JP3503259B2 - 座標入力装置 - Google Patents
座標入力装置Info
- Publication number
- JP3503259B2 JP3503259B2 JP10338595A JP10338595A JP3503259B2 JP 3503259 B2 JP3503259 B2 JP 3503259B2 JP 10338595 A JP10338595 A JP 10338595A JP 10338595 A JP10338595 A JP 10338595A JP 3503259 B2 JP3503259 B2 JP 3503259B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibration
- input device
- coordinate input
- plate
- detection means
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、弾性体の弾性波の伝搬
遅延時間により座標位置を検出する座標入力装置に関す
るものである。
遅延時間により座標位置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】従来、この種の座標入力装置としては、
例えば、特開昭６３ー２３９５１８号公報に開示される
ものがある。これは、超音波振動する振動ペンをガラス
板等からなる入力板に押し付け、この振動ペンからガラ
ス板に伝えられた振動をガラス板の所定位置に設けられ
たセンサによって検出し、振動の検出遅延時間によって
振動ペンの押し付け位置を算出するものである。
例えば、特開昭６３ー２３９５１８号公報に開示される
ものがある。これは、超音波振動する振動ペンをガラス
板等からなる入力板に押し付け、この振動ペンからガラ
ス板に伝えられた振動をガラス板の所定位置に設けられ
たセンサによって検出し、振動の検出遅延時間によって
振動ペンの押し付け位置を算出するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような振動ペン式座標入力方式では、振動ペンに内蔵
された振動子にエネルギ−を与えるためのリ−ド線、及
び信号の入出力のための信号線が必要であり、ユ−ザ−
が振動ペンを使用する場合に、このリード線や信号線が
邪魔になり、操作性が悪くなるという問題があり、ま
た、積層型の圧電素子から成る振動子はコストが高くな
るという欠点があった。
たような振動ペン式座標入力方式では、振動ペンに内蔵
された振動子にエネルギ−を与えるためのリ−ド線、及
び信号の入出力のための信号線が必要であり、ユ−ザ−
が振動ペンを使用する場合に、このリード線や信号線が
邪魔になり、操作性が悪くなるという問題があり、ま
た、積層型の圧電素子から成る振動子はコストが高くな
るという欠点があった。
【０００４】さらに、振動ペン内に電池を入れ、信号の
やりとりは赤外線等で行う無線式も考えられるが、電池
を入れることにより必然的に振動ペン自体が重くなり、
使いづらくなると共に、特殊ペンであることからコスト
が高くなるという同様の欠点があった。
やりとりは赤外線等で行う無線式も考えられるが、電池
を入れることにより必然的に振動ペン自体が重くなり、
使いづらくなると共に、特殊ペンであることからコスト
が高くなるという同様の欠点があった。
【０００５】また、従来の振動ペン式座標入力方式にお
いては、振動ペンから伝達板に伝えられる超音波振動を
検出することにより振動発生位置を検出しているので、
特に筆圧が高い場合、伝達板の表面温度が局所的に上昇
し、群速度Ｖｇ，位相速度Ｖｐの固有速度が変化し、検
出精度が出ないという問題もあった。
いては、振動ペンから伝達板に伝えられる超音波振動を
検出することにより振動発生位置を検出しているので、
特に筆圧が高い場合、伝達板の表面温度が局所的に上昇
し、群速度Ｖｇ，位相速度Ｖｐの固有速度が変化し、検
出精度が出ないという問題もあった。
【０００６】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、安価で操作性に優れた座標入力
装置を提供することを目的としている。
になされたものであり、安価で操作性に優れた座標入力
装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の座標入力装置は、機械的振動を伝搬する伝搬
体と、その伝搬体によって伝搬された振動を検出して電
気信号に変換する検出手段とを備え、その検出手段から
の電気信号に基づいて振動の伝搬時間を計測することに
よりその振動の発生位置を検出する座標入力装置におい
て、振動発生源を有しない無振動ペンと、前記伝搬体上
に設けられ、かつ表面に多数の突起を有する入力板とを
備え、前記検出手段は、前記入力板の下方に前記伝搬体
を介して設けられ、かつ前記無振動ペンを前記入力板の
表面に接触させることによって発生する振動を最初に検
出する第１の検出手段と、前記伝搬体上の少なくとも２
箇所に設けられ、それぞれ前記振動を前記第１の検出手
段に引続き検出する複数の第２の検出手段とから構成さ
れている。
に本発明の座標入力装置は、機械的振動を伝搬する伝搬
体と、その伝搬体によって伝搬された振動を検出して電
気信号に変換する検出手段とを備え、その検出手段から
の電気信号に基づいて振動の伝搬時間を計測することに
よりその振動の発生位置を検出する座標入力装置におい
て、振動発生源を有しない無振動ペンと、前記伝搬体上
に設けられ、かつ表面に多数の突起を有する入力板とを
備え、前記検出手段は、前記入力板の下方に前記伝搬体
を介して設けられ、かつ前記無振動ペンを前記入力板の
表面に接触させることによって発生する振動を最初に検
出する第１の検出手段と、前記伝搬体上の少なくとも２
箇所に設けられ、それぞれ前記振動を前記第１の検出手
段に引続き検出する複数の第２の検出手段とから構成さ
れている。
【０００８】また、前記第１の検出手段によって振動が
検出された時点を基準として、前記複数の第二の検出手
段によって振動が検出されるまでの時間を伝搬時間と
し、その伝搬時間を計測することにより振動の発生位置
を検出することが望ましい。
検出された時点を基準として、前記複数の第二の検出手
段によって振動が検出されるまでの時間を伝搬時間と
し、その伝搬時間を計測することにより振動の発生位置
を検出することが望ましい。
【０００９】さらに、前記第１の検出手段は、少なくと
も前記入力板とほぼ等しい大きさの板状もしくはフィル
ム状の部材で構成することがが望ましい。
も前記入力板とほぼ等しい大きさの板状もしくはフィル
ム状の部材で構成することがが望ましい。
【００１０】また、前記入力板を略正方形もしくは略長
方形とし、前記第２の検出手段は、その入力板のＸ軸方
向の一辺、及びＹ軸方向の一辺にそれぞれ沿って配置す
ることが望ましい。
方形とし、前記第２の検出手段は、その入力板のＸ軸方
向の一辺、及びＹ軸方向の一辺にそれぞれ沿って配置す
ることが望ましい。
【００１１】さらに、前記第１の検出手段及び第２の検
出手段は、板状もしくはフィルム状の圧電素子であるこ
とが望ましい。
出手段は、板状もしくはフィルム状の圧電素子であるこ
とが望ましい。
【００１２】そして、前記突起は、ほぼ等しい間隔でＸ
軸方向及びＹ軸方向に規則正しく配列されていることが
望ましい。
軸方向及びＹ軸方向に規則正しく配列されていることが
望ましい。
【００１３】また、前記突起を半球状、円柱状あるいは
円錐状に形成し、その底面の直径を１０μｍから１ｍｍ
の間に設定することが望ましい。
円錐状に形成し、その底面の直径を１０μｍから１ｍｍ
の間に設定することが望ましい。
【００１４】さらに、前記突起を角柱状あるいは角錐状
に形成し、その底面の最大離間した２つの角点の間の距
離を１０μｍから１ｍｍの間に設定することが望まし
い。
に形成し、その底面の最大離間した２つの角点の間の距
離を１０μｍから１ｍｍの間に設定することが望まし
い。
【００１５】そして、前記入力板と前記伝搬体とを同一
の材質で一体的に形成しても良い。
の材質で一体的に形成しても良い。
【００１６】
【作用】上記の構成を有する本発明の座標入力装置は、
振動発生源を有しない無振動ペンと、前記伝搬体上に設
けられ、かつ表面に多数の突起を有する入力板とを備
え、前記検出手段は、前記入力板の下方に前記伝搬体を
介して設けられ、かつ前記無振動ペンを前記入力板の表
面に接触させることによって発生する振動を最初に検出
する第１の検出手段と、前記伝搬体上の少なくとも２箇
所に設けられ、それぞれ前記振動を前記第１の検出手段
に引続き検出する複数の第２の検出手段とから構成され
ているので、従来のように、ペンにリード線や信号線等
を設ける必要がなく、操作性の良い座標入力装置を提供
することができる。
振動発生源を有しない無振動ペンと、前記伝搬体上に設
けられ、かつ表面に多数の突起を有する入力板とを備
え、前記検出手段は、前記入力板の下方に前記伝搬体を
介して設けられ、かつ前記無振動ペンを前記入力板の表
面に接触させることによって発生する振動を最初に検出
する第１の検出手段と、前記伝搬体上の少なくとも２箇
所に設けられ、それぞれ前記振動を前記第１の検出手段
に引続き検出する複数の第２の検出手段とから構成され
ているので、従来のように、ペンにリード線や信号線等
を設ける必要がなく、操作性の良い座標入力装置を提供
することができる。
【００１７】また、前記第１の検出手段によって振動が
検出された時点を基準として、前記複数の第二の検出手
段によって振動が検出されるまでの時間を伝搬時間と
し、その伝搬時間を計測することにより振動の発生位置
を検出するので、簡単な構成により、正確な振動の発生
位置を検出することができる。
検出された時点を基準として、前記複数の第二の検出手
段によって振動が検出されるまでの時間を伝搬時間と
し、その伝搬時間を計測することにより振動の発生位置
を検出するので、簡単な構成により、正確な振動の発生
位置を検出することができる。
【００１８】さらに、前記第１の検出手段は、少なくと
も前記入力板とほぼ等しい大きさの板状もしくはフィル
ム状の部材で構成されているので、例えば、入力板の端
の方で記入された情報も確実に検出することができる。
も前記入力板とほぼ等しい大きさの板状もしくはフィル
ム状の部材で構成されているので、例えば、入力板の端
の方で記入された情報も確実に検出することができる。
【００１９】また、前記入力板を略正方形もしくは略長
方形とし、前記第２の検出手段は、その入力板のＸ軸方
向の一辺、及びＹ軸方向の一辺にそれぞれ沿って配置す
るので、簡単な計算により振動の発生位置を検出するこ
とができる。
方形とし、前記第２の検出手段は、その入力板のＸ軸方
向の一辺、及びＹ軸方向の一辺にそれぞれ沿って配置す
るので、簡単な計算により振動の発生位置を検出するこ
とができる。
【００２０】さらに、前記第１の検出手段及び第２の検
出手段は、板状もしくはフィルム状の圧電素子で構成さ
れているので、装置のコスト抑えることができる。
出手段は、板状もしくはフィルム状の圧電素子で構成さ
れているので、装置のコスト抑えることができる。
【００２１】そして、前記突起は、ほぼ等しい間隔でＸ
軸方向及びＹ軸方向に規則正しく配列されているので、
前記無振動ペンによる記入情報を精度良く検出すること
ができる。
軸方向及びＹ軸方向に規則正しく配列されているので、
前記無振動ペンによる記入情報を精度良く検出すること
ができる。
【００２２】また、前記突起を半球状、円柱状あるいは
円錐状に形成し、その底面の直径を１０μｍから１ｍｍ
の間に設定しているので、確実に前記無振動ペンによる
記入情報を検出することができる。
円錐状に形成し、その底面の直径を１０μｍから１ｍｍ
の間に設定しているので、確実に前記無振動ペンによる
記入情報を検出することができる。
【００２３】さらに、前記突起を角柱状あるいは角錐状
に形成し、その底面の最大離間した２つの角点の間の距
離を１０μｍから１ｍｍの間に設定しているので、確実
に前記無振動ペンによる記入情報を検出することができ
る。
に形成し、その底面の最大離間した２つの角点の間の距
離を１０μｍから１ｍｍの間に設定しているので、確実
に前記無振動ペンによる記入情報を検出することができ
る。
【００２４】そして、前記入力板と前記伝搬体とを同一
の材質で一体的に形成することにより、部品点数を減ら
すことができ、コストを低下させることができる。
の材質で一体的に形成することにより、部品点数を減ら
すことができ、コストを低下させることができる。
【００２５】
【実施例】以下、本発明の座標入力装置を具体化した実
施例を図面を参照して説明する。
施例を図面を参照して説明する。
【００２６】本実施例の座標入力装置の構成を１図及び
２図に示す。
２図に示す。
【００２７】図１及び図２に示すように、本実施例の座
標入力装置は、振動発生源を有しない、例えば、プラス
チックからなる無振動ペン１、ガラスまたはアクリル等
の樹脂から成る略正方形の板に、プレス加工あるいは樹
脂成形加工等を施すことにより、表面に直径が約１００
μｍ程度の半球状のボス２を縦横にマトリックス状に多
数個形成したエンボス板３を備えている。尚、前記ボス
２の直径は、１０μｍ〜１ｍｍの間に設定すれば良く、
この範囲に設定することで、前記無振動ペン１による記
入情報を精度良く検出することができ、例えば、前記ボ
ス２の直径を５０μｍ、ボス２間ピッチを０．１ｍｍ程
度にした場合、この座標入力装置においては、０．１ｍ
ｍの高分解能をもたせることができる。また、ボス２の
形状についても、半球状に限定されるものではなく、円
柱状、円錐状、角柱状あるいは角錐状等であっても良
く、複数種類の形状が混ざっていても良い。ボス２が、
角柱状あるいは角錐状の場合は、その底面の最大離間し
た２つの角点の間の距離を１０μｍから１ｍｍの間に設
定する。そして、前記エンボス板３が、本発明の入力板
を、前記ボス２が本発明の突起をそれぞれ構成してい
る。
標入力装置は、振動発生源を有しない、例えば、プラス
チックからなる無振動ペン１、ガラスまたはアクリル等
の樹脂から成る略正方形の板に、プレス加工あるいは樹
脂成形加工等を施すことにより、表面に直径が約１００
μｍ程度の半球状のボス２を縦横にマトリックス状に多
数個形成したエンボス板３を備えている。尚、前記ボス
２の直径は、１０μｍ〜１ｍｍの間に設定すれば良く、
この範囲に設定することで、前記無振動ペン１による記
入情報を精度良く検出することができ、例えば、前記ボ
ス２の直径を５０μｍ、ボス２間ピッチを０．１ｍｍ程
度にした場合、この座標入力装置においては、０．１ｍ
ｍの高分解能をもたせることができる。また、ボス２の
形状についても、半球状に限定されるものではなく、円
柱状、円錐状、角柱状あるいは角錐状等であっても良
く、複数種類の形状が混ざっていても良い。ボス２が、
角柱状あるいは角錐状の場合は、その底面の最大離間し
た２つの角点の間の距離を１０μｍから１ｍｍの間に設
定する。そして、前記エンボス板３が、本発明の入力板
を、前記ボス２が本発明の突起をそれぞれ構成してい
る。
【００２８】前記エンボス板３は伝搬体７上に設置され
ており、その伝搬体７の下方には前記エンボス板３とほ
ぼ等しい大きさの板状もしくはフィルム状の検出素子６
が設けられている。また、伝搬体７上には、前記エンボ
ス板３のＸ軸方向の１辺、及びＹ軸方向の１辺に沿っ
て、帯状の検出素子４，５がそれぞれ設けられている。
この検出素子４，５，６は、圧電素子によって構成され
ており、機械的振動を電気信号に変換する役割を果たし
ている。尚、前記検出素子６の大きさは、少なくとも、
エンボス板３と等しい大きさにする必要があり、これ
は、エンボス板３の端の方で発生した振動についても検
出できるようにするためである。従って、エンボス板３
よりも大きければ、特に問題はない。
ており、その伝搬体７の下方には前記エンボス板３とほ
ぼ等しい大きさの板状もしくはフィルム状の検出素子６
が設けられている。また、伝搬体７上には、前記エンボ
ス板３のＸ軸方向の１辺、及びＹ軸方向の１辺に沿っ
て、帯状の検出素子４，５がそれぞれ設けられている。
この検出素子４，５，６は、圧電素子によって構成され
ており、機械的振動を電気信号に変換する役割を果たし
ている。尚、前記検出素子６の大きさは、少なくとも、
エンボス板３と等しい大きさにする必要があり、これ
は、エンボス板３の端の方で発生した振動についても検
出できるようにするためである。従って、エンボス板３
よりも大きければ、特に問題はない。
【００２９】使用者が、図２に示すように、無振動ペン
１を用いて、エンボス板３に文字を記入すると、無振動
ペン１のペン先はエンボス板３の表面に擦り付けられ
る。エンボス板３の表面には、前記ボス２が規則正しく
配置されているので、文字を記入するという動作によ
り、２つのボス２間の凹部に無振動ペン１のペン先がぶ
つかり、衝撃振動を周期的に発生させることになる。例
えば、図２に示すような線Ａを記入した場合、Ｐ１及び
Ｐ２の位置で凹部にぶつかり、衝撃振動を２回発生させ
ることになる。Ｐ１で発生した衝撃振動は，図１に示す
ように、上下左右方向に伝搬し、衝撃振動の発生箇所で
あるＰ１から最も近い場所に設置されている検出素子６
に到達し、次いで、伝搬体表面上に設置されている検出
素子４、検出素子５の順に到達する。この検出素子６が
本発明の第１の検出手段を構成し、検出素子４，５が本
発明の第２の検出手段を構成している。
１を用いて、エンボス板３に文字を記入すると、無振動
ペン１のペン先はエンボス板３の表面に擦り付けられ
る。エンボス板３の表面には、前記ボス２が規則正しく
配置されているので、文字を記入するという動作によ
り、２つのボス２間の凹部に無振動ペン１のペン先がぶ
つかり、衝撃振動を周期的に発生させることになる。例
えば、図２に示すような線Ａを記入した場合、Ｐ１及び
Ｐ２の位置で凹部にぶつかり、衝撃振動を２回発生させ
ることになる。Ｐ１で発生した衝撃振動は，図１に示す
ように、上下左右方向に伝搬し、衝撃振動の発生箇所で
あるＰ１から最も近い場所に設置されている検出素子６
に到達し、次いで、伝搬体表面上に設置されている検出
素子４、検出素子５の順に到達する。この検出素子６が
本発明の第１の検出手段を構成し、検出素子４，５が本
発明の第２の検出手段を構成している。
【００３０】各検出素子による検出の様子を時系列的に
みると、検出素子４，５，６によって検出された信号波
形は、図３のようになる。
みると、検出素子４，５，６によって検出された信号波
形は、図３のようになる。
【００３１】まず、最初にＺ方向の検出素子６が衝撃振
動（Ｚａ）を検出し、ついで、衝撃振動の発生箇所であ
るＰ１に近いＸ軸方向の検出素子４が衝撃振動（Ｘａ）
を、最後にＹ軸方向の検出素子５が衝撃振動（Ｙａ）を
順次検出する。この検出時間の遅れｔｘ1，ｔｙ1を測定
すれば衝撃振動が発生した場所Ｐ１の位置を算出するこ
とができる。そして、Ｐ２についても、同様にｔｘ2，
ｔｙ2を測定すれば、その位置を算出することができ
る。
動（Ｚａ）を検出し、ついで、衝撃振動の発生箇所であ
るＰ１に近いＸ軸方向の検出素子４が衝撃振動（Ｘａ）
を、最後にＹ軸方向の検出素子５が衝撃振動（Ｙａ）を
順次検出する。この検出時間の遅れｔｘ1，ｔｙ1を測定
すれば衝撃振動が発生した場所Ｐ１の位置を算出するこ
とができる。そして、Ｐ２についても、同様にｔｘ2，
ｔｙ2を測定すれば、その位置を算出することができ
る。
【００３２】次に、測定回路のブロック図を図４に示
す。測定回路は、整流素子１０、アンプ＆コンパレ−タ
回路１１、Ｄ型フリップフロップ回路１２、水晶振動子
１３、カウンタ回路１４及びＣＰＵ１５から構成されて
いる。前記検出素子６で検出された信号（図５中のＺ
ａ）は、アンプ＆コンパレ−タ回路１１において図５中
のＺｃのように変換処理される。さらに、そのＺｃは、
Ｄ型フリップフロップ回路１２に入り、その出力ＱはＺ
Q （＝’Ｈ’）となる。この信号がカウンタ回路１４の
ゲ−トを開けるスタ−ト信号の役目をする。
す。測定回路は、整流素子１０、アンプ＆コンパレ−タ
回路１１、Ｄ型フリップフロップ回路１２、水晶振動子
１３、カウンタ回路１４及びＣＰＵ１５から構成されて
いる。前記検出素子６で検出された信号（図５中のＺ
ａ）は、アンプ＆コンパレ−タ回路１１において図５中
のＺｃのように変換処理される。さらに、そのＺｃは、
Ｄ型フリップフロップ回路１２に入り、その出力ＱはＺ
Q （＝’Ｈ’）となる。この信号がカウンタ回路１４の
ゲ−トを開けるスタ−ト信号の役目をする。
【００３３】前記検出素子４、５で検出された信号につ
いても同様の処理を経て、図６に示すようなＸ Q ，Ｙ Q 信
号に変換される。そして、これらの信号は、カウンタ回
路１４のゲ−トを閉めるストップ信号の役目をする。水
晶振動子１３は、例えば、１０ＭHZ程度のクロックであ
り、前記カウンタ回路１４のゲ−トが前記スタ−ト信号
とストップ信号とによって開いている時間がカウントさ
れる。
いても同様の処理を経て、図６に示すようなＸ Q ，Ｙ Q 信
号に変換される。そして、これらの信号は、カウンタ回
路１４のゲ−トを閉めるストップ信号の役目をする。水
晶振動子１３は、例えば、１０ＭHZ程度のクロックであ
り、前記カウンタ回路１４のゲ−トが前記スタ−ト信号
とストップ信号とによって開いている時間がカウントさ
れる。
【００３４】ここで、図６に示すＸQ，ＹQが共に’Ｌ’
になった場合、つまり衝撃振動が検出素子４、５に到達
し終わると同時にＣＰＵに割り込み要求（ＩＮＴ＝’
Ｌ’）がかかり、ワンチップマイコンであるＣＰＵ１５
は割り込み処理に入る。
になった場合、つまり衝撃振動が検出素子４、５に到達
し終わると同時にＣＰＵに割り込み要求（ＩＮＴ＝’
Ｌ’）がかかり、ワンチップマイコンであるＣＰＵ１５
は割り込み処理に入る。
【００３５】割り込み処理について、図７に示すフロー
チャートに基づいて説明する。
チャートに基づいて説明する。
【００３６】まず、割り込み処理ではＸ座標を求めるた
めに、図４に示す測定回路におけるＸカウンタ値１６を
読み込み、遅延時間ｔｘｉに換算する（ステップ１、以
下Ｓ１と略称する。他のステップも同様）。遅延時間ｔ
ｘｉは、Ｘカウンタ値１６からのカウンタ値Ｃｘｉに
０．１μｓｅｃ（１クロックが０．１μｓｅｃ）を掛け
ることによって得られる。次ぎに、Ｓ１において得られ
た遅延時間ｔｘｉに伝搬速度Ｖを掛けることにより、振
動の発生箇所であるＰｉのＸ座標（Ｐｘｉ）を算出する
（Ｓ２）。
めに、図４に示す測定回路におけるＸカウンタ値１６を
読み込み、遅延時間ｔｘｉに換算する（ステップ１、以
下Ｓ１と略称する。他のステップも同様）。遅延時間ｔ
ｘｉは、Ｘカウンタ値１６からのカウンタ値Ｃｘｉに
０．１μｓｅｃ（１クロックが０．１μｓｅｃ）を掛け
ることによって得られる。次ぎに、Ｓ１において得られ
た遅延時間ｔｘｉに伝搬速度Ｖを掛けることにより、振
動の発生箇所であるＰｉのＸ座標（Ｐｘｉ）を算出する
（Ｓ２）。
【００３７】続いて、Ｙ座標についても同様の方法によ
り求めることができ、図４に示す測定回路におけるＹカ
ウンタ値１７からのカウンタ値Ｃｙｉに０．１μｓｅｃ
を掛けることによって遅延時間ｔｙｉを求める（Ｓ
３）。次ぎに、Ｓ３において得られた遅延時間ｔｙｉに
伝搬速度Ｖを掛けることにより、振動の発生箇所である
Ｐ１のＹ座標（Ｐｙｉ）を算出する（Ｓ４）。以上の処
理によって得られた位置情報（Ｐｙｉ，Ｐｘｉ）をＣＰ
Ｕ１５内にあるメモリに格納し（Ｓ５）、最後にインデ
ックスであるｉを更新しリセット信号を出力する（Ｓ
６）。尚、前記伝搬速度Ｖは、伝搬体７として用いる材
料によって決定される固定値である。
り求めることができ、図４に示す測定回路におけるＹカ
ウンタ値１７からのカウンタ値Ｃｙｉに０．１μｓｅｃ
を掛けることによって遅延時間ｔｙｉを求める（Ｓ
３）。次ぎに、Ｓ３において得られた遅延時間ｔｙｉに
伝搬速度Ｖを掛けることにより、振動の発生箇所である
Ｐ１のＹ座標（Ｐｙｉ）を算出する（Ｓ４）。以上の処
理によって得られた位置情報（Ｐｙｉ，Ｐｘｉ）をＣＰ
Ｕ１５内にあるメモリに格納し（Ｓ５）、最後にインデ
ックスであるｉを更新しリセット信号を出力する（Ｓ
６）。尚、前記伝搬速度Ｖは、伝搬体７として用いる材
料によって決定される固定値である。
【００３８】例えば、図２における衝撃振動の発生箇所
Ｐ１について、Ｘカウンタ値１６がカウンタ値Ｃｘｉ＝
１０，Ｙカウンタ値１７がカウンタ値Ｃｙｉ＝２０の場
合、１クロック＝０．１μｓｅｃで伝搬速度Ｖが約５０
００ｍ／ｓｅｃであることから、Ｐ１の位置座標はｍｍ
単位で（Ｐｘ１，Ｐｙ１）＝（５，１０）と算出され
る。そして、算出が終了すると、ＣＰＵ１５はＤ型フリ
ップフロップ１２及びカウンタ回路１４に次の測定に備
えるためリセット信号を出し、初期状態に戻す。
Ｐ１について、Ｘカウンタ値１６がカウンタ値Ｃｘｉ＝
１０，Ｙカウンタ値１７がカウンタ値Ｃｙｉ＝２０の場
合、１クロック＝０．１μｓｅｃで伝搬速度Ｖが約５０
００ｍ／ｓｅｃであることから、Ｐ１の位置座標はｍｍ
単位で（Ｐｘ１，Ｐｙ１）＝（５，１０）と算出され
る。そして、算出が終了すると、ＣＰＵ１５はＤ型フリ
ップフロップ１２及びカウンタ回路１４に次の測定に備
えるためリセット信号を出し、初期状態に戻す。
【００３９】人間の文字を書く速度は、約０．１ｍ／ｓ
ｅｃであり、エンボス板３の凹部の間隔を約１００μｍ
とすると、Ｐ２の衝撃振動は約１ｍｓｅｃ後に発生し、
上記と同様の処理が繰り返される。
ｅｃであり、エンボス板３の凹部の間隔を約１００μｍ
とすると、Ｐ２の衝撃振動は約１ｍｓｅｃ後に発生し、
上記と同様の処理が繰り返される。
【００４０】このように、本実施例の座標入力装置によ
れば、従来のように、振動子を内蔵した振動ペンを用い
ていないので、その振動子にエネルギーを与えるための
リード線や信号の入出力のための信号線を必要とせず、
また、電池等を内蔵していないので、ペン自体が軽いも
のとなり、ユーザーがペンを用いて文字等を記入する場
合の操作性を向上させることができる。また、高価な積
層型の圧電素子から成る振動子を用いていないので、装
置のコストを抑えることができる。
れば、従来のように、振動子を内蔵した振動ペンを用い
ていないので、その振動子にエネルギーを与えるための
リード線や信号の入出力のための信号線を必要とせず、
また、電池等を内蔵していないので、ペン自体が軽いも
のとなり、ユーザーがペンを用いて文字等を記入する場
合の操作性を向上させることができる。また、高価な積
層型の圧電素子から成る振動子を用いていないので、装
置のコストを抑えることができる。
【００４１】さらに、本実施例の座標入力装置において
は、従来のように超音波振動を発する振動ペンを用いて
いないので、筆圧が高くなることにより伝達板の表面温
度が局所的に上昇し、群速度Ｖｇ，位相速度Ｖｐの固有
速度が変化して検出精度が出ないといった問題がなくな
り、常に、安定した検出精度を保つことができる。
は、従来のように超音波振動を発する振動ペンを用いて
いないので、筆圧が高くなることにより伝達板の表面温
度が局所的に上昇し、群速度Ｖｇ，位相速度Ｖｐの固有
速度が変化して検出精度が出ないといった問題がなくな
り、常に、安定した検出精度を保つことができる。
【００４２】また、伝搬体７の下方にエンボス板３とほ
ぼ等しい大きさの検出素子６が設け、エンボス板３のＸ
軸方向の１辺、及びＹ軸方向の１辺に沿って、帯状の検
出素子４，５がそれぞれ設ける構成としているので、簡
単な計算によって振動の発生値を検出することができ
る。
ぼ等しい大きさの検出素子６が設け、エンボス板３のＸ
軸方向の１辺、及びＹ軸方向の１辺に沿って、帯状の検
出素子４，５がそれぞれ設ける構成としているので、簡
単な計算によって振動の発生値を検出することができ
る。
【００４３】尚、本実施例は、上述した実施例に限定さ
れるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、上記の実施例においては、検出素子４，５の形
状を図２示すような比較的面積の広い帯状のものとした
が、図７に示すように、円形状の小面積な圧電素子、あ
るいは小型マイクロフォンにしても良い。ただし、その
場合の算出式は、３平方の定理により以下のようにな
る。
れるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、上記の実施例においては、検出素子４，５の形
状を図２示すような比較的面積の広い帯状のものとした
が、図７に示すように、円形状の小面積な圧電素子、あ
るいは小型マイクロフォンにしても良い。ただし、その
場合の算出式は、３平方の定理により以下のようにな
る。
【００４４】
ｘ＝［(d0+d1+d2)(d0+d2-d1)(d0+d1-d2)(d1+d2-d0)］1/2／2d0
ｙ＝(d02-d12+d22)／2d0
ここで、d0は２つの検出素子４，５間の距離であり、d
1,d2は、衝撃振動の発生箇所であるＰ１から検出素子
４，５までの計測された距離である。さらに、図８にお
いては、検出素子を２箇所に設けているが、３箇所に設
けて、その３箇所の検出値に基づいて衝撃振動の発生箇
所を算出するように構成しても良い。
1,d2は、衝撃振動の発生箇所であるＰ１から検出素子
４，５までの計測された距離である。さらに、図８にお
いては、検出素子を２箇所に設けているが、３箇所に設
けて、その３箇所の検出値に基づいて衝撃振動の発生箇
所を算出するように構成しても良い。
【００４５】また、上記実施例においては、エンボス板
３と伝搬体７を別々に形成したものを使用したが、図９
に示すように、エンボス板３と伝搬体７とを同じ材質で
一体的に形成したものを用いても良い。これによって、
部品点数を減らすことができ、コストを低下させること
ができる。
３と伝搬体７を別々に形成したものを使用したが、図９
に示すように、エンボス板３と伝搬体７とを同じ材質で
一体的に形成したものを用いても良い。これによって、
部品点数を減らすことができ、コストを低下させること
ができる。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の座標入力装置によれば、振動源を有しない無振動
ペンと、前記伝搬体上に設けられ、かつ表面に多数の突
起を有する入力板とを備え、前記検出手段は、前記入力
板の下方に前記伝搬体を介して設けられ、かつ前記無振
動ペンを前記入力板の表面に接触させることによって発
生する振動を最初に検出する第１の検出手段と、前記伝
搬体上の少なくとも２箇所に設けられ、それぞれ前記振
動を前記第１の検出手段に引続き検出する複数の第２の
検出手段とから構成されているので、従来のように、ペ
ンにリード線や信号線等を設ける必要がなく、前記無振
動ペンを用いて文字等を記入する場合の操作性を向上さ
せることができる。
発明の座標入力装置によれば、振動源を有しない無振動
ペンと、前記伝搬体上に設けられ、かつ表面に多数の突
起を有する入力板とを備え、前記検出手段は、前記入力
板の下方に前記伝搬体を介して設けられ、かつ前記無振
動ペンを前記入力板の表面に接触させることによって発
生する振動を最初に検出する第１の検出手段と、前記伝
搬体上の少なくとも２箇所に設けられ、それぞれ前記振
動を前記第１の検出手段に引続き検出する複数の第２の
検出手段とから構成されているので、従来のように、ペ
ンにリード線や信号線等を設ける必要がなく、前記無振
動ペンを用いて文字等を記入する場合の操作性を向上さ
せることができる。
【００４７】また、前記第１の検出手段によって振動が
検出された時点を基準として、前記複数の第二の検出手
段によって振動が検出されるまでの時間を伝搬時間と
し、その伝搬時間を計測することにより振動の発生位置
を検出するので、簡単な構成により、正確な振動の発生
位置を検出することができる。
検出された時点を基準として、前記複数の第二の検出手
段によって振動が検出されるまでの時間を伝搬時間と
し、その伝搬時間を計測することにより振動の発生位置
を検出するので、簡単な構成により、正確な振動の発生
位置を検出することができる。
【図１】本実施例の座標入力装置の構成を示す図であ
る。
る。
【図２】本実施例の座標入力装置の構成を示す図であ
る。
る。
【図３】各検出素子によって検出される衝撃振動Ｚａ，
Ｘａ，Ｙａの信号波形の説明図である。
Ｘａ，Ｙａの信号波形の説明図である。
【図４】本実施例の測定回路のブロック図である。
【図５】衝撃振動Ｚａを測定回路において変換した結果
得られる信号波形の説明図である。
得られる信号波形の説明図である。
【図６】各信号間のタイムチャートである。
【図７】位置座標を算出する割込み処理を示すフローチ
ャートである。
ャートである。
【図８】小面積型の検出素子を用いた変形例を示す図で
ある。
ある。
【図９】エンボス板の変形例を示す図である。
１ 無振動ペン
２ ボス
３ エンボス板
４ 検出素子
５ 検出素子
６ 検出素子
７ 伝搬体
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭51−146148（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−187925（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−28593（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−120326（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−233133（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−129601（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−239518（ＪＰ，Ａ)
実開 昭60−174126（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G06F 3/03 - 3/033
Claims (9)
- 【請求項１】 機械的振動を伝搬する伝搬体と、その伝
搬体によって伝搬された振動を検出して電気信号に変換
する検出手段とを備え、その検出手段からの電気信号に
基づいて振動の伝搬時間を計測することによりその振動
の発生位置を検出する座標入力装置において、 振動発生源を有しない無振動ペンと、前記伝搬体上に設
けられ、かつ表面に多数の突起を有する入力板とを備
え、 前記検出手段は、前記入力板の下方に前記伝搬体を介し
て設けられ、かつ前記無振動ペンを前記入力板の表面に
接触させることによって発生する振動を最初に検出する
第１の検出手段と、前記伝搬体上の少なくとも２箇所に
設けられ、それぞれ前記振動を前記第１の検出手段に引
続き検出する複数の第２の検出手段とから成ることを特
徴とする座標入力装置。 - 【請求項２】 前記第１の検出手段によって振動が検出
された時点を基準として、前記複数の第二の検出手段に
よって振動が検出されるまでの時間を伝搬時間とし、そ
の伝搬時間を計測することにより振動の発生位置を検出
することを特徴とする請求項１に記載の座標入力装置。 - 【請求項３】 前記第１の検出手段は、少なくとも前記
入力板とほぼ等しい大きさの板状もしくはフィルム状の
部材で構成されていることを特徴とする請求項１に記載
の座標入力装置。 - 【請求項４】 前記入力板を略正方形もしくは略長方形
とし、前記第２の検出手段は、その入力板のＸ軸方向の
一辺、及びＹ軸方向の一辺にそれぞれ沿って配置したこ
とを特徴とする請求項１に記載の座標入力装置。 - 【請求項５】 前記第１の検出手段及び第２の検出手段
は、板状もしくはフィルム状の圧電素子であることを特
徴とする請求項１乃至請求項３に記載の座標入力装置。 - 【請求項６】 前記突起は、ほぼ等しい間隔でＸ軸方向
及びＹ軸方向に規則正しく配列されていることを特徴と
する請求項１に記載の座標入力装置。 - 【請求項７】 前記突起を半球状、円柱状あるいは円錐
状に形成し、その底面の直径を１０μｍから１ｍｍの間
に設定したことを特徴とする請求項１もしくは５に記載
の座標入力装置。 - 【請求項８】 前記突起を角柱状あるいは角錐状に形成
し、その底面の最大離間した２つの角点の間の距離を１
０μｍから１ｍｍの間に設定したことを特徴とする請求
項１もしくは５に記載の座標入力装置。 - 【請求項９】 前記入力板と前記伝搬体とを同一の材質
で一体的に形成たことを特徴とする請求項１に記載の座
標入力装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10338595A JP3503259B2 (ja) | 1995-04-27 | 1995-04-27 | 座標入力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10338595A JP3503259B2 (ja) | 1995-04-27 | 1995-04-27 | 座標入力装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08297534A JPH08297534A (ja) | 1996-11-12 |
| JP3503259B2 true JP3503259B2 (ja) | 2004-03-02 |
Family
ID=14352618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10338595A Expired - Fee Related JP3503259B2 (ja) | 1995-04-27 | 1995-04-27 | 座標入力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3503259B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7157649B2 (en) | 1999-12-23 | 2007-01-02 | New Transducers Limited | Contact sensitive device |
| JP3988476B2 (ja) * | 2001-03-23 | 2007-10-10 | セイコーエプソン株式会社 | 座標入力装置及び表示装置 |
| GB0114455D0 (en) * | 2001-06-14 | 2001-08-08 | Koninkl Philips Electronics Nv | Data inut system |
| GB0116310D0 (en) | 2001-07-04 | 2001-08-29 | New Transducers Ltd | Contact sensitive device |
| US6871149B2 (en) | 2002-12-06 | 2005-03-22 | New Transducers Limited | Contact sensitive device |
| EP2350795B1 (en) * | 2008-10-14 | 2017-04-05 | Hochschule für angewandte Wissenschaften Fachhochschule Coburg | Touch sensor and method for determining the position of a touch |
| KR101371749B1 (ko) * | 2012-11-09 | 2014-03-07 | 현대자동차(주) | 차량 제어 장치 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH585437A5 (ja) * | 1975-05-06 | 1977-02-28 | Landis & Gyr Ag | |
| JPS60174126U (ja) * | 1984-04-26 | 1985-11-18 | ジェイエスアール株式会社 | 感圧導電性ゴムシ−ト |
| JPS62187925A (ja) * | 1986-02-13 | 1987-08-17 | Wacom Co Ltd | 位置検出装置 |
| JPS63120326A (ja) * | 1986-11-10 | 1988-05-24 | Canon Inc | 座標入力装置 |
| JPS63239518A (ja) * | 1987-03-27 | 1988-10-05 | Canon Inc | 座標入力装置 |
| JP2981335B2 (ja) * | 1992-02-25 | 1999-11-22 | シャープ株式会社 | 打点入力装置 |
| JP3310398B2 (ja) * | 1993-07-12 | 2002-08-05 | 株式会社日立製作所 | 筆記データ入力装置およびそれを用いた筆記データ認識システム |
| JPH07129601A (ja) * | 1993-11-05 | 1995-05-19 | Hitachi Ltd | 情報検索装置 |
-
1995
- 1995-04-27 JP JP10338595A patent/JP3503259B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08297534A (ja) | 1996-11-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4357672A (en) | Distance ranging apparatus and method | |
| US4758691A (en) | Apparatus for determining the position of a movable object | |
| US4550316A (en) | Stylus mouse | |
| JP3053262B2 (ja) | 座標入力装置及び方法 | |
| JP2535626B2 (ja) | 座標入力装置 | |
| CN101206544B (zh) | 人机互动的触觉感测装置及其方法 | |
| JP3503259B2 (ja) | 座標入力装置 | |
| EP0436173A2 (en) | Vibrating input pen used for a coordinate input apparatus | |
| EP0656603B1 (en) | Piezoelectric sensor and coordinate input apparatus employing the same | |
| EP0367282A2 (en) | Coordinate input apparatus | |
| US5105448A (en) | Device for counting small projections or depressions on surfaces of objects | |
| JP3822867B2 (ja) | 超音波式検出装置用スタイラス | |
| JP2503058B2 (ja) | 座標入力装置 | |
| JPH0823798B2 (ja) | 振動入力ペン | |
| JP3459241B2 (ja) | 超音波式検出装置 | |
| CN116700530A (zh) | 一种便携式辅助触屏设备 | |
| KR930003168B1 (ko) | 탄성파를 사용한 타블렛형 좌표입력장치 | |
| JP3109887B2 (ja) | 座標入力装置 | |
| JPH05503799A (ja) | 位置測定装置および方法 | |
| JPH0683518A (ja) | 座標入力装置 | |
| JPS63136125A (ja) | 座標入力装置 | |
| JPH02130617A (ja) | 座標入力装置 | |
| JPH05189129A (ja) | 座標入力装置 | |
| JPH10307670A (ja) | 座標入力装置 | |
| JP2654397B2 (ja) | 座標入力装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20031201 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071219 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081219 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081219 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091219 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091219 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101219 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111219 Year of fee payment: 8 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |