JP3428712B2 - 座標入力装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、振動ペンから
入力された弾性波振動を振動伝達板に複数設けられたセ
ンサにより検出し、前記振動ペンから振動伝達板に入力
された弾性波振動の伝達時間に基づいて振動ペンによる
振動入力点の座標を検出し、その座標を他の装置等に入
力する座標入力装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】超音波による座標入力装置は、振動ペン
を振動伝達板に接触させ、入力された振動が振動伝達板
上を伝達し、振動伝達板上に設けられたセンサに到達す
るまでの遅延時間をもとに、振動ペンの接触位置の座標
を算出するものである。

【０００３】特開昭６１−１４９７４２号公報や、特開
昭６１−２４５４７４号公報などに記載されているよう
に、この場合に用いられる弾性振動としては、板波弾性
波と呼ばれるものが利用されており、表面波等に比して
表面の状態（傷等）の影響を受けにくいという特長があ
る。

【０００４】板波弾性波の伝播モードとして、対称波
（Ｓモード）非対称波（Ａモード）と呼ばれるモードが
知られている。特にその次数を用いて０次モードのとき
等には、Ｓ０波、Ａ０波と呼ばれる。上述した文献の例
では、このうちＡ０モードが利用されている。

【０００５】Ａ０モードは、その波自身の伝播速度であ
る群速度と、波の位相の伝播する速度である位相速度と
が異なる波であり、上記例では、その群速度による群遅
延時間と位相速度による位相遅延時間とを用いることで
座標入力装置を構成している。

【０００６】図１１はその構成を示したものである。振
動ペン１０５から入力された振動は、振動伝達板１０８
内を板波弾性波として伝播し、各センサ１０６ａ〜１０
６ｄによって検出される。検出された振動は、増幅器１
０９−１、フィルタ１０９−２を通過し、群遅延時間
（以下Ｔｇ）検出用のＴｇ検出回路１０９−３、およ
び、位相遅延時間（以下ｔｐ）検出用のＴｐ検出回路１
０９−４に振り分けられる。ここでの信号波形を図１３
に示す。

【０００７】Ｔｇ検出回路１０９−３では、信号の包絡
線４２１の検出を行い、包絡線の所定点を検出してトリ
ガ信号を発生する。ここでいう所定点は、例えば、２回
微分した信号４３のゼロクロス点を検出すれば、その点
を信号波形の変曲点として、信号４９のように検出でき
る。このような変曲点検出のように、信号波形の前半部
での検出を行うことで、図１１のような構成における、
端部や、防振材１０７等からの反射波の影響を受けにく
い構成になっており、入力エリア外のエリアの小型化に
寄与する。

【０００８】一方、Ｔｐ検出においても、反射波の影響
を極力避けるため信号波形の前端部での検出が望まし
い。そこで従来、バンドパスフィルタなどで処理された
検出信号波形４４に対して閾値レベル４４１を設け、そ
の閾値を越えた後の、最初の位相の立ち上がりゼロクロ
スポイントを信号４７のごとく検出し、トリガ信号を発
生する構成になっていた。

【０００９】このような構成においては、その閾値レベ
ルをでき得る限り低く設定することで、検出ポイントを
信号波形の前端部にすることができる。

【００１０】また、このような構成においては、その振
動センサと振動ペンの距離が増えるにしたがって伝播す
る振動の振幅の減衰が生じる。

【００１１】構成が大型化或は高密度化することによっ
て、センサ近傍での入力レベルと、有効エリア最遠点で
のレベルとの差が大きくなる。例えばセンサ１０６−ｄ
に対しては最遠点はＢ点であり、一番の近傍はＡ点とな
る。

【００１２】これに対して、伝播時間に対して増幅率の
変化する増幅器を設けて振幅変動による誤差の発生を防
止する技術が提案されていた。また、検出閾値を伝播遅
延時間に対して指数関数的に変化させ検出を行う技術が
特公昭５８−１６５０９号公報に開示されている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、閾値や
増幅器の増幅率を伝播遅延時間に対して厳密に制御する
ことは困難であり、更に板波を用いた場合には、周波数
を変更しただけで伝播速度が変化し、その都度増幅率
や、閾値の変化率を変更する必要があり、周波数のばら
つきなどによる精度低下や設計変更の困難さ、また調節
等コストアップ要因を含んでいた。

【００１４】また検出信号は、図１２に示したように、
検出の対象であるＡ０波以外にも、若干であるがＳ０信
号も検出される。このＡ０とＳ０のレベル比が充分大き
い場合には検出に影響は無いが、上述したように入力点
による信号レベルの差が拡大するにつれて、その影響が
無視できなくなる。つまり、上記増幅率や閾値などの変
化率の設定が適正でない場合には、Ａ０でなくＳ０を検
出してしまい、誤検出を生じるなどの問題があった。

【００１５】本発明は上記従来例に鑑みなされたもの
で、不要な信号の検出を防止し、安定で高精度な座標入
力装置を提供することを目的とする。

【００１６】

【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、

【００１７】振動伝達部材に入力された振動を検出して
振動入力位置を算出し、算出された位置の座標を入力座
標とする座標入力装置であって、振動を入力する入力手
段と、前記振動伝達部材に伝達される振動を検出して、
信号として出力する検出手段と、前記検出手段により出
力される信号に基づき、信号のピークに対して所定率の
値を第１の基準値として前記信号と比較する比較手段
と、該比較手段による比較の結果、前記信号が前記第１
の基準値を上回るタイミングから所定時間遅延したタイ
ミング信号を発生する遅延手段と、 前記タイミング信号
の発生後に、第２の基準値と前記信号とを比較し、前記
第２の基準値を上回る期間において振動が到達したタイ
ミングを計測して振動の到達時間を測定する測定手段
と、該測定手段により測定された時間に基づいて、前記
入力手段により振動の入力された点の座標を算出する算
出手段とを備える。

【００１８】あるいは、振動伝達部材に入力された振動
を検出して振動入力位置を算出し、算出された位置の座
標を入力座標とする座標入力装置であって、振動を入力
する入力手段と、前記振動伝達部材に伝達される振動を
検出して、信号として出力する検出手段と、前記検出手
段により出力される信号に基づき、信号のピークを検出
するピーク検出手段と、前記ピーク検出手段によりピー
クを検出したタイミングから所定時間遅延したタイミン
グ信号を発生する遅延手段と、前記遅延手段で遅延した
タイミング以降に、前記ピーク検出手段により検出した
信号のピークを基準として、前記検出手段により出力さ
れる信号と比較する比較手段と、該比較手段による比較
の結果、前記信号が前記基準を上回る期間を、振動が到
達したタイミングを計測する期間として、振動の到達時
間を測定する測定手段と、該測定手段により測定された
時間に基づいて、前記入力手段により振動の入力された
点の座標を算出する算出手段とを備える。

【００１９】

【作用】上記構成により、振動を検出して、その信号の
ピークに対する所定の率を閾値として検出した信号と比
較し、閾値より大きい期間内に振動の到達時間を測定
し、測定結果に基づいて振動の入力座標を算出する。

【００２０】

【第１実施例】図２は、本発明の好適な実施例である座
標入力装置の構造を示している。

【００２１】図中、１は装置全体を制御すると共に、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のペン先を振動させるもので
ある。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。また実際には、
図示に実線で示す符号Ａの領域（以下有効エリア）内を
振動ペン３で指定することを行う。そして、この振動伝
達板８の外周には、反射した振動が中央部に戻るのを防
止（減少）させるための防振材７が設けられ、その境界
に圧電素子等、機械的振動を電気信号に変換する振動セ
ンサ６ａ〜６ｄが固定されている。

【００２２】９は各振動センサ６ａ〜６ｄで振動を検出
した旨の信号を演算制御回路１に出力する信号波形検出
回路である。１１は液晶表示器等のドット単位の表示が
可能なディスプレイであり、振動伝達板の背後に配置し
ている。そしてディスプレイ駆動回路１０の駆動によ
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、ガラスやアクリル等の透明部材からなる振
動伝達板８を透してみることが可能になっている。

【００２３】振動ペン３に内蔵された振動子４は、振動
子駆動回路２によって駆動される。振動子４の駆動信号
は演算制御回路１から低レベルの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
れた後で振動子４に印加される。

【００２４】電気的な駆動信号は振動子４によって機械
的な超音波振動に変換され、ペン先５を介して振動伝達
板８に伝達される。

【００２５】ここで振動子４の振動周波数はガラス等の
振動伝達板８に板波を発生することができる値に選択さ
れる。また、振動子駆動の際、振動伝達板８に対して図
２の垂直方向に振動するモードが選択される。また、振
動子４の振動周波数をペン先を含んだ共振周波数とする
ことで効率の良い振動変換が可能である。

【００２６】上記の様にして振動伝達板８に伝えられる
弾性波は板波であり、表面波等に比して振動伝達板の表
面の傷、障害物等の影響を受けにくいという利点を有す
る。

【００２７】＜演算制御回路の説明＞上述した構成にお
いて、演算制御回路１は、所定周期毎（例えば１０ｍｓ
毎）に振動子駆動回路２から振動ペン３内の振動子４を
駆動させる信号を出力すると共に、その内部タイマ（カ
ウンタで構成されている）による計時を開始させる。そ
して、振動ペン３より発生した振動は、振動センサ６ａ
〜６ｄまでの距離に応じて遅延して到達する。

【００２８】信号波形検出回路９は、各振動センサ６ａ
〜６ｄからの信号を検出して、後述する波形検出処理に
より各振動センサへの振動到達タイミングを示す信号を
生成する。演算制御回路１は各センサ毎のこの信号を入
力し、各々の振動センサ６ａ〜６ｄまでの振動到達時間
を検出して振動ペンの座標位置を算出する。

【００２９】また演算制御回路１は、この算出された振
動ペン３の位置情報を基にディスプレイ駆動回路１０を
駆動してディスプレイ１１による表示を制御したり、あ
るいは、シリアル通信やパラレル通信によって外部機器
に座標出力を行う（不図示）。

【００３０】図３は実施例の演算制御回路１の概略構成
を示すブロック図で、各構成要素及びその動作概略を以
下に説明する。

【００３１】図中、３１は演算制御回路１及び本座標入
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、そして計算等
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。

【００３２】３３は不図示の基準クロックを計時するカ
ウンタであって、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取られ、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
できることになる。

【００３３】カウンタ３３の計時値は検出信号入力回路
３５に入力される検出信号によってラッチ回路３４ａ〜
３４ｄに記憶される。マイクロコンピュータ３１は、検
出信号が所定の時間内に揃ったことを示す判定回路の出
力を検知すると、各ラッチ回路の内容を読み込み計算を
行う。

【００３４】ここで検出されるのはセンサ６に到達した
振動の群遅延時間（Ｔｇ）、位相遅延時間（Ｔｐ）に相
当する。

【００３５】検出信号は図５に示す構成の信号波検出回
路９によって出力される。なお、図５の構成は、センサ
６ａについてのものであるが、センサ６ｂ〜６ｄについ
ても同様である。

【００３６】振動センサ６ａの出力信号は、前置増幅回
路５１により所定のレベルまで増幅される。増幅された
信号は、帯域通過フィルタ５１１により検出信号の余分
な周波数成分が除かれ、例えば、絶対値回路及び低域通
過フィルタなどにより構成されるエンベロープ検出回路
５２に入力され、検出信号のエンベロープのみが取り出
される。取り出されたエンベロープ信号は、２回微分回
路５３によって微分される。ｔｇ信号検出回路５４は、
モノマルチバイブレータなどから構成され、エンベロー
プの所定レベルを越えた後のゼロクロス点を検出するこ
とにより、遅延時間検出信号である信号ｔｇが形成さ
れ、演算制御回路１内の検出信号入力回路３５に入力さ
れる。ｔｇ検出回路５４において、エンベロープの所定
レベルを検出するための閾値は図１の様に決定される。
図１２に示したように、振動波形のＳ０波とＡ０波との
振幅レベル比の最大が、例えば５％程度であった場合、
閾値レベルをＡ０振幅の大きさの５％より大きい値に設
定すれば良い。

【００３７】しかしながら、先に述べたように、振動波
形の振幅はセンサからの距離及び入力筆圧に依存して変
化するために、固定閾値、例えばセンサから最遠点での
Ａ０波振幅を基に閾値レベルを決定した場合、センサ近
傍でのＳ０波を検出してしまう可能性がある。これに対
して、図１に示すように閾値を決定すれば、筆記時エン
ベロープ信号のレベルに対して閾値決定が可能となる。
図１に示すやり方とはつぎのようなものである。

【００３８】すなわち、今、例えば閾値レベルを、Ｓ０
／Ａ０比である５％より大きい値として、１０％に設定
する。そして、１回の振動の検出のために、実際には２
つの振動を用いる。実際の筆記時には１回の入力で複数
の振動パルスが入力されるが、その１回の入力に対する
振動検出期間をサンプリング期間と呼ぶとすると、各サ
ンプリング期間内での筆圧変動は少ないので、１回目と
２回目とでは同じ波形を検出することができる。１回目
の駆動によって、検出されたＡ０波振幅Ｖ１を、図４に
示したようなピークホールド回路４ｂ−１で保持する。
続いて２回目の駆動を行い、前記ピークホールド回路４
ｂ−１の出力を抵抗４ｂ−４と４ｂ−３とで分圧した出
力Ｖ１／１０をコンパレータ４ｂ−２に入力される閾値
として、その値と２つ目のパルスによる信号とを比較し
て信号検出を行う。こうして、コンパレータ４ｂ−２の
出力として、閾値と信号波形との比較結果である矩形波
が得られる。これが窓信号となる。ここで、抵抗４ｂ−
４を固定抵抗とすれば、抵抗４ｂ−３の値を適当な値と
することで、分圧の割合を決めることができる。この分
圧の割合として、前に述べたＳ０／Ａ０比を設定する。
本例ではこれを１０％としているため、抵抗４ｂ−４の
値をＲとすれば、抵抗４ｂ−３としてＲ／９を設定する
ことになる。こうしてコンパレータ４ｂ−２の出力信号
を窓信号として用い、この結果に基づいて信号検出（例
えばゼロクロス検出）を行えばＡ０波に対するＴｇ検出
が可能となる。

【００３９】分圧比は先に述べたようにＳ０／Ａ０比に
基づき決定された値にすれば良い。このような検出を続
く信号検出にも用いれば、図１の様に、レベルが変化し
た場合においても確実にＡ０信号が検出できる様にな
る。

【００４０】図１は、（ａ）に示した４つのパルスが振
動ペンから入力される様子である。振動パルス１ａ〜１
ｄは、振動伝達板を伝播してある１つのセンサに検出さ
れ、パルス１ａ，１ｂに対応する振動の包絡線２ａ，２
ｂとして１つのセンサａに検出され、パルス１ｃ，１ｄ
に対応する振動の包絡線２ｃ，２ｄとして、振動源より
の距離がセンサａより遠い他のセンサｂに検出される。

【００４１】まず、信号２ａはピークホールドされ、そ
の値Ｖ１が保持される。次の信号２ｂは、コンパレータ
でＶｔｈ１＝Ｖ１／１０と比較されて窓信号３ａが生成
される。信号２ｃ，２ｄについても同様であるが、この
信号はセンサａより遠方のセンサｂで検出される信号で
あるため、信号２ａ，２ｂより微弱である。この信号に
対する閾値Ｖｔｈ２は、Ｖ２／１０であり、この値を用
いて窓信号３ｂが生成される。このように、検出される
信号の強度に応じて閾値を上下させ、窓信号を生成する
ことができる。

【００４２】ピークホールド回路は２回駆動によるサン
プリングが終了した際に、演算制御部１からのリセット
信号により初期化され、次の検出に備える。

【００４３】５５はＴｐ信号検出回路であり、コンパレ
ータなどから構成され、帯域通過フィルタ５１１の出力
の所定レベルの閾値を越える部分のパルス信号を形成す
る。この閾値についても上記Ｔｇと同様な構成によって
決定すれば、安定したＡ０波を検出可能となる。この位
相遅延時間信号ｔｐも演算制御回路１に供給されること
になる。

【００４４】また、この時、ＴｇとＴｐの検出用閾値回
路は、上記のように独立に持ってもよいが、回路規模等
の縮小のために共用してもよい。

【００４５】＜振動伝搬時間検出の説明＞データセット
信号を受けたマイクロコンピュータ３１は、各ラッチ内
に格納されている遅延時間Ｔｇ、Ｔｐをセレクト信号を
用いて各々読み出しメモリに格納する。

【００４６】尚、以下振動センサ６ａの場合について説
明するが、その他の振動センサ６ｂ，６ｃ，６ｄについ
ても全く同じである。

【００４７】振動センサ６への振動伝達時間の計測は、
振動子駆動回路２へのスタート信号の出力と同時に開始
する。この時、振動子駆動回路２から振動子４へは駆動
信号１−１が印加されている。この信号１−１によっ
て、振動ペン３から振動伝達板８に伝達された超音波振
動は、振動センサ６ａまでの距離に応じた時間ｔｇをか
けて進行した後、振動センサ６で検出される。

【００４８】この実施例で用いられている振動は板波で
あるため、振動伝達板８内での伝播距離に対して、検出
波形のエンベロープと位相の関係は振動伝達中にその伝
達距離に応じて変化する。ここで群速度をＶｇ、そして
位相速度をＶｐとする。この群速度Ｖ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。

【００４９】まず、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の一つに関する
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。

【００５０】更に、位相信号の検出に基づく処理を行
う。

【００５１】得られた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。

【００５２】前記（１）式と（２）式から上記の整数ｎ
は、 ｎ＝［（Ｖｇ・ｔｇ−Ｖｐ・ｔｐ）／λｐ＋α］ （３） ［ ］内整数化と表わせる。

【００５３】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。

【００５４】＜座標位置算出の説明（図６）＞次に実際
に振動ペン３による振動伝達板８上の座標位置検出の原
理を、図６を参照して説明する。

【００５５】今、振動伝達板８上の４辺の中点近傍に４
つの振動センサ６ａ〜６ｄを符号Ｓ１〜Ｓ４の位置に設
けると、先に説明した原理に基づいて、振動ペン３の位
置Ｐから各々の振動センサ６ａ〜６ｄの位置までの直線
距離ｄａ〜ｄｄを求めることができる。更に演算制御回
路１でこの直線距離ｄａ〜ｄｄに基づき、振動ペン３の
位置Ｐの座標（ｘ，ｙ）を３平方の定理から次式のよう
にして求めることができる。

【００５６】 ｘ＝（ｄａ＋ｄｂ）・（ｄａ−ｄｂ）／２Ｘ （１０） ｙ＝（ｄｃ＋ｄｄ）・（ｄｃ−ｄｄ）／２Ｙ （１１） ここでＸ、Ｙはそれぞれ振動センサ６ａ、６ｂ間の距
離、振動センサ６ｃ、６ｄ間の距離である。以上のよう
にして振動ペン３の位置座標をリアルタイムで検出する
ことができる。

【００５７】以上のようにして振動伝達板に伝わる振動
を検出して振動入力から検出までの遅延時間を算出し、
それに基づいて振動入力された位置の座標を算出するこ
とで、振動入力点が振動入力面上のどの位置にあって
も、不要な振動を検出せずに済み、入力精度を高めるこ
とができる。

【００５８】

【第２実施例】Ｓ０／Ａ０比が大きい場合や、更に高精
度の座標検出を行う場合には、Ｓ０の影響を避けるよう
な検出が有効である。第２実施例として、その様な場合
に高精度の座標検出を可能とする座標入力装置を説明す
る。

【００５９】図７にセンサからの距離とＳ０，Ａ０の関
係を示す。

【００６０】センサから近距離の場合、Ｓ０波はＡ０波
の中に含まれる（図７（ａ））。Ｓ０波はＡ０波に比べ
伝播速度が速いために、距離が長くなるほど２つの波は
分離される（図７（ｃ））。図７（ａ）の場合でも、Ｓ
０／Ａ０比の影響が所望の精度に比べ小さい場合には問
題はなく、図７（ｂ），図７（ｃ）のような場合にＳ０
波を検出しないよう、上述した第１実施例のような構成
を用いて検出が可能になる。

【００６１】それに対して図７（ａ）のようにＳ０／Ａ
０比が大きい場合、その信号の位相信号遅延時間（Ｔ
ｐ）に影響が生じる場合がある。そこでＳ０の影響範囲
を除外し検出することが要求される。

【００６２】図８はその検出方法を示すものである。

【００６３】検出信号に対して、まず、例えばセンサか
ら離れた地点で、そのままＡ０波に重なれば検出に影響
のあるようなレベルの閾値で検出を行う。この検出がな
されたら、所定時間、Ｓ０が影響する時間Ｔｓ０分の遅
れをもって、検出信号の閾値検出を行う。

【００６４】実際の回路構成は、図９のように、まずコ
ンパレータ９−１に検出信号が入力され、Ｓ０検出レベ
ルで閾値検出が行われる。検出により発生するコンパレ
ート信号は、コンデンサＣ，抵抗Ｒや遅延線等で構成さ
れた遅延回路９−２に入力される。ここで、Ｔｓ０時間
遅延された信号は、ワンショットＦＦ９−３に入力さ
れ、窓信号発生用のコンパレータ９−４のイネーブル信
号として出力される。コンパレータ９−４はこのイネー
ブル信号を受けると、所定の検出閾値で信号の検出を行
い、その結果窓信号を生成する。ワンショットＦＦ９−
３は、次の検出周期までに、リセットされ検出動作に備
える。

【００６５】このような構成により窓信号を発生するこ
とで、Ｓ０波の影響を排除した状態でＡ０波を検出する
ことができる。このため、図７（ａ），（ｂ），（ｃ）
各状態においても、Ｓ０の影響なしに、精度の高い検出
が可能となる。

【００６６】なお、本実施例においては、閾値は固定で
あるが、当然のことながら、前記第１実施例のように、
複数回の駆動を行い、そのレベルから閾値を決定しても
良い。

【００６７】その再、前記第１実施例中では、Ａ０／Ｓ
０比をもとにＳ０波を検出しないレベルに設定していた
が、Ｓ０波を確実に検出する値を設定することで、前記
第２実施例の効果が高まることになる。

【００６８】

【第３実施例】第２実施例中では、Ａ０波検出の閾値を
固定して決定していたが この値をＳ０波レベルを基に
設定することで、図７（ｃ）のように２つの波が分離し
ているような場合に、波と波の間での誤動作を防止する
と共に、レベル低下によらず、反射等の影響を受けにく
い波の先頭部での検出が可能となる。

【００６９】図１０（Ａ）と（Ｂ）とにそれぞれ検出波
形と窓信号を生成する回路とを示す。

【００７０】検出信号波形に対して予めＳ０検出が可能
なレベルに閾値を設け、まずコンパレータ１１−２でＳ
０波を検出する。このコンパレート出力が、遅延回路・
ワンショットＦＦ１１−３を介して、窓信号発生用コン
パレータ１１−５にイネーブル信号として入力される。
コンパレータ１１−５の閾値Ｖｔｈは、検出信号波形を
ピークホールド１１−４で保持することで作られ、信号
１１−１のように実際の信号変化から遅れて変化する。
この、Ｓ０レベルを基に決定されたコンパレートレベル
によって、検出信号波形をコンパレート検出すること
で、信号のレベル変動に関わらずＡ０波の波の先頭部分
の検出が可能になる。更に、Ｓ０からＡ０までのコンパ
レートのイネーブル期間で発生したノイズに対しても、
強い構成となり、安定な検出が可能となる。

【００７１】尚、上記各実施例中では、エンベロープ信
号波形について説明がなされているがこれに限る必要は
なく、Ｔｐ検出等における窓信号としては、帯域通過フ
ィルタ通過後の信号、あるいはフィルタを通過していな
い信号に対しても上記実施例のような構成は有効であ
る。

【００７２】本発明は複数の機器から構成されるシステ
ムに適用してもよいし，１つの機器から装置に適用して
も良いし，システムある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。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る座標
入力装置は、不要な信号の検出を防止し、安定で高精度
な座標入力が可能であるという効果を奏する。

【００７４】

【図面の簡単な説明】

【図１】検出信号処理の説明図である。

【図２】座標入力装置全体構成図である。

【図３】実施例における演算制御回路の内部構成図であ
る。

【図４】信号検出回路の構成図である。

【図５】信号検出回路のブロック図である。

【図６】座標系入力装置の座標系を示す図である。

【図７】検出信号の関係図である。

【図８】検出振動タイムチャートである。

【図９】信号処理のブロック図である。

【図１０】閾値決定のタイムチャートと回路構成ブロッ
ク図である。

【図１１】従来例の構成例の図である。

【図１２】板波Ｓ０モード、Ａ０モードの説明図であ
る。

【図１３】信号処理のタイムチャートである。

【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 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 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 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１−236319（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−19946（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−260321（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−296123（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−168033（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06F 3/03 - 3/037

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動伝達部材に入力された振動を検出し
   て振動入力位置を算出し、算出された位置の座標を入力
   座標とする座標入力装置であって、 振動を入力する入力手段と、 前記振動伝達部材に伝達される振動を検出して、信号と
   して出力する検出手段と、 前記検出手段により出力される信号に基づき、信号のピ
   ークに対して所定率の値を第１の基準値として前記信号
   と比較する比較手段と、 該比較手段による比較の結果、前記信号が前記第１の基
   準値を上回るタイミングから所定時間遅延したタイミン
   グ信号を発生する遅延手段と、 前記タイミング信号の発生後に、第２の基準値と前記信
   号とを比較し、前記第２の基準値を上回る 期間において
   振動が到達したタイミングを計測して振動の到達時間を
   測定する測定手段と、 該測定手段により測定された時間に基づいて、前記入力
   手段により振動の入力された点の座標を算出する算出手
   段とを備えることを特徴とする座標入力装置。
2. 【請求項２】 前記所定率は、前記振動伝達部材を伝達
   する対称波と非対称波の２つの振動の振幅の比に基づい
   て決定することを特徴とする請求項１記載の座標入力装
   置。
3. 【請求項３】 前記遅延させる所定時間は、前記振動伝
   達部材を伝達する対称波と非対称波の２つの振動のう
   ち、一方の振動が減衰する迄の時間に基づいて決定する
   ことを特徴とする請求項１記載の座標入力装置。
4. 【請求項４】 振動伝達部材に入力された振動を検出し
   て振動入力位置を算出し、算出された位置の座標を入力
   座標とする座標入力装置であって、 振動を入力する入力手段と、 前記振動伝達部材に伝達される振動を検出して、信号と
   して出力する検出手段と、 前記検出手段により出力される信号に基づき、信号のピ
   ークを検出するピーク検出手段と、 前記ピーク検出手段によりピークを検出したタイミング
   から所定時間遅延したタイミング信号を発生する遅延手
   段と、 前記遅延手段で遅延したタイミング以降に、前記ピーク
   検出手段により検出した信号のピークを基準として、前
   記検出手段により出力される信号と比較する比較手段
   と、 該比較手段による比較の結果、前記信号が前記基準を上
   回る期間を、振動が到達したタイミングを計測する期間
   として、振動の到達時間を測定する測定手段と、 該測定手段により測定された時間に基づいて、前記入力
   手段により振動の入力された点の座標を算出する算出手
   段とを備えることを特徴とする座標入力装置。