JP3077989B2 - 超音波座標入力方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は超音波座標入力方法及びその装置、さらに超
音波の伝播を利用する距離計測技術を取り入れた各種
応用装置一般に関するものである。

［従来の技術］ 超音波距離計測の応用装置として考案されたものの一
つに超音波座標入力装置がある。

第12図は一般に考案されている超音波座標入力装置の
概略図である。１は座標指示具（以後ペンと呼ぶ）であ
り、内部に圧電素子が組み込まれていて先端より所望の
超音波信号を発信する発信器である。2a,2b,2cはセンサ
であり、ペンから発せられた超音波信号を伝播体３を介
して受信する受信器である。３は伝播体で超音波の伝播
媒体となるガラス，アルミ他等が用いられる。４は防振
材でセンサ2a〜2cにペン１からの直接波以外の反射波が
混入しないようにする目的で設定されている。以上のよ
うな構成をとる超音波座標入力装置において、２個以上
の複数の各センサと指示点の距離より指示点の座標が計
算される。

センサと指示点の距離算出方法はさまざまなものが考
案されているが、基本的にはペンから発せられた超音波
信号のセンサまでの到達時間によつて算出する。群速度
と位相速度とが異なる横超音波を用いる場合、受信波形
に対しエンベローブをとり群到達時間を求めて大まかな
距離計算を行ない、さらに精度を求められる場合には適
当な位置の位相を検知し、位相到達時間を求めてより細
かい精度を出している。

次に、群到達時間と位相到達時間の２つの時間情報か
らペン・センサ間の距離γを算出する手順を説明する。
まず、第９図で示すような電圧をペン内の圧電素子に印
加した場合、センサの受信信号波形は第14図で示すよう
になる。これに対しそのピーク位置を群到達時間t_gとし
て検出する場合には、第15図のようにセンサ出力信号に
対して初段増幅器5,全波整流器6,ローパスフイルタ7,微
分回路８の各回路を通し、微分信号のゼロクロスをコン
パレータ９によつて検出し、その時刻を群到達時間t_gと
して認識する。

これにより、γ＝v_g・t_gからｒを算出することができ
るが、エンベローブをもとに時間を検出するという方法
によるため、信号出力の大きさやフイルタ特性の影響で
どうしてもある程度のゆらぎ△ｔが発生する。従つて一
般的には、特定の位相ゼロクロス・ポイントを検出して
時間を決定する方がよりゆらぎの少ない値を得ることが
できる。

そこで、群到達時間t_g決定直後の位相ゼロクロス・ポ
イントというように検出ポイントを規定すると、v_g≠v_p
であり距離γと共に群の中の位相がずれるため、位相到
達時間t_pとして第16図に示すような階段状のものが観測
される。この段は位相の検出ポイントの移動を示すもの
で、各段のつなぎ目は信号の周期Ｔだけ平行移動したも
のとなる。v_gとv_pが等しく常に一定の位相検出ポイント
を観測できる場合には、このような階段はできず直線ａ
のような位相到達時間t_pが得られる。

従つて、階段状に得られるt_pを元の直線ａに交換すれ
ばよい。

つまり、 により求めることができるが、vg≠vpの場合いは距離ｒ
とともに群の中の位相がずれるためにtpとして第10図に
示すような階段状のものが観測され変換作業が必要とな
る。この段は位相の検出ポイントの移動を示すもので格
段のつなぎめは信号の周期Ｔだけ平行移動したものであ
る。v_gとv_pが等しく常に一定の位相検出ポイントを観測
できる場合にはこのような階段はできず直線ａのような
t_pが得られる。したがつて階段状にえられるt_pをもとの
直線に変換してやればよい。

つまり、 t_pa≒（v_g/v_p）t_g−t_of（t_of:オフセツト値） であるが、群到達時間t_gはゆらぎが大きいので t_pi＝nT≒（v_g/v_p）t_g−t_of−t_p（ｎは整数） という性質を利用して t_pa＝t_p＋Ｔ×Int（t_pi/T＋0.5） ＝t_p＋Ｔ×Int［｛（v_g/v_p）t_g−t_of−t_p｝/T＋
0.5］ とする手続きをとればよい。

このt_p ^aを用い、ペン・センサ間距離ｒは次式で与え
られる。

ｒ＝v_p・t_pa−r_of（r_of:オフセツト値） ＝At_p＋Ｂ×Int｛Ct_g＋Dt_p＋Ｅ＋0.5｝＋Ｆ A:v_p B:v_p・Ｔ＝λ C:（V_g/v_p）/T＝ｆ・（v_s/v_p） D:−1/T＝−ｆ E:−t_of/T F:−r_of ここで、t_g,t_p測定の開始時期であるが、これはペン
と伝播体との密着具合によつて各センサで検出される波
形のレベルが変わることを利用して規定している。すな
わち、ペンが伝播体に押しつけられ相互の密着度が増し
て検出波形レベルがある基準値より大きくなつた時に、
入力状態と判断してt_g・t_pの測定を開始する。

第17図にその回路例を示す。第17図は最近用いられて
いるt_g,t_p規定用回路のブロツク図である。又、第18図
（ａ），（ｂ）には第17図の回路の各部における信号を
示す。

第17図において、10は受信波形の位相状態を検出する
ための受信波ゼロクロス・コンパレータ、11はローパス
・フイルタ７から出力されるエンベローブ出力がある基
準レベル以上の大きさになつている間に“high"出力を
維持する基準レベル・コンパレータ、12は微分回路８の
出力がある基準レベル以上の大きさになつている間に
“high"出力を維持する基準レベル・コンパレータであ
る。ローパス・フイルタ７から出力されたエンベローブ
波形は微分回路８と基準レベル・コンパレータ11に取
り込まれる。第１微分回路８に取り込まれたエンベロー
ブ波形は微分波形となつて出力され、基準レベル・コン
パレータ12と第２微分回路８′とに入力される。そして
第２微分回路８′の出力がゼロクロス・コンパレータ９
に入力される。ゼロクロス・コンパレータ９は入力され
た微分波形の立ち下がりのゼロクロスを検出し“high"
レベルを出力、さらに立上がりのゼロクロスを検出して
“low"レベルを出力する。これによつて得られる出力が
である。

一方、基準レベル・コンパレータ12は、入力された１
次微分波形が基準よりも高いレベルにある間“high"レ
ベルの出力を行う。これによつて得られた出力信号が
である。t_gはペン駆動信号の発信から信号との出力
の論理積から得られる出力信号の立上がりまでの時間
をカウントして測定される。すなわち、第１微分回路８
から出力された１次微分波形が基準レベル・コンパレー
タ12に設定された基準レベルよりも大きくならなければ
t_gは出力されないようになつている。また信号との
論理積をとることによつて、に表れるノイズによるコ
ンパレータ出力を排除し、常に正しいt_g測定できるよう
にしている。

このようにすることによりt_gの規定ポイントはローパ
ス・フイルタ７の出力の最初の変曲点となり、微分回路
１段の場合に比べて反射の影響を受けにくいより前の位
置で規定されるようになつている。すなわち、ペン１か
ら発せられる超音波信号は、直接センサ２に入るもの
と、伝播体３上の防振材４で反射してセンサ２に入るも
のとがあり、両者の交路差によつて、反射波が直接波に
重なつてくる場合がある。この重なり具合は、両者の交
路差が短くなるにつれて反射波が直接波の前のほうに重
なるようになるため、反射波の影響をなるべく受けない
ようt_g,t_pを測定するにはt_g及びt_pの規定ポイントを信
号波形のなるべく前のほうでとるのが望ましい。また、
このようにすることにより、伝播体３上の無効領域
（t_g,t_pの規定ポイントに反射波が重なり、正しいt_g,t_p
の測定ができなくなる領域）に対する有効領域の面積比
を大きくとることができる。

以上の原理はt_pにも用いられている。但し、t_p測定の
場合は、受信波形をゼロクロス・コンパレータ10に入力
することによつて得られた出力信号と、基準レベル・
コンパレータ11の出力信号との論理積から得られる出
力信号の最初の立下がりを検出してt_pを規定してい
る。

この理由として、t_g測定の場合は、基準レベル・コン
パレータの出力が“high"レベルにならない場合を除け
ば、t_g用ゼロクロス・コンパレータ出力信号の立上が
りは、必ず出力信号が“high"状態を維持している間
に起こるのに対し、t_pの場合は、t_p用ゼロクロス・コン
パレータ出力信号が“high"になつたのちに出力信号
が立上がる場合も起り得るため、出力信号の立上が
りでは正常なt_pを規定できない場合があるからである。
そこで、t_p測定の場合は、出力の立下がりを検出して
t_pを規定するようにしている。

［発明が解決しようとしている課題］ しかしながら、上記従来の超音波による座標入力は超
音波信号の伝播時間をもとにペン・センサ間距離を計算
し、これより指示点座標値を求める方式であることから
伝播時間の正確さが座標精度そのものとなり、何らかの
外因で伝播時間が揺らぐと誤差が生じる。外因として最
も大きなものの一つに伝播体への手付きがある。座標入
力時にペンを握つた手が伝播体に触れることを無くすの
はほとんど不可能であるし、またもう一方の手も多くの
場合伝播体のいずれかの場所に置かれることになる。ペ
ンとセンサの信号経路上にある程度以上の力で手が置か
れると信号波形が変化したり、ゲインが大きく下がつた
りする。そのため前述の従来例のように信号の波形に依
存するような時間計測を行なうと伝播時間がゆらいで誤
差をまねくし、またゲインが大きく変化すると回路系の
非線形性よりどうしても伝播時間が変動してしまい、こ
れもまた誤差をまねくこととなる。

本発明は、前記従来の欠点を除去し、手付き等伝播体
上の干渉物による誤入力を無くした超音波座標入力方法
およびその装置を提供する。

［課題を解決するための手段］ この課題を解決するために、本発明の超音波座標入力
装置は、座標指示具から発信された超音波信号を伝播体
上の所定の位置に配置された複数のセンサで検出し、前
記超音波信号が発信されてから検出されるまでの伝播時
間から指示点座標を認識する超音波座標入力装置であっ
て、各センサで検出される超音波信号から各センサ毎に
筆圧を検出する筆圧検出手段と、前記筆圧検出手段によ
り検出された筆圧が所定値より高いか否かを判断する判
断手段と、前記判断手段により少なくとも１つのセンサ
で筆圧が所定値より低いと判断された場合に、前記伝播
体上に干渉物があると判断して警告を行なう警告手段と
を有し、前記筆圧検出手段は、座標指示具とセンサ間の
距離と信号レベルとの関係を筆圧をパラメータとして示
す情報と、センサから出力される超音波振動の信号レベ
ルと、そのとき計測した距離情報とをもとに、筆圧を検
出することを特徴とする。

又、本発明の超音波座標入力方法は、座標指示具から
発信された超音波信号を伝播体上の所定の位置に配置さ
れた複数のセンサで検出し、前記超音波信号が発信され
てから検出されるまでの伝播時間から指示点座標を認識
する超音波座標入力方法であって、各センサで検出され
る超音波信号から各センサ毎に筆圧を検出する工程と、
前記検出された筆圧が所定値より高いか否かを判断し
て、少なくとも１つのセンサで筆圧が所定値より低いと
判断された場合に、前記伝播体上に干渉物があると判断
して警告を行なう工程とを有し、前記筆圧は、座標指示
具とセンサ間の距離と信号レベルとの関係を筆圧をパラ
メータとして示す情報と、センサから出力される超音波
振動の信号レベルと、そのとき計測した距離情報とをも
とに、検出することを特徴とする。

［作用］ かかる構成において、伝播体上の干渉物による信号の
異常伝播を、検出された筆圧のバランスから検知し、異
常伝播検知時には警告を行うことにより、伝播体上の干
渉物による異常入力を回避するようにしたものである。

［実施例］ 以下添付図面を参照して、本発明の実施例を説明す
る。

第１図は本実施例の超音波座標入力装置の構成を示す
ブロツク図である。図中、100はペン１を駆動するペン
駆動回路、101は第10図に示したようなペン１の駆動波
形を生成する駆動波形生成回路、200はセンサ2a〜2cよ
りの受信信号からt_g及びt_pを規定するt_g・t_p規定用回
路、201はt_g及びt_pに基づいて超音波の伝播時間を規定
するためのカウンタ回路である。202はセンサ2a〜2cを
切り替える切替回路、203はt_g・t_p規定用回路からの信
号により筆圧縮を検出する筆圧検出回路である。又、30
0は駆動波形生成回路101の波形生成の制御及びカウンタ
回路201の出力からの距離の計算を行うと共に切替回路2
02を切り替えながら筆圧検出回路203より筆圧を入力
し、伝播体上の障害物を認知し、所定の処理を行うCP
U、301はCPU300の制御プログラムを格納するROM、302は
補助記憶用のRAMであり、400は計算された距離に基づい
て、信号の飽和状態を報知すると共に例えば座標等を出
力する出力部である。

まず、本実施例の筆圧検出の原理を説明する。

第9A図はペン１とセンサ２との間の距離ｘ［mm］とセ
ンサ２で受信した信号レベルＡ［Ｖ］（もしくは、それ
に基づいた別の信号の信号レベル、例えば増幅回路5,ロ
ーパスフイルタ7,微分回路８などの出力信号）との関係
をペン１の伝播体３への押付け圧（筆圧）［gf］をパラ
メータとして表したグラフである。この関係は、一般に
知られている球面波の音圧の距離ｘに対する減衰を押付
け圧をパラメータにして表したものと同等であり、従つ
てこの減衰の様子は で表わされる。A₀はe^-rx/x＝１となるときにペン１の筆
圧により定まる定数である。

第9B図に伝播体３上のある一点におけるペン１の筆圧
と信号レベルとの関係を表したグラフを示す。これはペ
ン１のペン先と伝播体３の密着度が増すと信号レベルが
上昇することを示しており、ペンが傾いている状態では
信号レベルが上がらない事をも意味している。以上第9A
図，第9B図に示される特性により、ペン1,センサ２間の
距離ｘとその時の信号レベルＡとからペン１の押付け状
態及び筆圧を検出することができる。

第10図，第11図はこれをさらに詳しく説明する説明図
である。ある距離x_aにペン１が押し付けられた時、この
x_aをまず信号レベルに関係なく測定する。この時測定す
るx_aは、ペン１の斜め状態の入力であつたり手付き状態
の入力であつたりする可能性があるため正確な値ではな
い場合もあるが、センサ２で信号が受信できる場合であ
れば、いずれの状態であつても整数値ｎの値が−２〜＋
２程度ずれるだけであるので、大まかな距離測定は可能
である。このような状態で測定されたx_aに対して、その
時の信号（振幅）レベルＡを測定する。その結果、第10
図に示すように信号レベルがA_a100であれば100gf,A_a200
であれば200gf,A_a300であれば300gf,…というように筆
圧を知ることができる。

より具体的に説明する。例えば筆圧が200gf以上であ
ることを検出する場合について示す。まず距離x_aの点に
ペン１を押し付け、その時の信号レベルA_a200を測定す
る。このx_aとA_a200を式（１）に代入して筆圧200gfにお
ける定数A₀（以下A₀₂₀₀と表す。）を求める。これによ
り が得られ、実際に距離ｘにペン１を押付けた時の信号レ
ベルＡ（ｘ）と式（２）から得られるＡ（ｘ）₂₀₀とを
比較して、 Ａ（ｘ）≧Ａ（ｘ）₂₀₀ならば、筆圧は200gf以上であ
り、 Ａ（ｘ）＜Ａ（ｘ）₂₀₀であれば、200gf以下である、 ものとして検出できる。

第11A図に上記筆圧検出手段を実施した回路ブロツク
図を示す。本実施例は、ローパスフイルタ７の出力信号
を筆圧検出に利用した例で、図中2,5〜13は従来例と同
様であり、15はローパスフイルタ７の出力信号のピーク
値をホールドするピークホールド回路、16はピークホー
ルド回路15がホールドしたローパスフイルタ７の出力信
号のピーク値をA/D変換するA/Dコンバータ、300はt_g・t
_pのカウントデータからペン１とセンサ２間の距離を演
算したり、ペン駆動開始信号を発生したり、ピークホー
ルド回路15をリセツトしたり、A/Dコンバータ16を制御
したり、情報を出力部400（例えばLCD）に表示させた
り、演算結果を外部に送信したりするCPUである。

上記構成において、各部の信号の発生タイミングを示
したのが第11B図である。ｔはペン１からの超音波振動
がセンサ２で検出されるまでに充分なある一定時間であ
る。ペンが駆動されてからｔ時間後にSTC信号が発生
し、A/D変換が開始され、変換終了を示したOC信号を受
けてピークホールド回路15がリセツトされる。CPU300は
A/Pコンバータ16のデータから信号レベルを読出し、t_g
・t_pカウントデータから距離ｘを演算し、これらの結果
を式（２）に代入することによりペン１の筆圧が200gf
以上であるか否かを判断する。

本実施例は上記筆圧検出手段を応用して手付きによる
異常状態を検出しようとするものであつて、上記筆圧検
出手段の他に複数センサの切替え手段、及び異常状態を
検出する制御手段を設けたものである。

第２図に本実施例の超音波座標入力装置のブロツク図
を示す。図中18は切替回路で、CPU300からのSLCT信号に
従つて、使用センサを選択するセンサ2a,2b,2cは超音波
座標入力装置の伝播体３上の所定位置に設定されたセン
サである。

第３図に第２図の制御フローチヤートを示す。ステツ
プS31で選択するセンサを指定するための定数Ｎに０
を、各センサが受け取る信号レベルが規定値以上である
ことを示す変数A,B,Cに１をセツトする。ステツプS32で
Ｎ←Ｎ＋１を実行し、選択するセンサ番号を指定する。
本実施例では３つのセンサを設置し切換える例を示すの
で、Ｎを１〜３と切換えることによつて使用センサを区
別する。ステツプS33でステツプS32において設定された
センサ番号Ｎに従つて使用するセンサを切換える。ステ
ツプS34で選択したセンサの信号レベルとその時のペン
・センサ間距離との関係から筆圧を予測し、その結果か
ら筆圧があらかじめ設定しておいた基準レベルよりも高
いか否かを判断する。

判断の結果筆圧レベルが低いと判断された場合は、そ
の使用しているセンサ番号を確認した上でステツプS35
〜S39においてそのセンサに対する変数（A,B,Bのいずれ
か）に例えば０を書き込む、ステツプS40は全てのセン
サにおいて筆圧不足を検出したか否かの判断を行うルー
チンでＡ＝Ｂ＝Ｃ＝０であれば全センサにおいて筆圧不
足を検出したことになる。ここで、もしA,B,Cの変数の
うちのいずれか１つでも“1"、すなわち筆圧が充分であ
るものと判断された場合は筆圧不足と判断されたセンサ
とペンとの間に、超音波振動の伝播を妨害する干渉物
（例えば手など）が存在するもとと判断し、ステツプS4
1で警告音の鳴動、警告内容の表示等を行い、オペレー
タに座標入力をやり直すように促す。

またステツプS43により全センサで筆圧が充分である
ことが検出された場合にはステツプS44で座標演算を行
い、ステツプS45で演算結果を外部機器に送信したり表
示したりする。またステツプS43でA,B,Cの変数のうちい
ずれか１つでも“0"であつた場合、ステツプS41に進ん
で手付き状態の警告を行う。

以上の制御を簡単に説明すると、複数センサのうち全
てのセンサで筆圧が充分と判断された場合は座標入力を
実行し、また全センサで筆圧不足と判断された場合は未
入力状態と判断して正式な入力状態を期待する。一方、
一つ以上のセンサで筆圧が充分であると判断された場
合、又は一つ以上のセンサで筆圧不足と判断された場合
には異常入力状態を検出し、その旨を表示及び警告する
ことによつてオペレータに正常入力状態での再入力を促
すものである。

［第２の実施例］ 第４図に第２の実施例の回路のブロツク図を示す。図
中、19はペンドライブ回路でCPU300からのPENDRV信号を
受けて所定の電圧，周波数，波数のペン駆動信号を発生
する。20はペンドライブ回路19からの信号を受けて超音
波振動を発生するためのペン振動子であり、21はペン先
にかかる圧力がある一定値異常であるときにON状態とな
る圧力スイツチである。上記構成において、手付き状態
で超音波振動が妨害されたときの受信信号レベルと、そ
うでない時の信号レベルとの差が顕著に表れるように圧
力スイツチ21のON圧力を設定しておく。

以上の構成要件における制御フローチヤートを第５図
に示す。ステツプS51で選択するセンサ番号を設定する
変数Ｎを０とする。ステツプS52で選択するセンサ番号
をインクリメントし、ステツプS53で前記ステツプS52に
おいて設定されたＮに基づいて使用するセンサを切替え
る。ステツプS54で選択したセンサの受信信号レベル
と、圧力スイツチ21がONする筆圧での信号レベル演算式
から予測される信号レベルとを比較して、実際の受信信
号レベルが予測信号レベルよりも低い場合は、手付き等
による異常状態での入力であるものと判断し、ステツプ
S55でその旨を表示したり、警告音を鳴動したりしてオ
ペレータに正常状態での再入力を行うよう促す。

又、ステツプS54で実際の信号レベルが予測した信号
レベル以上である場合は、ステツプS56により上記制御
を全センサに関して行い、全てのセンサで異常が検出さ
れなかつた場合は、ステツプS57で座標値を演算して演
算結果をステツプS58で表示したり外部機器に送信した
りする。

以上説明したように本第２の実施例によれば、手付き
等の異常状態を検出するために必要な筆圧検出は、ペン
１の先端に設けられた圧力スイツチがある一定以上の圧
力で押されない限りON状態とならないことで代用されて
おり、これによりペン−センサ間に干渉物が置かれたこ
とによる超音波伝播の異常状態検出は、実際の受信信号
レベルが予測した信号レベルよりも低くなつたことを検
出することのみで行うことができ、第１の実施例の場合
のように異常状態検出を行うたびに全センサの信号レベ
ルとペン−センサ間距離を測定して筆圧を予測する必要
がなく、異常検出のための制御が簡単にできる。

尚、以上第１の実施例、第２の実施例では各センサ特
性のばらつきをも考慮でき、かつ筆圧管理をも兼ねた場
合の異常伝播検知方法を説明したが、各センサのばらつ
きが無視できる程度であり、筆圧管理も不必要な場合
は、各センサのペン−センサ間距離及び検出信号レベル
を測定し、全てのセンサが単一の関係式上（信号レベル
とペン−センサ間距離の）にある場合は正常、そうでな
い場合は異常伝播状態として検知する事もできる。

［第３の実施例］ 以上の実施例の場合、各センサのばらつきが影響する
場合がある。つまり、センサの特性や伝播体への取付け
状態等の違いにより、同じ筆圧，同じ距離においても得
られる信号レベルがセンサによつて異なる場合があり、
この違いが大きくなると正常であつても異常状態として
検出してしまう可能性がある。

そこで第３の実施例では受信信号レベルの基準値を演
算する式（１）の定数A₀を第７図に示すように各センサ
ごとに定め、これを制御プログラム中のデータテーブル
に書き込んでおき、逐次読み出して式（１）に代入し、
演算に利用するようにしたことにより、各センサ出力に
ばらつきがある場合でも常に正しい異常状態検出を可能
にした場合を説明する。

この場合の制御は第６図の部分フローチヤートに示す
ように、ステツプS61で選択するセンサ番号を決定して
ステツプS62でセンサをセレクトしたのちに、ステツプS
63でそのセンサ番号に対応する演算定数A₀を選び式
（１）に代入し、これを用いてステツプS64で基準レベ
ル演算を実行するようにすればよい。

また、第１の実施例に本実施例を応用する場合、第７
図に示すように複数の定数A₀を筆圧に関しても用意して
おき、これを選択することによつて入力状態と判断する
筆圧レベルを設定可能にすることもできる。

さらに第８図のようにある距離範囲に対する各センサ
の信号レベルを記憶するデータテーブルを用意すれば、
このデータテーブルから得られる基準信号レベルと、実
際に測定される信号レベルとを比較することによつて筆
圧レベルや異常入力状態を検出することもできる。

以上説明したように、座標指示具の筆圧レベルを予
測、又は規定する手段を備えた超音波座標入力装置にお
いて、センサ手段からの出力信号もしくは該出力信号に
基づいた他の信号の信号レベルを読取る信号レベル読取
り手段を設け、筆圧レベルがある規定値以上である時、
その筆圧レベルとペン−センサ間距離とから予測される
信号レベルと信号レベル読取り手段により測定される信
号レベルとを比較し、測定した信号レベルが予測される
信号レベルよりも低いことを検出したときにペン−セン
サ間の伝播体上に超音波の伝播を妨げる干渉物があるも
のと判断し、そのときの座標入力を禁止し、干渉物の存
在をオペレータに報知せしめるようにしたことによつ
て、干渉物の存在による誤座標の入力を防ぎ、干渉物の
排除及び再入力を促せる効果がある。

［発明の効果］ 本発明により、検出された筆圧により手付き等伝播体
上の干渉物の存在を判断して警告することにより、干渉
物による誤入力を無くした超音波座標入力方法及びその
装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例の超音波座標入力装置の構成を示すブ
ロツク図、 第２図は本実施例の電気回路のブロツク図、 第３図は第２図の制御フローチヤート、 第４図は第２の実施例の電気回路のブロツク図、 第５図は第４図の制御フローチヤート、 第６図は第３の実施例を説明するフローチヤート、 第７図は第３の実施例におけるテーブルの構成を示す
図、 第８図は第３の実施例における他のテーブルの構成を示
す図、 第9A図は筆圧をパラメータにした距離ｘと信号レベルＡ
との関係を示した図、 第9B図は筆圧と信号レベルＡとの関係を示した図、 第10図は筆圧予測手段の説明図、 第11A図は筆圧検出手段の電気回路ブロツク図、 第11B図はそのタイミングチヤート、 第12図は座標入力装置の概略図、 第13図はペン駆動信号を示す図、 第14図はセンサの受信信号を示す図、 第15図はt_g・t_p規定回路の概略図、 第16図は距離算出方法の説明図、 第17図は従来のt_g・t_p規定用回路のブロツク図、 第18図（ａ），（ｂ）は回路動作を説明する各出力信号
の図である。 図中、１……座標指示具（ペン）、2,2a〜2c……セン
サ、５……増幅器、６……全波整流回路、７……ローパ
スフイルタ、15……ピークホールド回路、16……A/Dコ
ンバータ、18……マルチプレクサ、20……ペン振動子、
21……圧力スイツチ、100……ペン駆動回路、101……駆
動波形生成回路、200……t_g・t_p規定用回路、201……カ
ウンタ回路、202……切替回路、203……筆圧検出管路、
300……CPU、301……ROM、302……RAM、302a……筆圧し
きい値、400……LCDである。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06F 3/03 340 G06K 11/06

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】座標指示具から発信された超音波信号を伝
   播体上の所定の位置に配置された複数のセンサで検出
   し、前記超音波信号が発信されてから検出されるまでの
   伝播時間から指示点座標を認識する超音波座標入力装置
   であって、 各センサで検出される超音波信号から各センサ毎に筆圧
   を検出する筆圧検出手段と、 前記筆圧検出手段により検出された筆圧が所定値より高
   いか否かを判断する判断手段と、 前記判断手段により少なくとも１つのセンサで筆圧が所
   定値より低いと判断された場合に、前記伝播体上に干渉
   物があると判断して警告を行なう警告手段とを有し、 前記筆圧検出手段は、座標指示具とセンサ間の距離と信
   号レベルとの関係を筆圧をパラメータとして示す情報
   と、センサから出力される超音波振動の信号レベルと、
   そのとき計測した距離情報とをもとに、筆圧を検出する
   ことを特徴とする超音波座標入力装置。
2. 【請求項２】座標指示具から発信された超音波信号を伝
   播体上の所定の位置に配置された複数のセンサで検出
   し、前記超音波信号が発信されてから検出されるまでの
   伝播時間から指示点座標を認識する超音波座標入力方法
   であって、 各センサで検出される超音波信号から各センサ毎に筆圧
   を検出する工程と、 前記検出された筆圧が所定値より高いか否かを判断し
   て、少なくとも１つのセンサで筆圧が所定値より低いと
   判断された場合に、前記伝播体上に干渉物があると判断
   して警告を行なう工程とを有し、 前記筆圧は、座標指示具とセンサ間の距離と信号レベル
   との関係を筆圧をパラメータとして示す情報と、センサ
   から出力される超音波振動の信号レベルと、そのとき計
   測した距離情報とをもとに、検出することを特徴とする
   超音波座標入力方法。