JP3397422B2 - 座標入力装置及び方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば振動ペンから発
生された振動を振動伝達板に設けられた振動センサによ
り検出して、前記振動ペンの指示座標を検出する座標入
力装置に関するものである。
生された振動を振動伝達板に設けられた振動センサによ
り検出して、前記振動ペンの指示座標を検出する座標入
力装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図２は、超音波方式の座標入力装置の概
略の構成を示すブロック図である。図中、１は装置全体
を制御するとともに、座標位置を算出する演算制御回路
である。２は振動子駆動回路であって、振動ペン３内の
振動子４を駆動するものである。振動子駆動回路２に
は、演算制御回路１から駆動信号がパルス信号として供
給され、振動子駆動回路２によって所定のゲインで増幅
された後、振動子４に印加される。電気的な駆動信号は
振動子４によって機械的な振動に変換され、ペン先５を
介して振動伝達板８に伝達される。８はアクリルやガラ
ス板等、透明部材からなる振動伝達板であり、振動ペン
３による座標入力は、この振動伝達板８上をタッチする
ことで行う。
略の構成を示すブロック図である。図中、１は装置全体
を制御するとともに、座標位置を算出する演算制御回路
である。２は振動子駆動回路であって、振動ペン３内の
振動子４を駆動するものである。振動子駆動回路２に
は、演算制御回路１から駆動信号がパルス信号として供
給され、振動子駆動回路２によって所定のゲインで増幅
された後、振動子４に印加される。電気的な駆動信号は
振動子４によって機械的な振動に変換され、ペン先５を
介して振動伝達板８に伝達される。８はアクリルやガラ
ス板等、透明部材からなる振動伝達板であり、振動ペン
３による座標入力は、この振動伝達板８上をタッチする
ことで行う。
【０００３】つまり、図中に実線で示す符号Ａの領域
（有効エリア）内を振動ペン３で接触指示することで、
振動ペン３で発生した振動が振動伝達板８に入射され、
入射されたこの振動を振動センサ６ａ〜６ｄで検出す
る。検出された振動が振動センサ６で電気信号に変化さ
れ、信号波形検出回路９により波形処理することで、振
動の各振動センサ６ａ〜６ｄへのそれぞれの到達タイミ
ングを抽出する。駆動信号の駆動タイミングから振動の
到達タイミングまでの時間長から、予め求めておいた時
間オフセット分を減算した値を、振動が振動伝達板８上
を伝播するのにかかった振動伝播時間として演算処理を
行い、振動ペン３の指示点より各振動センサ６ａ〜６ｄ
までの距離を算出する。求めた複数以上のペン−センサ
間距離より、三角測量と同様な手法で座標位置を算出す
ることができるようにしたものである。
（有効エリア）内を振動ペン３で接触指示することで、
振動ペン３で発生した振動が振動伝達板８に入射され、
入射されたこの振動を振動センサ６ａ〜６ｄで検出す
る。検出された振動が振動センサ６で電気信号に変化さ
れ、信号波形検出回路９により波形処理することで、振
動の各振動センサ６ａ〜６ｄへのそれぞれの到達タイミ
ングを抽出する。駆動信号の駆動タイミングから振動の
到達タイミングまでの時間長から、予め求めておいた時
間オフセット分を減算した値を、振動が振動伝達板８上
を伝播するのにかかった振動伝播時間として演算処理を
行い、振動ペン３の指示点より各振動センサ６ａ〜６ｄ
までの距離を算出する。求めた複数以上のペン−センサ
間距離より、三角測量と同様な手法で座標位置を算出す
ることができるようにしたものである。
【０００４】前記あらかじめ求めておいた時間オフセッ
ト分とは、振動ペン３のペン先５内部を振動が伝播し、
ペン先５の先端に到達するのに必要な時間等のように、
全ての振動センサ６ａ〜６ｄに同じ量のオフセットとし
て寄与するものと、信号波形検出回路９内で発生する回
路遅延や振動センサ６ａ〜６ｄの応答時間等の様に、振
動センサ６ａ〜６ｄの個々で異なったオフセット量とな
るもの和のことで、実際の振動伝播時間に関係なく存在
する時間である。
ト分とは、振動ペン３のペン先５内部を振動が伝播し、
ペン先５の先端に到達するのに必要な時間等のように、
全ての振動センサ６ａ〜６ｄに同じ量のオフセットとし
て寄与するものと、信号波形検出回路９内で発生する回
路遅延や振動センサ６ａ〜６ｄの応答時間等の様に、振
動センサ６ａ〜６ｄの個々で異なったオフセット量とな
るもの和のことで、実際の振動伝播時間に関係なく存在
する時間である。
【０００５】伝播してきた振動が振動伝達板８の端面で
反射し、その反射波が中央部に戻るのを防止（減少）す
るために、振動伝達板８の外周部には防振材７が設けら
れている。演算制御回路１は、信号波形検出回路９で抽
出された振動伝達タイミングより座標算出処理を行うと
ともに、ディスプレイ回路１０に座標データの出力を行
い、液晶表示器等のディスプレイ１１に表示させる。デ
ィスプレイ１１は、振動伝達板８の背後に配置してお
り、振動ペン３によりなぞられた位置にドットを表示
し、それを振動伝達板８（透明部材）を透かして見るこ
とが可能になっている。
反射し、その反射波が中央部に戻るのを防止（減少）す
るために、振動伝達板８の外周部には防振材７が設けら
れている。演算制御回路１は、信号波形検出回路９で抽
出された振動伝達タイミングより座標算出処理を行うと
ともに、ディスプレイ回路１０に座標データの出力を行
い、液晶表示器等のディスプレイ１１に表示させる。デ
ィスプレイ１１は、振動伝達板８の背後に配置してお
り、振動ペン３によりなぞられた位置にドットを表示
し、それを振動伝達板８（透明部材）を透かして見るこ
とが可能になっている。
【０００６】図３は、従来技術の演算制御回路１の概略
構成を示したブロック図で、各構成要素及びその動作概
略を以下に説明する。
構成を示したブロック図で、各構成要素及びその動作概
略を以下に説明する。
【０００７】図中、３１は演算制御回路１及び座標入力
装置全体を制御するマイクロコンピュータであり、内部
カウンタ、操作手順を記憶したＲＯＭ、そして計算など
に使用するＲＡＭ、定数などを記憶する不揮発性メモリ
等によって構成されている。３３は付図子の基準クロッ
クを計時するタイマ（例えばカウンタなどにより構成さ
れている）であって、振動子駆動回路２に振動ペン３内
の振動子４の駆動を開始させるためのスタート信号を入
力すると、その計時を開始する。これによって、計時開
始とセンサによる振動検出の同期がとられ、センサ６ａ
〜６ｄにより振動が検出されるまでの遅延時間が測定で
きる。
装置全体を制御するマイクロコンピュータであり、内部
カウンタ、操作手順を記憶したＲＯＭ、そして計算など
に使用するＲＡＭ、定数などを記憶する不揮発性メモリ
等によって構成されている。３３は付図子の基準クロッ
クを計時するタイマ（例えばカウンタなどにより構成さ
れている）であって、振動子駆動回路２に振動ペン３内
の振動子４の駆動を開始させるためのスタート信号を入
力すると、その計時を開始する。これによって、計時開
始とセンサによる振動検出の同期がとられ、センサ６ａ
〜６ｄにより振動が検出されるまでの遅延時間が測定で
きる。
【０００８】信号波形検出回路９より出力される各振動
センサ６ａ〜６ｄよりの振動到達タイミング信号は、検
出信号入力ポート３５を介してラッチ回路３４ａ〜３４
ｄに入力される。ラッチ回路３４ａ〜３４ｄのそれぞれ
は、各振動センサ６ａ〜６ｄに対応しており、対応する
センサよりのタイミング信号を受信すると、その時のタ
イマの計時値をラッチする。こうして全ての検出信号の
受信がなされたことを判定回路３６が判定すると、マイ
クロコンピュータ３１にその旨の信号を出力する。マイ
クロコンピュータ３１がこの判定回路３６からの信号を
受信すると、ラッチ回路３４ａ〜３４ｄから各々の振動
センサまでの振動到達時間をラッチ回路より読み取り、
所定の計算を行って、振動伝達板８上の振動ペン３の座
標位置を算出する。そして、Ｉ／Ｏポート３７を介して
ディスプレイ１１の対応する位置にドット等を表示する
ことができる。あるいはＩ／Ｏポート３７を介しインタ
フェース回路に、座標位置情報を出力することによっ
て、外部機器に座標値を出力することができる。
センサ６ａ〜６ｄよりの振動到達タイミング信号は、検
出信号入力ポート３５を介してラッチ回路３４ａ〜３４
ｄに入力される。ラッチ回路３４ａ〜３４ｄのそれぞれ
は、各振動センサ６ａ〜６ｄに対応しており、対応する
センサよりのタイミング信号を受信すると、その時のタ
イマの計時値をラッチする。こうして全ての検出信号の
受信がなされたことを判定回路３６が判定すると、マイ
クロコンピュータ３１にその旨の信号を出力する。マイ
クロコンピュータ３１がこの判定回路３６からの信号を
受信すると、ラッチ回路３４ａ〜３４ｄから各々の振動
センサまでの振動到達時間をラッチ回路より読み取り、
所定の計算を行って、振動伝達板８上の振動ペン３の座
標位置を算出する。そして、Ｉ／Ｏポート３７を介して
ディスプレイ１１の対応する位置にドット等を表示する
ことができる。あるいはＩ／Ｏポート３７を介しインタ
フェース回路に、座標位置情報を出力することによっ
て、外部機器に座標値を出力することができる。
【０００９】図４は、信号波形検出回路９の構成を示す
ブロック図である。本実施例は、振動伝達板８中を伝播
する板波を利用して振動の群遅延到達時間及び位相遅延
到達時間の２つの振動伝播時間を計測し、高精度に座標
演算出力を可能せしめた原理を利用した構成となってい
る。
ブロック図である。本実施例は、振動伝達板８中を伝播
する板波を利用して振動の群遅延到達時間及び位相遅延
到達時間の２つの振動伝播時間を計測し、高精度に座標
演算出力を可能せしめた原理を利用した構成となってい
る。
【００１０】図５に信号波形検出回路９の動作を説明す
るための波形図を示す。１つの振動センサ、図８の振動
センサ６ａの場合について図４，図５を用いて説明する
が、その他の振動センサ６ｂ〜６ｄについても全く同じ
である。
るための波形図を示す。１つの振動センサ、図８の振動
センサ６ａの場合について図４，図５を用いて説明する
が、その他の振動センサ６ｂ〜６ｄについても全く同じ
である。
【００１１】振動センサ６ａへの振動伝達時間の計測
は、振動子駆動回路２への駆動信号と同時に開始される
が、この時、演算制御回路１から駆動信号４１が送られ
る。この信号４１により、振動ペン３で発生した振動
は、振動センサ６ａまでの距離に応じた時間をかけて進
行した後、振動センサ６ａで検出される。振動を振動セ
ンサ６ａで検出した信号を前置増幅器５１により増幅し
検出信号波形４２が得られる。この実施例で用いられる
振動は板波であるため、振動伝達板８内での伝播距離に
対して検出波形中の包絡線（以下、エンベロープ）と位
相との相対関係は変化する。
は、振動子駆動回路２への駆動信号と同時に開始される
が、この時、演算制御回路１から駆動信号４１が送られ
る。この信号４１により、振動ペン３で発生した振動
は、振動センサ６ａまでの距離に応じた時間をかけて進
行した後、振動センサ６ａで検出される。振動を振動セ
ンサ６ａで検出した信号を前置増幅器５１により増幅し
検出信号波形４２が得られる。この実施例で用いられる
振動は板波であるため、振動伝達板８内での伝播距離に
対して検出波形中の包絡線（以下、エンベロープ）と位
相との相対関係は変化する。
【００１２】ここで群速度をＶｇ、そして位相速度をＶ
ｐとする。この群速度Ｖｇ及び位相速度Ｖｐから振動ペ
ン３と振動センサ６ａ間の距離を検出することができ
る。
ｐとする。この群速度Ｖｇ及び位相速度Ｖｐから振動ペ
ン３と振動センサ６ａ間の距離を検出することができ
る。
【００１３】まず、群遅延時間ｔｇに対して、その速度
はＶｇであり、振動ペン及び振動センサ６ａの間の距離
ｄは、 ｄ＝Ｖｇ・ｔｇ （１） で与えられる。この式は振動センサ６ａの１つに関する
ものであるが、同じ式により他の３つの振動センサ６ａ
〜６ｄと振動ペン３の距離も同様にして表わすことがで
きる。
はＶｇであり、振動ペン及び振動センサ６ａの間の距離
ｄは、 ｄ＝Ｖｇ・ｔｇ （１） で与えられる。この式は振動センサ６ａの１つに関する
ものであるが、同じ式により他の３つの振動センサ６ａ
〜６ｄと振動ペン３の距離も同様にして表わすことがで
きる。
【００１４】更に、位相信号の検出に基づく処理を行
う。
う。
【００１５】位相遅延時間ｔｐ信号を用いて、振動セン
サと振動ペンの距離を計算すると、 ｄ＝ｎ・λｐ＋ｖＰ・ｔｐ （２） となる。ここでλｐは弾性波の波長、ｎは整数である。
サと振動ペンの距離を計算すると、 ｄ＝ｎ・λｐ＋ｖＰ・ｔｐ （２） となる。ここでλｐは弾性波の波長、ｎは整数である。
【００１６】前記（１）式と（２）式から上記の整数ｎ
は、 ｎ＝［（Ｖｇ・ｔｇ−Ｖｐ・ｔｐ）／λｐ＋α］ （３） と表わせる。
は、 ｎ＝［（Ｖｇ・ｔｇ−Ｖｐ・ｔｐ）／λｐ＋α］ （３） と表わせる。
【００１７】ここで、αはｎの計算に対する余裕幅を決
定するものであり、適当な値を用いる。例えば、α＝１
／２とすれば基準に対して±１／２波長以内のＶｇ・ｔ
ｇの変動であれば、ｎを決定することができる。上記の
ようにして求めたｎを（２）式に代入することで、振動
ペン３及び振動センサ６ａ間の距離を精度良く測定する
ことができる。
定するものであり、適当な値を用いる。例えば、α＝１
／２とすれば基準に対して±１／２波長以内のＶｇ・ｔ
ｇの変動であれば、ｎを決定することができる。上記の
ようにして求めたｎを（２）式に代入することで、振動
ペン３及び振動センサ６ａ間の距離を精度良く測定する
ことができる。
【００１８】こうして、群遅延時間ｔｇと位相遅延時間
ｔｐを検出して、振動ペン３及び振動センサ６ａ間の距
離を精度良く測定することができる。上述した２つの振
動伝達時間ｔｇとｔｐの測定のための信号４７及び４９
が最終的には信号波形検出回路９より出力される（以
下、そこまでのプロセスを順に説明する）。
ｔｐを検出して、振動ペン３及び振動センサ６ａ間の距
離を精度良く測定することができる。上述した２つの振
動伝達時間ｔｇとｔｐの測定のための信号４７及び４９
が最終的には信号波形検出回路９より出力される（以
下、そこまでのプロセスを順に説明する）。
【００１９】図４において、検出信号４２は、エンベロ
ープ検出回路５２によりエンベロープ４２１のみが取り
出される。エンベロープ４２１は、２段の微分回路で構
成された変曲点検出回路５３により、入力信号であるエ
ンベロープの立ち上がりの変曲点を、出力波形の最初の
立ち下がりゼロクロス点に変換する、２回微分処理が行
われ２回微分信号４３が出力される。
ープ検出回路５２によりエンベロープ４２１のみが取り
出される。エンベロープ４２１は、２段の微分回路で構
成された変曲点検出回路５３により、入力信号であるエ
ンベロープの立ち上がりの変曲点を、出力波形の最初の
立ち下がりゼロクロス点に変換する、２回微分処理が行
われ２回微分信号４３が出力される。
【００２０】また同時に、検出信号４２は、帯域通過フ
ィルタ５５により検出信号の余分な周波数成分が除か
れ、フィルタ出力信号４４が得られる。
ィルタ５５により検出信号の余分な周波数成分が除か
れ、フィルタ出力信号４４が得られる。
【００２１】一方、５６は信号検出回路であり、フィル
タ出力信号４４中の所定レベルの閾値信号４４１（以
下、コンパレートレベルと呼ぶ）を超える部分のパルス
信号４５を形成する。５７は単マルチバイブレータであ
り、パルス信号４５の最初の立ち上がりでトリガされた
所定時間幅のゲート信号４６を開く。ゲート信号４６
は、ｔｇコンパレータ５４とｔｐコンパレータ５９の動
作スイッチの役割を果たす。まず、ｔｇコンパレータ５
４は、ゲート信号４４の開いている間の２回微分信号４
３の最初の立ち下がりのゼロクロス点（先に述べた様
に、エンベロープの立ち上がり変曲点に相当する）を検
出し、群遅延到達時間信号ｔｇ４９が演算制御回路１に
供給される。また、ｔｐコンパレータ５９は、同様にゲ
ート信号４４の開いている間のフィルタ信号４４を、ス
ライス回路５８でスライスした信号（波形の説明は省
略）の最初の立ち上がりのゼロクロス点（立ち下がりで
も良い）を検出し、位相遅延到達時間信号ｔｐ４７が演
算制御回路１に供給される。
タ出力信号４４中の所定レベルの閾値信号４４１（以
下、コンパレートレベルと呼ぶ）を超える部分のパルス
信号４５を形成する。５７は単マルチバイブレータであ
り、パルス信号４５の最初の立ち上がりでトリガされた
所定時間幅のゲート信号４６を開く。ゲート信号４６
は、ｔｇコンパレータ５４とｔｐコンパレータ５９の動
作スイッチの役割を果たす。まず、ｔｇコンパレータ５
４は、ゲート信号４４の開いている間の２回微分信号４
３の最初の立ち下がりのゼロクロス点（先に述べた様
に、エンベロープの立ち上がり変曲点に相当する）を検
出し、群遅延到達時間信号ｔｇ４９が演算制御回路１に
供給される。また、ｔｐコンパレータ５９は、同様にゲ
ート信号４４の開いている間のフィルタ信号４４を、ス
ライス回路５８でスライスした信号（波形の説明は省
略）の最初の立ち上がりのゼロクロス点（立ち下がりで
も良い）を検出し、位相遅延到達時間信号ｔｐ４７が演
算制御回路１に供給される。
【００２２】位相遅延到達時間信号ｔｐ４９は、本実施
例では反射の影響を受けにくくするために最初の立ち上
がりまでの時間を計時することとしたが、構成によって
は２回目以降の立ち上がりでも良い。また、スライス回
路５８は、コンパレータの入力レベル範囲を一定に保
ち、コンパレータの出力特性を安定化するために、単に
波形をスライスしているにすぎない。
例では反射の影響を受けにくくするために最初の立ち上
がりまでの時間を計時することとしたが、構成によって
は２回目以降の立ち上がりでも良い。また、スライス回
路５８は、コンパレータの入力レベル範囲を一定に保
ち、コンパレータの出力特性を安定化するために、単に
波形をスライスしているにすぎない。
【００２３】ここで、装置の周囲温度が変化すると、駆
動タイミングから到達タイミングまでの時間長が変化
し、座標を誤って算出、出力する問題が存在する。その
主な要因は次の通りである。
動タイミングから到達タイミングまでの時間長が変化
し、座標を誤って算出、出力する問題が存在する。その
主な要因は次の通りである。
【００２４】ａ）ペン３の温度変化により、ペン先５内
を振動が伝播する時間が変化し、前記あらかじめ求めて
おいた時間オフセット分に相当する時間が変化する。ペ
ン先５は、振動ペン３の操作感覚、すなわち書き味等を
考慮してポリアミドイミド系プラスチック等を使用して
いるが、温度に対して材料中の音速が大きく変化するた
めと考えられる。
を振動が伝播する時間が変化し、前記あらかじめ求めて
おいた時間オフセット分に相当する時間が変化する。ペ
ン先５は、振動ペン３の操作感覚、すなわち書き味等を
考慮してポリアミドイミド系プラスチック等を使用して
いるが、温度に対して材料中の音速が大きく変化するた
めと考えられる。
【００２５】ｂ）振動ペン３の温度変化により、振動ペ
ン３中で発生する振動の周波数が変化する。振動伝達板
８中を伝播する振動は板波であるために、その伝播速度
は周波数に応じて変化する。そのために、振動の伝播時
間自体が変化してしまう。
ン３中で発生する振動の周波数が変化する。振動伝達板
８中を伝播する振動は板波であるために、その伝播速度
は周波数に応じて変化する。そのために、振動の伝播時
間自体が変化してしまう。
【００２６】ｃ）信号波形検出回路９の温度変化に対
し、回路による時間遅延量が変化する。これは、回路内
の半導体素子のスイッチング・スピードが温度により大
幅に変化してしまう特性に起因している。振動の周波数
に対し、あらかじめ前記スイッチング・スピードを二桁
以上高い半導体素子を用いていれば、性能の温度変化は
抑えられるが、コスト面を考慮するとこの問題を犠牲に
することになる。
し、回路による時間遅延量が変化する。これは、回路内
の半導体素子のスイッチング・スピードが温度により大
幅に変化してしまう特性に起因している。振動の周波数
に対し、あらかじめ前記スイッチング・スピードを二桁
以上高い半導体素子を用いていれば、性能の温度変化は
抑えられるが、コスト面を考慮するとこの問題を犠牲に
することになる。
【００２７】以上、３点の他に、振動伝達板８の温度変
化による伝播速度変化（周波数が同じ振動でも）や、セ
ンサの応答特性の変化などが考えられるが、上記３点に
比べて、桁違いに小さいと考えられる。
化による伝播速度変化（周波数が同じ振動でも）や、セ
ンサの応答特性の変化などが考えられるが、上記３点に
比べて、桁違いに小さいと考えられる。
【００２８】上記３点の要因による到達タイミングの変
化は、いずれも同一方向の変化、すなわち、温度が上が
ると到達タイミングが遅れ、温度が下がると到達タイミ
ングが早まる結果となって現れる。振動ペン３で発生す
る振動が周波数で５００ＫHz程度の時、０〜４０℃の範
囲で到達タイミングは訳４５０ｎｓｅｃ．程度変化す
る。振動ペン３と振動センサ６との距離が同じならば、
この到達タイミングは温度に対して線形に増加すること
が特徴である。４５０ｎｓｅｃ．とは、振動の約１／４
周期に相当する値であるため、無視できないほど大き
い。ここで、４５０ｎｓｅｃ．の数字をあげたが、装置
の使用目的にあわせ、振動周波数やペン形状等を変える
とこの値も変化するので、この数字は参考値にすぎな
い。
化は、いずれも同一方向の変化、すなわち、温度が上が
ると到達タイミングが遅れ、温度が下がると到達タイミ
ングが早まる結果となって現れる。振動ペン３で発生す
る振動が周波数で５００ＫHz程度の時、０〜４０℃の範
囲で到達タイミングは訳４５０ｎｓｅｃ．程度変化す
る。振動ペン３と振動センサ６との距離が同じならば、
この到達タイミングは温度に対して線形に増加すること
が特徴である。４５０ｎｓｅｃ．とは、振動の約１／４
周期に相当する値であるため、無視できないほど大き
い。ここで、４５０ｎｓｅｃ．の数字をあげたが、装置
の使用目的にあわせ、振動周波数やペン形状等を変える
とこの値も変化するので、この数字は参考値にすぎな
い。
【００２９】ａ），ｂ），ｃ）の要因の内、座標算出上
最も大きな要因と考えられるのが、ａ）のペン先５内で
の振動伝播時間変化であり、値の上でも４５０ｎｓｅ
ｃ．の半分以上を占めている。本来、プラスチックは金
属等に比べて音速が小さいため、同じ伝播長で、温度変
化による伝播時間の変化の絶対量が大きい。よって、現
在ペン先５の長さを極力抑えた構成にしているが、以
前、上記程度の伝播時間差が生じてしまう。
最も大きな要因と考えられるのが、ａ）のペン先５内で
の振動伝播時間変化であり、値の上でも４５０ｎｓｅ
ｃ．の半分以上を占めている。本来、プラスチックは金
属等に比べて音速が小さいため、同じ伝播長で、温度変
化による伝播時間の変化の絶対量が大きい。よって、現
在ペン先５の長さを極力抑えた構成にしているが、以
前、上記程度の伝播時間差が生じてしまう。
【００３０】従来、我々は上記問題に対して次に挙げる
提案をしている。
提案をしている。
【００３１】α）周囲温度が変化しても、既知の入力点
を指示することで、予め求めておいた時間オフセット分
を新しい値に更新する。
を指示することで、予め求めておいた時間オフセット分
を新しい値に更新する。
【００３２】β）座標算出に必要なセンサ数より１個以
上多い振動センサを配設し、全ての振動センサの到達タ
イミングに同じ量だけ含まれる時間オフセット分の変化
分を求めた上で、距離及び座標算出処理を行う。
上多い振動センサを配設し、全ての振動センサの到達タ
イミングに同じ量だけ含まれる時間オフセット分の変化
分を求めた上で、距離及び座標算出処理を行う。
【００３３】以上の様に、振動ペン３（電気音響変換素
子）の物理的特性の変化量が装置の機能自体を左右する
ほど大きいため、温度変化の対策は不可欠である。
子）の物理的特性の変化量が装置の機能自体を左右する
ほど大きいため、温度変化の対策は不可欠である。
【００３４】その他、座標入力装置に限らず、温度変化
の影響を受ける各種電子機器における対策は以下の通り
分類される。
の影響を受ける各種電子機器における対策は以下の通り
分類される。
【００３５】（１）センサ等の電子デバイスの特性の温
度変化が問題となる場合：温度を測定し、得られたデー
タに対し測定温度に応じて補正処理する。特に、高精度
が要求される場合は、電子デバイスの温度を一定に管理
する温度制御機構を設ける。
度変化が問題となる場合：温度を測定し、得られたデー
タに対し測定温度に応じて補正処理する。特に、高精度
が要求される場合は、電子デバイスの温度を一定に管理
する温度制御機構を設ける。
【００３６】（２）電子回路、主に半導体素子の特性の
温度変化が問題となる場合：まず、帰還ループを回路内
に設け、一定の出力が得られるように帰還制御を行う方
法である。次に、温度補償用受動素子（代表的なもの
は、温度補償用セラミックコンデンサ）の温度に対する
逆特性を生かして、半導体素子の特性の温度変化を相殺
する方法である。前者は、増幅器のゲインの安定化や発
振器の発振周波数の安定化のために用いられるのが常で
あり、後者は、前者と同じ目的で精度をあまり必要とし
ない場合に用いられるのが一般的である。
温度変化が問題となる場合：まず、帰還ループを回路内
に設け、一定の出力が得られるように帰還制御を行う方
法である。次に、温度補償用受動素子（代表的なもの
は、温度補償用セラミックコンデンサ）の温度に対する
逆特性を生かして、半導体素子の特性の温度変化を相殺
する方法である。前者は、増幅器のゲインの安定化や発
振器の発振周波数の安定化のために用いられるのが常で
あり、後者は、前者と同じ目的で精度をあまり必要とし
ない場合に用いられるのが一般的である。
【００３７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では次のような欠点があった。
来例では次のような欠点があった。
【００３８】１）上記α）の構成においては、装置の使
用者が度々既知の入力点を指示する必要が乗じ、使用が
煩雑となり煩わしい。また、既知の入力点を使用者の手
により指示するため、座標算出精度も低下する。
用者が度々既知の入力点を指示する必要が乗じ、使用が
煩雑となり煩わしい。また、既知の入力点を使用者の手
により指示するため、座標算出精度も低下する。
【００３９】２）β）の構成においては、構成上必ず１
個以上センサが多く必要となり、コストｕｐにつなが
る。さらに、時間オフセット分の変化量を算出する際に
使用する到達タイミングには、回路のいずれ等の誤差が
含まれているため求めた時間オフセット分の変化量にも
算出誤差が生じ、α）と同様座標算出精度の低下が生じ
る。さらに、従来の他の装置における温度補償方法で
も、次のような欠点があった。
個以上センサが多く必要となり、コストｕｐにつなが
る。さらに、時間オフセット分の変化量を算出する際に
使用する到達タイミングには、回路のいずれ等の誤差が
含まれているため求めた時間オフセット分の変化量にも
算出誤差が生じ、α）と同様座標算出精度の低下が生じ
る。さらに、従来の他の装置における温度補償方法で
も、次のような欠点があった。
【００４０】１）センサ等の電子デバイスの特性補償す
るには、温度センサ等により温度を測定し補正処理する
ための大型の演算制御システムか、温度を一定に保つ大
型の温度制御システムが必要となり、いずれにしても装
置自体が大型で高価なものになる。
るには、温度センサ等により温度を測定し補正処理する
ための大型の演算制御システムか、温度を一定に保つ大
型の温度制御システムが必要となり、いずれにしても装
置自体が大型で高価なものになる。
【００４１】２）従来の温度補償回路は、回路ゲイン、
或は、発振周波数を一定に保ったり、温度に対して線形
に変化させる目的で使用されており、信号の位相、或
は、信号の検出タイミングを補償することは不可能であ
る。
或は、発振周波数を一定に保ったり、温度に対して線形
に変化させる目的で使用されており、信号の位相、或
は、信号の検出タイミングを補償することは不可能であ
る。
【００４２】また、使用する温度補償用セラミックコン
デンサは、高精度なタイプでも±５％の性能幅を持つた
めに、選別せずに、すなわち低コストで補償回路を構成
すると特性バラツキの要因となり、かつ、温度係数が最
大でも数百ｐｐｍ／℃と決して大きくないため、温度補
償できる性能幅も限られてしまう。
デンサは、高精度なタイプでも±５％の性能幅を持つた
めに、選別せずに、すなわち低コストで補償回路を構成
すると特性バラツキの要因となり、かつ、温度係数が最
大でも数百ｐｐｍ／℃と決して大きくないため、温度補
償できる性能幅も限られてしまう。
【００４３】本発明は上記従来例に鑑みて成されたもの
で、温度補償用の時間差生成手段が小型で構成でき、し
かもそれを振動ペン内部に設置することにより、振動ペ
ンと装置本体との温度差があっても振動ペンの温度変化
に追従して温度補償する座標入力装置を提供することを
目的とする。
で、温度補償用の時間差生成手段が小型で構成でき、し
かもそれを振動ペン内部に設置することにより、振動ペ
ンと装置本体との温度差があっても振動ペンの温度変化
に追従して温度補償する座標入力装置を提供することを
目的とする。
【００４４】
【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次のような構成から成る。
すなわち、振動伝達部材に入力された振動を検知し、検
知した振動に基づいて振動の入力位置を算出して該座標
位置を入力座標とする座標入力装置であって、前記振動
伝達部材に伝達する振動を検出する検出手段と、振動が
発生してから前記検出手段により検出されるまでの時間
を測定する測定手段と、前記測定手段を駆動するタイミ
ングを制御する制御手段と、該制御手段による前記測定
手段の駆動タイミングを、温度に応じて遅延させる遅延
手段と、該遅延手段により遅延されたタイミングで振動
を発生し、前記振動伝達板に入力する振動入力手段と、
前記測定手段により測定された時間に基づいて前記振動
入力手段により振動が入力された位置の座標を算出する
手段とを備える。
に、本発明の座標入力装置は次のような構成から成る。
すなわち、振動伝達部材に入力された振動を検知し、検
知した振動に基づいて振動の入力位置を算出して該座標
位置を入力座標とする座標入力装置であって、前記振動
伝達部材に伝達する振動を検出する検出手段と、振動が
発生してから前記検出手段により検出されるまでの時間
を測定する測定手段と、前記測定手段を駆動するタイミ
ングを制御する制御手段と、該制御手段による前記測定
手段の駆動タイミングを、温度に応じて遅延させる遅延
手段と、該遅延手段により遅延されたタイミングで振動
を発生し、前記振動伝達板に入力する振動入力手段と、
前記測定手段により測定された時間に基づいて前記振動
入力手段により振動が入力された位置の座標を算出する
手段とを備える。
【００４５】また、振動伝達部材に入力された振動を検
知し、検知した振動に基づいて振動の入力位置を算出し
て該座標位置を入力座標とする座標入力装置であって、
振動を発生して前記振動伝達部材に入力する振動入力手
段と、前記振動入力手段を駆動するタイミングを制御す
る制御手段と、前記振動伝達部材に伝達する振動を検出
する検出手段と、前記制御手段による前記振動入力手段
の駆動タイミングを、温度に応じて遅延させる遅延手段
と、該遅延手段により遅延されたタイミングに基づい
て、前記検出手段により振動が検出されるまでの時間を
測定する測定手段と、前記測定手段により測定された時
間に基づいて前記振動入力手段により振動が入力された
位置の座標を算出する手段とを備える。
知し、検知した振動に基づいて振動の入力位置を算出し
て該座標位置を入力座標とする座標入力装置であって、
振動を発生して前記振動伝達部材に入力する振動入力手
段と、前記振動入力手段を駆動するタイミングを制御す
る制御手段と、前記振動伝達部材に伝達する振動を検出
する検出手段と、前記制御手段による前記振動入力手段
の駆動タイミングを、温度に応じて遅延させる遅延手段
と、該遅延手段により遅延されたタイミングに基づい
て、前記検出手段により振動が検出されるまでの時間を
測定する測定手段と、前記測定手段により測定された時
間に基づいて前記振動入力手段により振動が入力された
位置の座標を算出する手段とを備える。
【００４６】
【作用】上記構成により、制御手段により振動到達時間
の計測を開始するタイミングより遅延したタイミングで
振動を入力し、その遅延時間を温度に応じて変えること
で、温度による振動検出までの時間の差を補正する。
の計測を開始するタイミングより遅延したタイミングで
振動を入力し、その遅延時間を温度に応じて変えること
で、温度による振動検出までの時間の差を補正する。
【００４７】
【第１実施例】図１に、本発明の第１の実施例を示す。
振動ペン３内部には演算制御回路１からの駆動信号より
駆動タイミングを所定時間送らせる遅延回路１２を設け
ている。遅延回路１２の遅延時間は温度により変化す
る。その変化は、前述したペン先５内での振動伝播時間
変化等による、到達時間オフセット分の変化を相殺する
方向への変化である。すなわち、温度が上昇するととも
に遅延時間が線形に減少する。遅延回路の構成の一例を
図６に示す。
振動ペン３内部には演算制御回路１からの駆動信号より
駆動タイミングを所定時間送らせる遅延回路１２を設け
ている。遅延回路１２の遅延時間は温度により変化す
る。その変化は、前述したペン先５内での振動伝播時間
変化等による、到達時間オフセット分の変化を相殺する
方向への変化である。すなわち、温度が上昇するととも
に遅延時間が線形に減少する。遅延回路の構成の一例を
図６に示す。
【００４８】図６（ａ）で使用しているＩＣは２個の単
安定マルチバイブレータが同一パッケージに入った標準
ロジックＩＣである。図６（ｂ）で示した各ピンでの波
形を使って動作を説明する。なお、文中では、負論理を
示す記号としてスラッシュ（／）を用いる。
安定マルチバイブレータが同一パッケージに入った標準
ロジックＩＣである。図６（ｂ）で示した各ピンでの波
形を使って動作を説明する。なお、文中では、負論理を
示す記号としてスラッシュ（／）を用いる。
【００４９】演算制御回路１は、駆動信号（図示の／Ｂ
１）を遅延回路１２に送るとともに、振動の到達時間を
計時する内部カウンタ（図３のタイマ３３）をスタート
させる。駆動信号／Ｂ１の立ち上がりのタイミングｔ１
で、単安定マルチバイブレータ１２１がパルスＱ１を出
力する。パルスＱ１のパルス幅ｔｄは、感温抵抗器Ｒｔ
とコンデンサＣ１によって決まる（ｔｄ＝Ｒｔ×Ｃ
１）。感温抵抗器Ｒｔは、例えばサーミスタなど、温度
によってその抵抗値を変える素子である。パルスＱ１の
パルスの立ち下がりのタイミングｔ２で、２つめの単安
定マルチバイブレータ１２２がパルスＱ２を出力する。
パルスＱ２のパルス幅は、振動ペン３内の振動子４を効
率良く駆動できる値を選び、抵抗ＲとコンデンサＣ２に
よって一定値を保持する。
１）を遅延回路１２に送るとともに、振動の到達時間を
計時する内部カウンタ（図３のタイマ３３）をスタート
させる。駆動信号／Ｂ１の立ち上がりのタイミングｔ１
で、単安定マルチバイブレータ１２１がパルスＱ１を出
力する。パルスＱ１のパルス幅ｔｄは、感温抵抗器Ｒｔ
とコンデンサＣ１によって決まる（ｔｄ＝Ｒｔ×Ｃ
１）。感温抵抗器Ｒｔは、例えばサーミスタなど、温度
によってその抵抗値を変える素子である。パルスＱ１の
パルスの立ち下がりのタイミングｔ２で、２つめの単安
定マルチバイブレータ１２２がパルスＱ２を出力する。
パルスＱ２のパルス幅は、振動ペン３内の振動子４を効
率良く駆動できる値を選び、抵抗ＲとコンデンサＣ２に
よって一定値を保持する。
【００５０】駆動できる値を選び、抵抗Ｒとコンデンサ
Ｃ２によって一定値を保持する。
Ｃ２によって一定値を保持する。
【００５１】ここで、感温抵抗器の抵抗値Ｒｔは、前述
した到達時間のオフセット分の変化量＝４５０ｎｓｅ
ｃ．（０→４０℃）を相殺するために、遅延時間の変化
量ΔｔｄをΔｔｄ＝−４５０ｎｓｅｃ．（０→４０℃）
となるように選定する。ｔｄが温度に対し線形に変化す
るためには、Ｒｔの変化を線形にすれば良く、Ｃの値と
の組み合せでΔｔｄも自由に設定できるので設計も容易
である。すなわち、動作からもかわるように、ｔｄの値
自体は問題ではなく、Δｔｄの値か重要である。という
のは、前述したタイマ３３は、駆動信号のタイミングで
スタートするので、遅延回路１２による遅延時間分、Ｑ
１のパルス幅分だけ余分に計時することになるが、その
量がタイマ３３の計時最大値と比較して充分小さくして
おけば、なんら問題にはならない。
した到達時間のオフセット分の変化量＝４５０ｎｓｅ
ｃ．（０→４０℃）を相殺するために、遅延時間の変化
量ΔｔｄをΔｔｄ＝−４５０ｎｓｅｃ．（０→４０℃）
となるように選定する。ｔｄが温度に対し線形に変化す
るためには、Ｒｔの変化を線形にすれば良く、Ｃの値と
の組み合せでΔｔｄも自由に設定できるので設計も容易
である。すなわち、動作からもかわるように、ｔｄの値
自体は問題ではなく、Δｔｄの値か重要である。という
のは、前述したタイマ３３は、駆動信号のタイミングで
スタートするので、遅延回路１２による遅延時間分、Ｑ
１のパルス幅分だけ余分に計時することになるが、その
量がタイマ３３の計時最大値と比較して充分小さくして
おけば、なんら問題にはならない。
【００５２】図６（ｃ）は、温度と遅延時間ｔｄとの関
係をあらわしたグラフである。温度がＴ１からＴ２に変
動すると、遅延時間ｔｄはｔｄ１からｔｄ２に変わる。
上記の例に従えば、Ｔ１＝０℃，Ｔ２＝４０℃であり、
その場合にはΔｔｄ＝ｔｄ２−ｔｄ１＝−４５０ｎｓと
いうことになる。
係をあらわしたグラフである。温度がＴ１からＴ２に変
動すると、遅延時間ｔｄはｔｄ１からｔｄ２に変わる。
上記の例に従えば、Ｔ１＝０℃，Ｔ２＝４０℃であり、
その場合にはΔｔｄ＝ｔｄ２−ｔｄ１＝−４５０ｎｓと
いうことになる。
【００５３】本実施例では、時間オフセット分の温度変
化が線形に変化することへの温度補償を目的とした。材
料によっては、音速変化が線形でないものもあり（粘性
の強い材料）、書き味向上を考えて、ペン先５の材料が
変わると常に線形な時間オフセット分の変化が得られる
とは限らない。よって、線形な抵抗値変化が得られる感
温抵抗素子、非線形な変化が得られる感温抵抗素子、そ
して固定抵抗素子を、直列，並列，或はブリッジ型に組
み合せて必要な抵抗値の温度変化特性を設定すればよ
い。
化が線形に変化することへの温度補償を目的とした。材
料によっては、音速変化が線形でないものもあり（粘性
の強い材料）、書き味向上を考えて、ペン先５の材料が
変わると常に線形な時間オフセット分の変化が得られる
とは限らない。よって、線形な抵抗値変化が得られる感
温抵抗素子、非線形な変化が得られる感温抵抗素子、そ
して固定抵抗素子を、直列，並列，或はブリッジ型に組
み合せて必要な抵抗値の温度変化特性を設定すればよ
い。
【００５４】ここで、非線形変化素子としてサーミスタ
の対温度抵抗値の特性の一般的な例について説明する。
基準温度を装置の使用環境温度範囲の中間の温度とし
て、基準温度でのサーミスタの抵抗値をＲ0とすると、
サーミスタのある温度での抵抗値は次式で表すことがで
きる。
の対温度抵抗値の特性の一般的な例について説明する。
基準温度を装置の使用環境温度範囲の中間の温度とし
て、基準温度でのサーミスタの抵抗値をＲ0とすると、
サーミスタのある温度での抵抗値は次式で表すことがで
きる。
【００５５】
Ｒ＝Ｒ0×ｅｘｐ｛Ｂ×（１／Ｔ−１／Ｔ0）｝ …（４）
Ｔ，Ｔ0は絶対温度での使用温度値、基準温度で、Ｂは
Ｂ定数と呼ばれる素子によって異なる定数値で数千程度
の大きさで、ＮＴＣサーミスタでプラス、ＰＴＣサーミ
スタでマイナスの符号を持つ。（４）式で解るように、
サーミスタの抵抗値は温度に関して指数関数的に減少、
或は、増加する。図６で示した遅延回路では、タイマの
開始タイミングより駆動を遅らせる方法をとるため、温
度上昇とともにパルス幅が短くなる必要があり、ＮＴＣ
サーミスタのマイナスの特性を利用すればよい。後述す
る他の実施例では、ＰＴＣサーミスタのプラス特性が必
要となる。
Ｂ定数と呼ばれる素子によって異なる定数値で数千程度
の大きさで、ＮＴＣサーミスタでプラス、ＰＴＣサーミ
スタでマイナスの符号を持つ。（４）式で解るように、
サーミスタの抵抗値は温度に関して指数関数的に減少、
或は、増加する。図６で示した遅延回路では、タイマの
開始タイミングより駆動を遅らせる方法をとるため、温
度上昇とともにパルス幅が短くなる必要があり、ＮＴＣ
サーミスタのマイナスの特性を利用すればよい。後述す
る他の実施例では、ＰＴＣサーミスタのプラス特性が必
要となる。
【００５６】以上のように構成される座標入力装置は、
温度補償用の時間差生成手段が小型で構成でき、かつ振
動ペン内部に設置することにより、振動ペンと装置本体
との温度差があっても振動ペンの温度変化に追従して温
度補償するという効果がある。前述したように、温度変
化による時間オフセット分の変化は振動ペン内で主に発
生しており、振動ペンの温度変化に追従できることは大
きな特徴と言える。
温度補償用の時間差生成手段が小型で構成でき、かつ振
動ペン内部に設置することにより、振動ペンと装置本体
との温度差があっても振動ペンの温度変化に追従して温
度補償するという効果がある。前述したように、温度変
化による時間オフセット分の変化は振動ペン内で主に発
生しており、振動ペンの温度変化に追従できることは大
きな特徴と言える。
【００５７】
【第２実施例】図７に本発明の第２の実施例である座標
入力装置のブロック図を示す。この実施例では、駆動信
号を振動ペン３内部に配設した発振及び駆動回路１３で
生成している。遅延回路１２は前述の実施例と全く同じ
ものでよいが、入出力の方向を逆にしている。すなわ
ち、発振及び駆動回路１３で生成した駆動信号（第１実
施例の／Ｂ１と同じ）で振動子４を駆動すると同時に、
駆動信号は遅延回路１２に入力される。図６および図８
で説明すれば、時間ｔｄ分だけ遅延させた時間差駆動信
号Ｑ２は、演算制御回路１に送られて内部の計時用タイ
マ３３をスタートさせる（演算制御回路１の構成は第１
実施例と同じく図３で示される）。すなわち、振動ペン
３の駆動タイミングに対して計時の開始を遅延回路１２
により遅らせる構成をとる。よって、温度上昇にあわせ
て計時のスタートのタイミングをさらに遅らせる必要が
あるため、Ｑ１のパルス幅は温度変化に応じて１次関数
的に増加するように構成される。そのため、前述したプ
ラスのＢ定数を持つＰＴＣサーミスタ等の正特性の感温
抵抗素子を選択する。
入力装置のブロック図を示す。この実施例では、駆動信
号を振動ペン３内部に配設した発振及び駆動回路１３で
生成している。遅延回路１２は前述の実施例と全く同じ
ものでよいが、入出力の方向を逆にしている。すなわ
ち、発振及び駆動回路１３で生成した駆動信号（第１実
施例の／Ｂ１と同じ）で振動子４を駆動すると同時に、
駆動信号は遅延回路１２に入力される。図６および図８
で説明すれば、時間ｔｄ分だけ遅延させた時間差駆動信
号Ｑ２は、演算制御回路１に送られて内部の計時用タイ
マ３３をスタートさせる（演算制御回路１の構成は第１
実施例と同じく図３で示される）。すなわち、振動ペン
３の駆動タイミングに対して計時の開始を遅延回路１２
により遅らせる構成をとる。よって、温度上昇にあわせ
て計時のスタートのタイミングをさらに遅らせる必要が
あるため、Ｑ１のパルス幅は温度変化に応じて１次関数
的に増加するように構成される。そのため、前述したプ
ラスのＢ定数を持つＰＴＣサーミスタ等の正特性の感温
抵抗素子を選択する。
【００５８】以上のように、温度変化が生じても、駆動
タイミングとカウンタのスタートのタイミングを温度変
化に応じて相対的にずらすことにより、装置全体で発生
する時間オフセット分の変化を相殺することができ、温
度補償が実現し安定で信頼性の高い座標入力装置が簡単
に実現する。
タイミングとカウンタのスタートのタイミングを温度変
化に応じて相対的にずらすことにより、装置全体で発生
する時間オフセット分の変化を相殺することができ、温
度補償が実現し安定で信頼性の高い座標入力装置が簡単
に実現する。
【００５９】なお、ここで、図４は、群到達時間ｔｇと
移相到達時間ｔｐ両方を用いた高精度な座標入力装置の
信号波形検出回路９の構成を示し、図５は、ｔｐとｔｇ
の測定原理を示す図であるが、群到達時間ｔｇのみを用
いた低精度な座標入力装置においても同じ効果が得られ
るし、群速度と位相速度の差が小さい板波（振動伝達板
８の板圧縮や振動周波数及び振動モードを限定する）を
利用し、位相到達時間のみを検出し、座標演算処理する
座標入力装置にも応用可能であることは明らかである。
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いは装置にプログラムを供給
することによっ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。
移相到達時間ｔｐ両方を用いた高精度な座標入力装置の
信号波形検出回路９の構成を示し、図５は、ｔｐとｔｇ
の測定原理を示す図であるが、群到達時間ｔｇのみを用
いた低精度な座標入力装置においても同じ効果が得られ
るし、群速度と位相速度の差が小さい板波（振動伝達板
８の板圧縮や振動周波数及び振動モードを限定する）を
利用し、位相到達時間のみを検出し、座標演算処理する
座標入力装置にも応用可能であることは明らかである。
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いは装置にプログラムを供給
することによっ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。
【００６０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる座
標入力装置は、温度補償用の時間差生成手段が小型で構
成でき、しかもそれを振動ペン内部に設置することによ
り、振動ペンと装置本体との温度差があっても振動ペン
の温度変化に追従して温度補償できるという効果を奏す
る。
標入力装置は、温度補償用の時間差生成手段が小型で構
成でき、しかもそれを振動ペン内部に設置することによ
り、振動ペンと装置本体との温度差があっても振動ペン
の温度変化に追従して温度補償できるという効果を奏す
る。
【図１】座標入力装置の構成を示す図である。
【図２】従来の座標入力装置の構成を示す図である。
【図３】演算制御回路のブロック図である。
【図４】信号波形検出回路の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図５】信号処理の波形タイミングチャート図である。
【図６】遅延回路のブロック図である。
【図７】第２実施例の座標入力装置の構成を示す図であ
る。
る。
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 ペン先
６ａ〜６ｄ 振動センサ
７ 防振材
８ 振動伝達板
９ 信号波形検出回路
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 小林 克行
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
(72)発明者 佐藤 肇
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５−80920（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−36617（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−214017（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G06F 3/03
G06K 11/00
Claims (8)
- 【請求項１】 振動伝達部材に入力された振動を検知
し、検知した振動に基づいて振動の入力位置を算出して
該座標位置を入力座標とする座標入力装置であって、 前記振動伝達部材に伝達する振動を検出する検出手段
と、 振動が発生してから前記検出手段により検出されるまで
の時間を測定する測定手段と、 前記測定手段を駆動するタイミングを制御する制御手段
と、 前記制御手段による前記測定手段の駆動タイミングを、
温度に応じて遅延させる遅延手段と、 前記遅延手段により遅延されたタイミングで振動を発生
し、前記前記振動伝達板に入力する振動入力手段と、 前記測定手段により測定された時間に基づいて前記振動
入力手段により振動が入力された位置の座標を算出する
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】 前記遅延手段は、温度に応じて抵抗値の
変動する感温抵抗部とコンデンサとを含み、遅延時間は
前記感温抵抗部の抵抗値と前記コンデンサの容量とに従
って決ることを特徴とする請求項１記載の座標入力装
置。 - 【請求項３】 振動伝達部材に入力された振動を検知
し、検知した振動に基づいて振動の入力位置を算出して
該座標位置を入力座標とする座標入力装置であって、 振動を発生して前記振動伝達部材に入力する振動入力手
段と、 前記振動入力手段を駆動するタイミングを制御する制御
手段と、 前記振動伝達部材に伝達する振動を検出する検出手段
と、 前記制御手段による前記振動入力手段の駆動タイミング
を、温度に応じて遅延させる遅延手段と、 前記遅延手段により遅延されたタイミングに基づいて、
前記検出手段により振動が検出されるまでの時間を測定
する測定手段と、前記測定手段により測定された時間に
基づいて前記振動入力手段により振動が入力された位置
の座標を算出する手段とを備えることを特徴とする座標
入力装置。 - 【請求項４】 前記遅延手段は、温度に応じて抵抗値の
変動する感温抵抗部とコンデンサとを含み、遅延時間は
前記感温抵抗部の抵抗値と前記コンデンサの容量とに従
って決ることを特徴とする請求項３記載の座標入力装
置。 - 【請求項５】 振動伝達部材に入力された振動を検知
し、検知した振動に基づいて振動の入力位置を算出して
該座標位置を入力座標とする座標入力方法であって、 前記振動伝達部材に伝達する振動を検出する検出工程
と、 振動が発生してから前記検出工程により検出されるまで
の時間を測定する測定工程と、 前記測定工程による測定の開始タイミングを温度に応じ
て遅延させるとともに、その遅延されたタイミングで振
動入力手段により振動を発生させる制御工程と、 前記測定工程により測定された時間に基づいて前記振動
入力手段により振動が入力された位置の座標を算出する
工程とを備えることを特徴とする座標入力方法。 - 【請求項６】 前記制御工程は、温度に応じて抵抗値の
変動する感温抵抗部の抵抗値とコンデンサの容量とに従
って前記遅延させる時間を決めることを特徴とする請求
項５記載の座標入力方法。 - 【請求項７】 振動を発生して前記振動伝達部材に入力
する振動入力手段により振動伝達部材に入力された振動
を検知し、検知した振動に基づいて振動の入力位置を算
出して該座標位置を入力座標とする座標入力方法であっ
て、 前記振動伝達部材に伝達する振動を検出する検出工程
と、 前記振動入力手段の駆動タイミングを、温度に応じて遅
延させる遅延工程と、 前記遅延工程により遅延されたタイミングに基づいて、
前記検出工程により振動が検出されるまでの時間を測定
する測定工程と、前記測定工程により測定された時間に
基づいて前記振動入力手段により振動が入力された位置
の座標を算出する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】 前記制御工程は、温度に応じて抵抗値の
変動する感温抵抗部の抵抗値とコンデンサの容量とに従
って前記遅延させる時間を決めることを特徴とする請求
項７記載の座標入力方法。
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