入力ペン３と振動センサ６と
の距離によって決まる数であるため、各センサごとに異
なる。
【００２６】図４は本実施例に置けるセンサの配置を示
した図であり、対向する２個の振動センサ６を１対とし
て２対のセンサＸ１・Ｘ２とＹ１・Ｙ２とを直交するよ
うに配置し、座標算出を行っている。いま振動入力ペン
３が座標（Ｘ，Ｙ）のＡ点を指示してその座標値を得よ
うとしている場合、指示点ＡとＹ１振動センサ６までの
真の距離をｄＹ１、Ｙ２振動センサ６までのそれをｄＹ
２、Ｘ１振動センサ６までのそれをｄＸ１、Ｘ２振動セ
ンサ６までのそれをｄＸ２とする。また座標系を図４の
ようにとり、Ｙ１振動センサ６とＹ２振動センサ６間の
距離をｙ（小文字）、Ｘ１振動センサ６とＸ２振動セン
サ６間の距離をｘ（小文字）と定義して、以下の手順に
従って座標値Ａ（Ｘ，Ｙ）を求める。
した図であり、対向する２個の振動センサ６を１対とし
て２対のセンサＸ１・Ｘ２とＹ１・Ｙ２とを直交するよ
うに配置し、座標算出を行っている。いま振動入力ペン
３が座標（Ｘ，Ｙ）のＡ点を指示してその座標値を得よ
うとしている場合、指示点ＡとＹ１振動センサ６までの
真の距離をｄＹ１、Ｙ２振動センサ６までのそれをｄＹ
２、Ｘ１振動センサ６までのそれをｄＸ１、Ｘ２振動セ
ンサ６までのそれをｄＸ２とする。また座標系を図４の
ようにとり、Ｙ１振動センサ６とＹ２振動センサ６間の
距離をｙ（小文字）、Ｘ１振動センサ６とＸ２振動セン
サ６間の距離をｘ（小文字）と定義して、以下の手順に
従って座標値Ａ（Ｘ，Ｙ）を求める。
【００２７】図５は座標値算出の処理の流れを示したフ
ローチャートである。図５を追いながら処理手順を説明
する。
ローチャートである。図５を追いながら処理手順を説明
する。
【００２８】まずマイクロコンピュータ３１が、４つの
センサ６における各々の位相遅延時間をラッチ１７〜２
０より得たなら（Ｓ５１−ＹＥＳ）、その値と既知の位
相速度とを式（４）に適用し、振動センサ６と振動入力
ペン３との仮の距離を算出する。式（４）の第２項はこ
の段階では確定することができないので、各々の振動セ
ンサ６ごとに後述する方法で仮の初期値ｎ01〜ｎ04（ｎ
0 で代表する）を予め求め（Ｓ５２）、式（４）に代入
する（Ｓ５３）。まず、Ｙ１センサで計測された遅延時
間ｔｐ1 と仮の初期値ｎ01とから点ＡとＹ１センサとの
距離ＬＹ１を求める。Ｙ２センサについても同様に、遅
延時間ｔｐ2 とｎの初期値ｎ02とから点Ａとの距離ＬＹ
２を算出する。その後これらの値ＬＹ１・ＬＹ２を式
（５）に適用してＹ座標を算出する。同様にして点Ａと
Ｘ１センサ・Ｘ２センサとの距離ＬＸ１・ＬＸ２を求
め、式（６）を用いてＸ座標を算出する（Ｓ５４）。
センサ６における各々の位相遅延時間をラッチ１７〜２
０より得たなら（Ｓ５１−ＹＥＳ）、その値と既知の位
相速度とを式（４）に適用し、振動センサ６と振動入力
ペン３との仮の距離を算出する。式（４）の第２項はこ
の段階では確定することができないので、各々の振動セ
ンサ６ごとに後述する方法で仮の初期値ｎ01〜ｎ04（ｎ
0 で代表する）を予め求め（Ｓ５２）、式（４）に代入
する（Ｓ５３）。まず、Ｙ１センサで計測された遅延時
間ｔｐ1 と仮の初期値ｎ01とから点ＡとＹ１センサとの
距離ＬＹ１を求める。Ｙ２センサについても同様に、遅
延時間ｔｐ2 とｎの初期値ｎ02とから点Ａとの距離ＬＹ
２を算出する。その後これらの値ＬＹ１・ＬＹ２を式
（５）に適用してＹ座標を算出する。同様にして点Ａと
Ｘ１センサ・Ｘ２センサとの距離ＬＸ１・ＬＸ２を求
め、式（６）を用いてＸ座標を算出する（Ｓ５４）。
【００２９】 Ｙ＝ｙ／２＋（ＬＹ１＋ＬＹ２）（ＬＹ１ーＬＹ２）／２ｙ …（５） Ｘ＝ｘ／２＋（ＬＸ１＋ＬＸ２）（ＬＸ１ーＬＸ２）／２ｘ …（６） このＹとＸとの値は、２組の振動センサであるＹ１・Ｙ
２の組とＸ１・Ｘ２の組とから各々得られた値であり、
独立して得られた値である。従ってここで得られた点Ａ
の仮の座標値（Ｘ，Ｙ）を用いて各振動センサ６までの
距離ＲＬＹ１・ＲＬＹ２・ＲＬＸ１・ＲＬＸ２を後述の
式（７）〜（１０）で逆算した場合、必ずしも位相遅延
時間及び初期値であるｎ0 から算出される距離ＬＹ１・
ＬＹ２・ＬＸ１・ＬＸ２とは一致しない（なぜならば式
４の第２項がまだ確定されていないから）。
２の組とＸ１・Ｘ２の組とから各々得られた値であり、
独立して得られた値である。従ってここで得られた点Ａ
の仮の座標値（Ｘ，Ｙ）を用いて各振動センサ６までの
距離ＲＬＹ１・ＲＬＹ２・ＲＬＸ１・ＲＬＸ２を後述の
式（７）〜（１０）で逆算した場合、必ずしも位相遅延
時間及び初期値であるｎ0 から算出される距離ＬＹ１・
ＬＹ２・ＬＸ１・ＬＸ２とは一致しない（なぜならば式
４の第２項がまだ確定されていないから）。
【００３０】 ＲＬＹ１＝ｓｑｒｔ（（Ｘーｘ／２）2 ＋Ｙ2 ） …（７） ＲＬＹ２＝ｓｑｒｔ（（Ｘーｘ／２）2 ＋（Ｙーｙ）2 ） …（８） ＲＬＸ１＝ｓｑｒｔ（Ｘ2 ＋（Ｙーｙ／２）2 ） …（９） ＲＬＸ２＝ｓｑｒｔ（（Ｘーｘ）2 ＋（Ｙーｙ／２）2 ） …（１０） ＲＬＹ１：点ＡからＹ１センサまでの逆算距離 ＲＬＹ２：点ＡからＹ２センサまでの逆算距離 ＲＬＸ１：点ＡからＸ１センサまでの逆算距離 ＲＬＸ２：点ＡからＸ２センサまでの逆算距離 ｓｑｒｔ（Ｓ）：Ｓの正の平方根 そこで、式（７）〜（１０）によって点Ａと各センサと
の逆算距離ＲＬＹ１・ＲＬＹ２・ＲＬＸ１・ＲＬＸ２を
得（Ｓ５５）、位相遅延時間と初期ｎ0 （Ｓ５３）から
得られた距離ＬＹ１・ＬＹ２・ＬＸ１・ＬＸ２とステッ
プＳ５５で得られた値とを各々比較し（Ｓ５６）、各々
が所定の誤差範囲内で一致したなら（Ｓ５７−ＹＥＳ）
そのときの座標（Ｘ，Ｙ）を確定座標としてこの座標入
力装置は座標を出力、もしくは内部メモリに値を書き込
む（Ｓ５８）。また前述の値が一致しなかった場合には
（Ｓ５７−ＮＯ）、ｎの初期値ｎ0 に整数を加減して整
数ｎを設定し直して（Ｓ５９）、前述の計算（式４〜式
１０）を再び実行する。
の逆算距離ＲＬＹ１・ＲＬＹ２・ＲＬＸ１・ＲＬＸ２を
得（Ｓ５５）、位相遅延時間と初期ｎ0 （Ｓ５３）から
得られた距離ＬＹ１・ＬＹ２・ＬＸ１・ＬＸ２とステッ
プＳ５５で得られた値とを各々比較し（Ｓ５６）、各々
が所定の誤差範囲内で一致したなら（Ｓ５７−ＹＥＳ）
そのときの座標（Ｘ，Ｙ）を確定座標としてこの座標入
力装置は座標を出力、もしくは内部メモリに値を書き込
む（Ｓ５８）。また前述の値が一致しなかった場合には
（Ｓ５７−ＮＯ）、ｎの初期値ｎ0 に整数を加減して整
数ｎを設定し直して（Ｓ５９）、前述の計算（式４〜式
１０）を再び実行する。
【００３１】以上の手順を、ＲＬＹ１・ＲＬＹ２・ＲＬ
Ｘ１・ＲＬＸ２の値とＬＹ１・ＬＹ２・ＬＸ１・ＬＸ２
の値とが各々等しくなるまで、各センサについて整数ｎ
の値を変更し前述の計算を繰り返すと、位相遅延時間か
ら得られた距離ＬＹ１・ＬＹ２・ＬＸ１・ＬＸ２は真の
距離ｄＹ１・ｄＹ２・ｄＸ１・ｄＸ２と等しい値とな
る。
Ｘ１・ＲＬＸ２の値とＬＹ１・ＬＹ２・ＬＸ１・ＬＸ２
の値とが各々等しくなるまで、各センサについて整数ｎ
の値を変更し前述の計算を繰り返すと、位相遅延時間か
ら得られた距離ＬＹ１・ＬＹ２・ＬＸ１・ＬＸ２は真の
距離ｄＹ１・ｄＹ２・ｄＸ１・ｄＸ２と等しい値とな
る。
【００３２】このようにして点Ａの座標を決定すること
ができるが、式（４）の第２項を決定するための整数ｎ
の仮の値の選び方を次に説明する。
ができるが、式（４）の第２項を決定するための整数ｎ
の仮の値の選び方を次に説明する。
【００３３】図６は筆圧が一定範囲内にある時に得られ
る遅延時間ｔｐと距離Ｌとの関係を示した図である（図
中実線）。筆圧が弱くなったりして検出信号波形のレベ
ルが大きく変化すると、この図に於ける波線部分の関係
をも示すことになる。従って通常動作時はこの実線部分
の関係を示す確立が高く、本実施例では計測される遅延
時間を基に図６に示すような関係（遅延時間が長くなる
とそれと共に初期値ｎ 0 の値を大きくしていく）で整数
ｎの初期値ｎ0 を与え、計算時間の短縮をはかってい
る。本実施例においては、このようにして、初期値ｎ0
を定めているが、ｎ0 の定め方として、例えばそのくぎ
りを、図中Ａの各点で行っても良いことは言うまでもな
い。
る遅延時間ｔｐと距離Ｌとの関係を示した図である（図
中実線）。筆圧が弱くなったりして検出信号波形のレベ
ルが大きく変化すると、この図に於ける波線部分の関係
をも示すことになる。従って通常動作時はこの実線部分
の関係を示す確立が高く、本実施例では計測される遅延
時間を基に図６に示すような関係（遅延時間が長くなる
とそれと共に初期値ｎ 0 の値を大きくしていく）で整数
ｎの初期値ｎ0 を与え、計算時間の短縮をはかってい
る。本実施例においては、このようにして、初期値ｎ0
を定めているが、ｎ0 の定め方として、例えばそのくぎ
りを、図中Ａの各点で行っても良いことは言うまでもな
い。
【００３４】さて本実施例では板波について説明してき
たが、ペンで指示する座標入力装置では操作時の筆圧変
動は必ず起こるものであり、検出信号波形のレベル変動
はどうしても起こり得る。従って検出信号波形の定点
（例えば検出信号の先頭部）を常に検出することは不可
能であり、板波に限らず表面波やラヴ波等の弾性波を用
いた座標入力装置にも応用することが可能である。また
本実施例で説明した板波は、位相速度と群速度が異なっ
ていて検出信号波形の中の位相がずれていく特異な波で
あるが、検出信号波形のレベルによる問題のみならず、
板波の特異性をも問題としない優れた座標算出手段であ
る。
たが、ペンで指示する座標入力装置では操作時の筆圧変
動は必ず起こるものであり、検出信号波形のレベル変動
はどうしても起こり得る。従って検出信号波形の定点
（例えば検出信号の先頭部）を常に検出することは不可
能であり、板波に限らず表面波やラヴ波等の弾性波を用
いた座標入力装置にも応用することが可能である。また
本実施例で説明した板波は、位相速度と群速度が異なっ
ていて検出信号波形の中の位相がずれていく特異な波で
あるが、検出信号波形のレベルによる問題のみならず、
板波の特異性をも問題としない優れた座標算出手段であ
る。
【００３５】このように、本実施例の座標入力装置は検
出信号波形のレベル変動の影響、つまり振動入力ペンと
各振動センサまでの距離に依存した弾性波の減衰や座標
入力時の振動ペンの筆圧等、レベル変動を引き起こす種
々の要因の影響を受けることなく、検出信号波形の位相
情報のみで正確に座標算出が可能となる。
出信号波形のレベル変動の影響、つまり振動入力ペンと
各振動センサまでの距離に依存した弾性波の減衰や座標
入力時の振動ペンの筆圧等、レベル変動を引き起こす種
々の要因の影響を受けることなく、検出信号波形の位相
情報のみで正確に座標算出が可能となる。
【００３６】しかも本構成によれば群速度と位相速度が
異なる板波を弾性波として用いることも可能であり、表
面波等の弾性波に比べて板波は位相速度が遅いことか
ら、遅延時間を測定するカウンタの分解能が同じならば
距離測定の精度が向上し、結果的に座標入力装置が算出
する座標の精度も向上するという効果が得られる。また
本実施例の構成によれば、検出信号波形の中の位相情報
のみで座標を算出するために、大幅にアナログ回路を削
減でき、低消費電力化・低コスト化が可能となる。ま
た、従来の例えば検出信号波形の包絡線のピークを検出
点としていたものよりも、検出信号波形のより先頭に近
い部分へと検出点を移動させられるので、振動伝達板端
部からの反射波の影響が小さくなり、座標入力が可能な
有効エリアに対して振動伝達板自体の大きさを大幅に縮
小することができ、装置をコンパクトにすることができ
るという優れた効果がある。
異なる板波を弾性波として用いることも可能であり、表
面波等の弾性波に比べて板波は位相速度が遅いことか
ら、遅延時間を測定するカウンタの分解能が同じならば
距離測定の精度が向上し、結果的に座標入力装置が算出
する座標の精度も向上するという効果が得られる。また
本実施例の構成によれば、検出信号波形の中の位相情報
のみで座標を算出するために、大幅にアナログ回路を削
減でき、低消費電力化・低コスト化が可能となる。ま
た、従来の例えば検出信号波形の包絡線のピークを検出
点としていたものよりも、検出信号波形のより先頭に近
い部分へと検出点を移動させられるので、振動伝達板端
部からの反射波の影響が小さくなり、座標入力が可能な
有効エリアに対して振動伝達板自体の大きさを大幅に縮
小することができ、装置をコンパクトにすることができ
るという優れた効果がある。
【００３７】尚、本発明は、複数の機器から構成される
システムに適用しても、１つの機器から成る装置に適用
しても良い。また、本発明はシステム或は装置にプログ
ラムを供給することによつて達成される場合にも適用で
きることは言うまでもない。
システムに適用しても、１つの機器から成る装置に適用
しても良い。また、本発明はシステム或は装置にプログ
ラムを供給することによつて達成される場合にも適用で
きることは言うまでもない。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
検出信号波形のレベル変動の影響を受けることなく検出
信号波形の位相情報のみで正確な座標算出が可能であ
り、しかも回路を節約して低消費電力化・低コスト化お
よびコンパクト化できる。
検出信号波形のレベル変動の影響を受けることなく検出
信号波形の位相情報のみで正確な座標算出が可能であ
り、しかも回路を節約して低消費電力化・低コスト化お
よびコンパクト化できる。
【図１】座標入力装置の構造
【図２】座標検出系のブロック図
【図３】信号処理のタイムチャート
【図４】座標系入力装置の座標系を示す図
【図５】座標を算出するフローチャート
【図６】検出遅延時間と距離の関係を示す図
【図７】遅延時間が検出信号波形のレベルに依存するこ
とを説明した図
とを説明した図
【図８】板波の位相遅延時間と群遅延時間の距離に対す
る関係を示した模式図
る関係を示した模式図
【符号の説明】 １…演算制御回路 ２…振動子駆動回路 ３…振動入力ペン ４…振動子 ５…ホーン ６…振動センサ６ ７…防振材 ８…振動伝達板 ９〜１２…前置増幅回路 １３〜１６波形検出回路 １７〜２０…ラッチ回路 ２１…計時カウンタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 時岡 正樹 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 吉村 雄一郎 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 平１−191922（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−130612（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G06F 3/03 340
Claims (12)
- 【請求項１】 所定波長の振動を発生する発生手段と、 該発生手段で発生した振動を伝達する伝達手段と、 前記伝達手段の振動を検出する複数の検出手段と、 前記発生手段による振動の発生から前記検出手段による
振動検出までの遅延時間を計測する計測手段と、 該計測手段で計測された遅延時間を基に前記発生手段と
前記複数の検出手段各々との距離を算出する第１の算出
手段と、 該算出手段で算出された距離を基に前記発生手段の位置
を算出する第２の算出手段と、 前記第２の算出手段で算出された位置を基に前記発生手
段と前記複数の検出手段各々との距離を算出する第３の
算出手段と、 前記第１の算出手段で算出された距離と前記第３の算出
手段で算出された距離とを比較する比較手段と、 該比較手段による比較の結果に応じて前記第１の算出手
段で算出された距離を修正する修正手段と、 前記修正手段で修正された距離を基に前記発生手段の位
置を算出する第４の算出手段とを備えることを特徴とす
る座標入力装置。 - 【請求項２】 前記修正手段は、第１の算出手段で算出
された距離に前記所定波長の整数倍の値を加減すること
を特徴とする請求項１の座標入力装置。 - 【請求項３】 前記発生手段の位置は２次元の直交座標
で表され、前記検出手段は直交する各座標成分が独立し
て得られるよう配置されることを特徴とする請求項１の
座標入力装置。 - 【請求項４】 前記検出手段で検出する振動は板波（ラ
ム波）であることを特徴とする請求項１の座標入力装
置。 - 【請求項５】 前記検出手段で検出する振動は表面波で
あることを特徴とする請求項１の座標入力装置。 - 【請求項６】 前記検出手段で検出する弾性は振動波ラ
ヴ波であることを特徴とする請求項１の座標入力装置。 - 【請求項７】 振動を伝達する伝達手段を用いた座標入
力方法であって、 所定波長の振動を発生して前記伝達手段に入力する発生
工程と、 前記伝達手段の振動を複数の検出点で検出する検出工程
と、 前記発生工程による振動の発生から前記検出工程による
検出点それぞれにおける振動検出までの遅延時間を計測
する計測工程と、 該計測工程で計測された遅延時間を基に前記発生工程に
よる振動入力点と前記複数の検出点各々との距離を算出
する第１の算出工程と、 該算出工程で算出された距離を基に前記振動の入力点の
位置を算出する第２の算出工程と、 前記第２の算出工程で算出された位置を基に前記発生工
程による振動入力点と前記複数の検出点各々との距離を
算出する第３の算出工程と、 前記第１の算出工程で算出された距離と前記第３の算出
工程で算出された距離とを比較する比較工程と、 該比較工程による比較の結果に応じて前記第１の算出工
程で算出された距離を修正する修正工程と、 前記修正工程で修正された距離を基に前記発生工程によ
る振動入力点の位置を算出する第４の算出工程とを備え
ることを特徴とする座標入力方法。 - 【請求項８】 前記修正工程は、第１の算出工程で算出
された距離に前記所定波長の整数倍の値を加減すること
を特徴とする請求項７の座標入力方法。 - 【請求項９】 前記発生工程による振動入力点の位置は
２次元の直交座標で表され、前記検出工程は直交する各
座標成分が独立して得られるよう配置されることを特徴
とする請求項７の座標入力方法。 - 【請求項１０】 前記検出工程で検出する振動は板波
（ラム波）であることを特徴とする請求項７の座標入力
方法。 - 【請求項１１】 前記検出工程で検出する振動は表面波
であることを特徴とする請求項７の座標入力方法。 - 【請求項１２】 前記検出工程で検出する弾性は振動波
ラヴ波であることを特徴とする請求項７の座標入力方
法。
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