JPH01106129A - Coordinate input device - Google Patents

Coordinate input device

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JPH01106129A
JPH01106129A JP62262703A JP26270387A JPH01106129A JP H01106129 A JPH01106129 A JP H01106129A JP 62262703 A JP62262703 A JP 62262703A JP 26270387 A JP26270387 A JP 26270387A JP H01106129 A JPH01106129 A JP H01106129A
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vibration
waveform
pen
frequency
detection
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JP62262703A
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Atsushi Date
厚 伊達
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Abstract

PURPOSE:To realize the sure detection of coordinates with high stability by changing the vibration frequency of a vibration pen according to the waveform of a detection signal obtained by a vibration sensor to obtain the amplitude of a satisfactory envelope waveform. CONSTITUTION:The elastic waves produced in a vibration transmitting plate 117 by a vibrator 113 of a vibration pen 114 are detected by three vibration sensors 116. The waveforms detected by the sensors 116 are supplied to the vibration waveform detecting circuits 103-105. Then the time count value of a time counter 109 is taken into latch circuits 106-108 in the timing detected the vibration waveform detecting circuit. Thus the data showing the envelopes and the delay times of the sensors 116 are obtained and used for detection of the coordinate position of the pen 114 with calculation of a control circuit 110. While the vibration frequency of the vibrator 113 is changed by a vibration frequency adjusting circuit 112 in case the envelope amplitude of said detected waveform is small.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は座標入力装置、特に振動ペンから入力された振
動を振動伝達板に複数設けられたセンサにより検出して
前記振動ペンの振動伝達板上での座標を検出する座標入
力装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention detects vibrations input from a coordinate input device, particularly a vibrating pen, using a plurality of sensors provided on a vibration transmitting plate. The present invention relates to a coordinate input device that detects coordinates on the top.

[従来の技術] 従来より、手書き文字や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、各種入力ペンおよびタ
ブレットを使用した座標入力装置が知られている。その
中で超音波振動を利用した座標入力装置として、入力ペ
ンから振動伝達板に伝達される超音波振動の伝播時間を
検出し、入力ペンの座標位置を検出する座標入力装置と
しては、第7図に示すような構成のものが考案されてい
る。
[Prior Art] Coordinate input devices using various input pens and tablets have been known as devices for inputting handwritten characters, figures, etc. into a processing device such as a computer. Among them, as a coordinate input device that uses ultrasonic vibration, the seventh coordinate input device detects the propagation time of ultrasonic vibration transmitted from an input pen to a vibration transmission plate, and detects the coordinate position of the input pen. A configuration as shown in the figure has been devised.

振動ペン143は弾性波を伝える振動伝達板146の中
に弾性波を発生させるためのペンで、振動発生圧電素子
(振動子)142を内部に有している。また、符号14
1はこのペンの駆動回路である。符号144は振動伝達
板146を伝わってくる弾性波を検出するための圧電素
子(センサ)である。符号145は振動伝達板146端
面での反射を防止する防振材である。
The vibrating pen 143 is a pen for generating elastic waves in a vibration transmission plate 146 that transmits elastic waves, and has a vibration-generating piezoelectric element (vibrator) 142 inside. Also, code 14
1 is a drive circuit for this pen. Reference numeral 144 is a piezoelectric element (sensor) for detecting elastic waves transmitted through the vibration transmission plate 146. Reference numeral 145 is a vibration isolating material that prevents reflection at the end face of the vibration transmission plate 146.

形である。符号150はセンサにおける検出波形で、各
センサごとに第7図の前置増幅回路130〜132によ
って所定のゲインで増幅された後、振動波形検出回路1
33.134.135に入力される。振動波形検出回路
では第8図のエンベロープ波形153を抽出し、エンベ
ロープのピーク点151および前記ピーク点後最初に検
出波形がゼロクロスする点152を検出し、検出信号を
第7図のラッチ回路136.137.138に入力する
。ラッチ回路では駆動信号と同期してスタートされてい
る計時カウンタ139の計時結果を前記検出信号によっ
てラッチし、第8図の位相遅延時間tp147、および
群遅延時間tg148として制御装置140に出力する
。制御装置では前記tp% tgをもとに、以下の計算
によってペン入力位置P (x、y)の座標を検出する
It is the shape. Reference numeral 150 indicates a detected waveform in the sensor, which is amplified by a predetermined gain by the preamplifier circuits 130 to 132 in FIG. 7 for each sensor, and then sent to the vibration waveform detection circuit 1
33.134.135. The vibration waveform detection circuit extracts the envelope waveform 153 shown in FIG. 8, detects the peak point 151 of the envelope and the first zero-crossing point 152 of the detected waveform after the peak point, and sends the detection signal to the latch circuit 136 shown in FIG. Enter 137.138. The latch circuit latches the timing result of the timing counter 139 started in synchronization with the drive signal using the detection signal, and outputs it to the control device 140 as a phase delay time tp147 and a group delay time tg148 in FIG. The control device detects the coordinates of the pen input position P (x, y) by the following calculation based on the tp% tg.

第9図において、センサSoとsl、s2の距離をrx
、ry% So、Sl、S2とP(x、y)の距離をd
Oldl、d2、あらかじめ測定された弾性波の位相速
度をVpとして で与えられる。ここでτ01τ1、τ2は前記tp、お
よびあらかじめ測定された弾性波の周波数をfとおくと で表される。上式のれはあらかじめ測定された弾性波の
群速度Vgおよび上記tgより で与えられる整数([]内整数化)となる。
In Fig. 9, the distances between the sensors So, sl, and s2 are rx
,ry% So, Sl, the distance between S2 and P(x,y) is d
Oldl, d2, and the previously measured phase velocity of the elastic wave are given as Vp. Here, τ01τ1 and τ2 are expressed by the above-mentioned tp and the frequency of the elastic wave measured in advance as f. The deviation of the above equation is an integer (converted to an integer in brackets) given by the group velocity Vg of the elastic wave measured in advance and the above tg.

従フて、従来では第8図のエンベロープ波形153を作
り、tg、i、tpiを測定することによって座標値を
算出していた。
Therefore, conventionally, the envelope waveform 153 shown in FIG. 8 was created and the coordinate values were calculated by measuring tg, i, and tpi.

[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、上記従来例では第8図におけるエンベロ
ープのピークを見つけるのにあらかじめ決められたある
一定の駆動波形による振動によって、検出された検出波
形のエンベロープ波形を求め、あらかじめ決められたあ
る一定のレベルを越えた時をピーク点検出タイミングと
していたため、ペンの振動子の共振点の変化、または振
動伝達板の状態などによって検出波形の振幅が充分に得
られない場合に位相遅延時間tpが測定できず、座標検
出の精度を低下させる原因となっていた。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the conventional example described above, in order to find the peak of the envelope in FIG. , because the peak point detection timing was set when a certain predetermined level was exceeded, a sufficient amplitude of the detected waveform could not be obtained due to changes in the resonance point of the pen's vibrator or the condition of the vibration transmission plate. In some cases, the phase delay time tp cannot be measured, which causes a decrease in the accuracy of coordinate detection.

また、あらかじめエンベロープ波形の検出レベルを低く
設定してしまうと、雑音など外部からの影響によって誤
検出の可能性が大きくなってしまっていた。
Furthermore, if the envelope waveform detection level is set low in advance, the possibility of false detection increases due to external influences such as noise.

[問題点を解決するための手段] 上記の問題点を解決するため、本発明においては、振動
ペンから入力された撮動を振動伝達板に複数設けられた
振動センサにより検出して前記振動ペンの振動伝達板上
での座標を検出する座標入力装置において、前記振動セ
ンサによる振動検出信号の波形を検出する手段と、この
波形検出手段が出力する検出結果に基づいて前記振動ペ
ンの入力振動の周波数を制御する手段と、この周波数制
御手段により変更された振動周波数に関する情報に基づ
き座標演算に用いる定数を変更し、変更された定数と前
記振動センサで検出した振動の振動伝達板上での振動伝
達時間情報から振動ペンによる振動入力点の座標を検出
する手段を設けた構成を採用した。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, a plurality of vibration sensors provided on a vibration transmission plate detect a photographic image input from a vibrating pen, and the vibrating pen A coordinate input device for detecting coordinates on a vibration transmission plate includes means for detecting the waveform of a vibration detection signal from the vibration sensor, and a means for detecting the waveform of the vibration detection signal of the vibration pen based on the detection result output by the waveform detection means. A means for controlling the frequency, and a constant used for coordinate calculation based on information regarding the vibration frequency changed by the frequency control means, and vibration on the vibration transmission plate of the changed constant and the vibration detected by the vibration sensor. A configuration is adopted that includes a means for detecting the coordinates of the point of vibration input by the vibrating pen from the transmission time information.

[作 用] 上記の構成によれば、振動センサによる検出信号の波形
結果によって前記振動ペンの駆動周波数を変化させ、し
かも変更した周波数に基づいて座標演算の定数を変化さ
せるようにしているので、ペンの振動子の状態の変化、
振動伝達板の伝達特性の変化、筆圧の変化などにかかわ
らず、常時正確な振動検出に基づく座標入力が可能であ
る。
[Function] According to the above configuration, the driving frequency of the vibrating pen is changed according to the waveform result of the detection signal from the vibration sensor, and the constant for coordinate calculation is changed based on the changed frequency. Changes in the state of the pen's oscillator,
Coordinate input based on accurate vibration detection is possible at all times, regardless of changes in the transmission characteristics of the vibration transmission plate, changes in pen pressure, etc.

[実施例] 以下、図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な説明
する。
[Example] Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the example shown in the drawings.

第1図は本発明を採用した情報入力装置の構造を示して
いる。第1図の情報入力装置は振動伝達板117からな
る入力タブレットに振動ペン114によって座標入力を
行なわせるものである。
FIG. 1 shows the structure of an information input device employing the present invention. The information input device shown in FIG. 1 allows coordinates to be input using a vibrating pen 114 to an input tablet comprising a vibration transmitting plate 117.

図において符号117はアクリルガラス板などから成る
振動伝達板で、振動ベン114から伝達される振動をそ
の角部に3個設けられた振動センサ116に伝達する。
In the figure, reference numeral 117 denotes a vibration transmission plate made of an acrylic glass plate or the like, which transmits vibrations transmitted from the vibration ben 114 to three vibration sensors 116 provided at its corners.

本実施例では振動ベン114から振動伝達板117を介
して振動センサ116に伝達された超音波振動の伝達時
間を計測することによって振動ベン114の振動伝達板
117上での座標を検出する。
In this embodiment, the coordinates of the vibration ben 114 on the vibration transmission plate 117 are detected by measuring the transmission time of the ultrasonic vibration transmitted from the vibration ben 114 to the vibration sensor 116 via the vibration transmission plate 117.

振動伝達板117は、振動ベン114から伝達された振
動が周辺部で反射されて中央部の方向へ戻るのを防止す
るために、その周辺部分をシリコンゴムなどから構成さ
れた反射防止材115によって支持される。
The vibration transmission plate 117 has its peripheral portion covered with an anti-reflection material 115 made of silicone rubber or the like in order to prevent the vibration transmitted from the vibration ben 114 from being reflected at the peripheral portion and returning toward the central portion. Supported.

1辰動伝達板117に超音波振動を伝達させる振動ベン
114は内部に圧電素子などから構成した振動子113
を有しており、振動子113の発生した超音波振動を先
端が尖ったホーン部118を介して振動伝達板117に
伝達する。
1. The vibration ben 114 that transmits ultrasonic vibration to the radial transmission plate 117 has a vibrator 113 made up of a piezoelectric element or the like inside.
The ultrasonic vibration generated by the vibrator 113 is transmitted to the vibration transmission plate 117 via a horn portion 118 having a sharp tip.

振動ベン114に内蔵された振動子113は、振動子駆
動回路111によって駆動される。振動子113の駆動
信号は、制御回路iioからのペン駆動信号をトリガと
して振動周波数調整回路112より所定の周波数の低レ
ベルのパルス信号として供給され、低インピーダンス駆
動が可能な振動子駆動回路111によって所定のゲイン
で増幅された後、振動子113に印加される。
A vibrator 113 built into the vibrating ben 114 is driven by a vibrator drive circuit 111. The drive signal for the vibrator 113 is supplied as a low-level pulse signal of a predetermined frequency from the vibration frequency adjustment circuit 112 using the pen drive signal from the control circuit IIO as a trigger, and is supplied by the vibrator drive circuit 111 capable of low impedance driving. After being amplified with a predetermined gain, it is applied to the vibrator 113.

電気的な駆動信号は振動子113によって機械的な超音
波振動に変換され、ホーン部118を介して振動伝達板
117に伝達される。
The electrical drive signal is converted into mechanical ultrasonic vibration by the vibrator 113 and transmitted to the vibration transmission plate 117 via the horn section 118.

振動子113の振動周波数は、アクリルガラスなどの振
動伝達板に板波を発生させることができる値の中から振
動周波数調整回路112によって調整され、振動子駆動
回路111ぺと出力される。
The vibration frequency of the vibrator 113 is adjusted by the vibration frequency adjustment circuit 112 from among values that can generate plate waves in a vibration transmission plate such as acrylic glass, and is outputted as a vibrator drive circuit 111.

また、振動子駆動の際、振動伝達板117に対して垂直
方向に振動子113が振動するような振動モードが選択
される。
Further, when driving the vibrator, a vibration mode in which the vibrator 113 vibrates in a direction perpendicular to the vibration transmission plate 117 is selected.

上記のようにして、振動伝達板117に伝えられる弾性
波は板波であり、表面波などに比して振動伝達板117
の表面の傷、障害物などの影響を受けにくいという利点
を有する。
As described above, the elastic waves transmitted to the vibration transmission plate 117 are plate waves, and compared to surface waves etc., the vibration transmission plate 117
It has the advantage of being less susceptible to surface scratches and obstacles.

第1図において振動伝達板の角部に設けられた振動セン
サ116も圧電素子などの機械/電気変換素子によって
構成される。3つの振動センサ116の各々の出力信号
は、前置増幅回路100.101.102に入力され、
所定のゲインで増幅された後、各々振動波形検出回路1
03.104.105に入力される。
In FIG. 1, the vibration sensor 116 provided at the corner of the vibration transmission plate is also constituted by a mechanical/electrical conversion element such as a piezoelectric element. The output signal of each of the three vibration sensors 116 is input to a preamplifier circuit 100.101.102,
After being amplified with a predetermined gain, each vibration waveform detection circuit 1
03.104.105.

振動波形検出回路は第2図に示すように構成される。The vibration waveform detection circuit is configured as shown in FIG.

第2図は振動波形検出回路の1つの系統についてのみ示
している。第2図において前置増幅回路100より入力
された信号はエンベロープ検出回路205に入力され、
検出信号のエンベロープのみが検出される。抽出された
エンベロープは充分な振幅をもつ必要があり、それを判
定するために振動周波数調整回路112へと入力される
。一方エンベローブの振幅が充分にある場合には、入力
座標検出に必要な信号を得るためにエンベロープピーク
検出回路204にも入力される。エンベロープピーク検
出回路によって検出されたピーク検出信号からモノマル
チバイブレータなどから構成された信号検出回路203
によって所定波形のエンベロープ遅延時間検出信号Tg
が形成され、ラッチ回路106に入力される。
FIG. 2 shows only one system of the vibration waveform detection circuit. In FIG. 2, the signal input from the preamplifier circuit 100 is input to the envelope detection circuit 205,
Only the envelope of the detection signal is detected. The extracted envelope must have sufficient amplitude and is input to the vibration frequency adjustment circuit 112 to determine this. On the other hand, if the amplitude of the envelope is sufficient, it is also input to the envelope peak detection circuit 204 in order to obtain a signal necessary for input coordinate detection. A signal detection circuit 203 composed of a mono multivibrator etc. is generated from the peak detection signal detected by the envelope peak detection circuit.
The envelope delay time detection signal Tg of a predetermined waveform is
is formed and input to the latch circuit 106.

また、このTg傷信号遅延時間調整回路200によって
遅延された元信号からコンパレータ検出回路206によ
り位相遅延時間検出信号”rpが形成され゛、ラッチ回
路106に入力される。
Further, a phase delay time detection signal "rp" is formed by a comparator detection circuit 206 from the original signal delayed by the Tg flaw signal delay time adjustment circuit 200, and is input to the latch circuit 106.

また、このTg傷信号、遅延時間調整回路200によっ
て遅延された元信号からコンパレータ検出回路206に
よって位相遅延時間検出信号Tpが形成され、ラッチ回
路106に入力される。
Further, a phase delay time detection signal Tp is formed by a comparator detection circuit 206 from this Tg flaw signal and the original signal delayed by the delay time adjustment circuit 200, and is input to the latch circuit 106.

以上に示した回路は振動センサ116の1つ分のもので
、他のそれぞれのセンサに対しても同じ回路が設けられ
る。センサの数を一般化してh個とすると、エンベロー
プ遅延時間Tgl〜h1位相遅延時間Tpl〜hの、そ
れぞれh個の検出信号がラッチ回路106に入力される
The circuit shown above is for one vibration sensor 116, and the same circuit is provided for each of the other sensors. If the number of sensors is generalized to h, then h detection signals of envelope delay times Tgl to h1 and phase delay times Tpl to h are input to the latch circuit 106, respectively.

再び第1図において、ラッチ回路1〜3では上記の検出
信号Tgl〜3、Tp1〜3を各々トリガとして、計時
回路109の計時値をラッチ回路1〜3に取り込む。計
時回路109は振動ペンのペン駆動信号と同期してスタ
ートされているので、ラッチ回路1〜3には各センサの
エンベロープおよび位相のそれぞれの遅延時間を示すデ
ータが取り込まれる。
Referring again to FIG. 1, the latch circuits 1 to 3 use the above-mentioned detection signals Tgl to Tgl to 3 and Tp1 to 3 as triggers to take in the time value of the clock circuit 109 into the latch circuits 1 to 3. Since the clock circuit 109 is started in synchronization with the pen drive signal of the vibrating pen, the latch circuits 1 to 3 receive data indicating the respective delay times of the envelope and phase of each sensor.

以上の測定値を用いて1.制御装置110によって以下
の計算により座標値を決定する。
Using the above measured values, 1. The control device 110 determines the coordinate values by the following calculation.

前記第9図においてセンサsoとsl、s2の距離はr
x、ry、So、sl、s2とP(X。
In FIG. 9, the distance between the sensors so, sl, and s2 is r
x, ry, So, sl, s2 and P(X.

y)の距離rをdOldl、d2、あらかじめ測定され
た弾性波の位相速度をVpとして前記の(1)、(2)
式すなわち で与えられる。ここで、τ0、τ1、τ2は前記tpi
、およびあらかじめ測定された弾性波の周波数をfl(
t=o、1.2)とおくとで表される。上式のniはあ
らかじめ測定された弾性波の群速度Vgおよび上記tg
iよりで与えられる整数となる。
y) distance r is dOldl, d2, and the phase velocity of the elastic wave measured in advance is Vp, as described in (1) and (2) above.
It is given by the formula ie. Here, τ0, τ1, τ2 are the tpi
, and the frequency of the elastic wave previously measured as fl(
t=o, 1.2). ni in the above equation is the group velocity Vg of the elastic wave measured in advance and the above tg
It is an integer given by i.

ここで、エンベロープ波形の振幅があらかじめ決められ
た値に達している場合には、以上に説明し外手法によっ
て座、標値が算出できるが、エンベロープの振幅が充分
でない場合にはtg、tpが決定できない。そこで、本
実施例では、抽出されたエンベロープをさらに振動周期
調整回路112に入力し、これに基づき振動周波数を制
御する。
Here, if the amplitude of the envelope waveform has reached a predetermined value, the coordinates and coordinate values can be calculated using the method explained above, but if the amplitude of the envelope is not sufficient, tg and tp can be calculated. I can't decide. Therefore, in this embodiment, the extracted envelope is further input to the vibration period adjustment circuit 112, and the vibration frequency is controlled based on this.

以下、第3図および第4図に基づいて振動周波数調整回
路を説明する。
The vibration frequency adjustment circuit will be explained below based on FIGS. 3 and 4.

第3図において、エンベロープ検出回路205から入力
されたエンベロープ信号はA/Dコンバータ300に入
力され、8ビツトのデジタル信号に変換されてCPU3
01の入力ポートに出力される。CPU301はこの入
力ポートの数値を常に調べられる状態になっている。C
PU301にはRAM302およびROM303が接続
されており、ROM303の中のマイクロプログラムに
従って、RAM302をワークエリアとして処理を行な
う。
In FIG. 3, an envelope signal input from an envelope detection circuit 205 is input to an A/D converter 300, converted to an 8-bit digital signal, and sent to a CPU 3.
It is output to the input port of 01. The CPU 301 is in a state where it can always check the numerical value of this input port. C
A RAM 302 and a ROM 303 are connected to the PU 301, and processes are performed using the RAM 302 as a work area according to the microprogram in the ROM 303.

一方、CPU301はD/Aコンバータ304、VCO
305を介して振動子駆動回路111の駆動周波数を制
御する。
On the other hand, the CPU 301 has a D/A converter 304, a VCO
The drive frequency of the vibrator drive circuit 111 is controlled via the oscillator drive circuit 305 .

ROM303には第4図に示すようなプログラムが格納
されている。以下この制御プログラムを説明する。まず
ステップT401において、CPU301は制御回路1
10から入力されるペン駆動信号を監視しており、ペン
駆動信号が入力されるとペンから振動伝達板に振動が入
力された−としてステップT402に進み、そうでない
場合はステップT401に戻る。
A program as shown in FIG. 4 is stored in the ROM 303. This control program will be explained below. First, in step T401, the CPU 301 controls the control circuit 1.
The pen drive signal input from 10 is monitored, and when the pen drive signal is input, it is assumed that vibration has been input from the pen to the vibration transmission plate - and the process proceeds to step T402; otherwise, the process returns to step T401.

ステップT402ではペンから振動が伝えられ、センサ
によって検出されているので、A/Dコンバータ300
の出力を調べ、そのデジタル出力値がある決められた値
、本実施例では80H(16進数)以上かどうかを調べ
る。80H以上あった場合はエンベロープは充分な振幅
が得られているので、ステップT401に戻る。s O
H以下の場合はエンベロープの振幅が充分でないので、
ステップT403に穆る。
In step T402, since vibration is transmitted from the pen and detected by the sensor, the A/D converter 300
It is checked whether the digital output value is greater than or equal to a certain predetermined value, in this embodiment 80H (hexadecimal). If it is 80H or more, the envelope has a sufficient amplitude, so the process returns to step T401. s O
If it is below H, the amplitude of the envelope is not sufficient, so
The process returns to step T403.

ステップT403では変数Aに0を代入してステップT
404へと進む。ステップT404では第3図のD/A
コンバータ304および振動周波数信号119に変数A
の値を出力する。
In step T403, 0 is assigned to variable A, and step T
Proceed to 404. In step T404, the D/A of FIG.
A variable A is applied to the converter 304 and the vibration frequency signal 119.
Output the value of .

D/Aコンバータ304は、入力された変数Aの値をア
ナログ電圧に変換して電圧制御発振子(VCO)305
に出力する。VCO305では、入力された電圧に応じ
た周波数のパルスを振動子駆動回路111に出力する。
The D/A converter 304 converts the value of the input variable A into an analog voltage and outputs the converted voltage to the voltage controlled oscillator (VCO) 305.
Output to. The VCO 305 outputs pulses with a frequency corresponding to the input voltage to the vibrator drive circuit 111.

センサで検出される検出波形は駆動信号が振動伝達板に
与えた弾性波の重ね合わせの波形であるので、周波数の
変化によってエンベロープの振幅が変化する。
Since the detection waveform detected by the sensor is a superposition of elastic waves applied to the vibration transmission plate by the drive signal, the amplitude of the envelope changes as the frequency changes.

次にステップT405では、A/Dコンバータの出力に
よってエンベロープの振幅が80H以上になったかを調
べる。ここで80H以上あれば、ステップT401に戻
って一連の処理を終了する。
Next, in step T405, it is checked whether the amplitude of the envelope has become 80H or more based on the output of the A/D converter. If it is 80H or more, the process returns to step T401 and ends the series of processes.

ここで再び制御回路110によって座標値を検出するわ
けだが、振動の周波数は初期の状態とは変化しているの
で、この状態を振動周波数信号119から検出し、該時
点での弾性波の振動周波数fl(t=o、1.2)をあ
らかじめ測定された複数の弾性波の周波数の中から選択
してdi    ni τi == −=−+ t p       ・・・(
7)Vp  f  i に基づいてτiを求め、前記(1)、(2)、(6)式
によって座標値を算出する。ここで弾性波の撮動周波数
は複数個あらかじめ測定され、情報処理装置内に記憶さ
れているものとする。
Here, the coordinate values are detected again by the control circuit 110, but since the frequency of vibration has changed from the initial state, this state is detected from the vibration frequency signal 119, and the vibration frequency of the elastic wave at that time is detected. fl(t=o, 1.2) is selected from among a plurality of pre-measured frequencies of elastic waves, and di ni τi == −=−+ t p ...(
7) Determine τi based on Vp f i and calculate coordinate values using equations (1), (2), and (6) above. Here, it is assumed that a plurality of imaging frequencies of elastic waves are measured in advance and stored in the information processing device.

振幅がまだ充分でない場合ステップT406に進んでカ
ウンタないしレジスタAにA+1を代入(1だけ増加さ
せる)シ、ステップT407へ進む。ステップT407
ではAがFFH(16進数)になったかを調べ、AがF
FHになっていれば調べるべ籾周波数は全て調べたので
始めに戻り、ステップT401に移行する。AがFF)
(に達していなければステップT404に進んで、ステ
ップT404〜5407の一連の動作を繰り返す。
If the amplitude is still not sufficient, the process proceeds to step T406, where A+1 is assigned (increased by 1) to the counter or register A, and the process proceeds to step T407. Step T407
Now check whether A has become FFH (hexadecimal number), and if A has become F
If it is FH, all the rice frequencies to be checked have been checked, so the process returns to the beginning and moves to step T401. A is FF)
(If it has not reached step T404, the series of operations from steps T404 to T5407 is repeated.

以上のように検出エンベロープに基づいて適切な振動周
波数を選択することによって常に充分なエンベロープ波
形の振幅を得ることが可能になる。したがって、ペンの
振動子の状態、もしくは振動伝達板の状態など、また筆
記時の筆圧などによって充分なエンベロープ波形が得ら
れない場合にも、自動的に周波数を変化させることによ
ってエンベロープ波形の振幅を大きくし、安定した座標
検出を可能にする。
As described above, by selecting an appropriate vibration frequency based on the detection envelope, it is possible to always obtain a sufficient amplitude of the envelope waveform. Therefore, even if a sufficient envelope waveform cannot be obtained due to the state of the pen's vibrator, the state of the vibration transmission plate, etc., or the pen pressure during writing, the amplitude of the envelope waveform can be adjusted by automatically changing the frequency. to enable stable coordinate detection.

また、同時に周波数を変化させた弾性波それぞれに最も
適した弾性波の周波数を座標検出の定数とすることがで
きるので、より高精度な座標検出が可能となる。
Moreover, since the most suitable elastic wave frequency for each elastic wave whose frequency is changed at the same time can be used as a constant for coordinate detection, more accurate coordinate detection is possible.

他の実施例として、振動周波数を検出する場合に第5図
に示すように、前置増幅回路130の後に振動波形検出
回路105に加えて振動周期測定回路120を追加し、
実際の振動周期を検出し、その周期から周波数を計算し
て前記座標算出用の定数とする方法が考えられる。第5
図はセンサの1系統についてのみ示しである。本実施例
では1系統についての周波数を代表値として、計算の定
数に用いている。
As another embodiment, when detecting the vibration frequency, as shown in FIG.
A possible method is to detect the actual vibration period, calculate the frequency from the period, and use it as a constant for the coordinate calculation. Fifth
The figure shows only one system of sensors. In this embodiment, the frequency for one system is used as a representative value and used as a constant for calculation.

第6図に、第5図の振動周期測定回路120の構成を示
す。
FIG. 6 shows the configuration of the vibration period measuring circuit 120 of FIG. 5.

図示のように前記増幅回路130から入力された入力波
形はコンパレータ601においてゼロクロス点を検出さ
れ、カウンタ602とワンショットパルス発生回路60
3に入力される。
As shown in the figure, the input waveform input from the amplifier circuit 130 has a zero cross point detected by a comparator 601, and a counter 602 and a one-shot pulse generation circuit 60.
3 is input.

カウンタ601ではゼロクロス信号によってカウンタ値
をクリアし、ある一定のクロックによってカウントアツ
プを行なう。一方、ワンショットパルス発生回路604
では、ゼロクロス信号が入力されるとラッチ信号を直ち
にラッチ回路604に出力する。
In the counter 601, the counter value is cleared by the zero cross signal, and the count is increased by a certain constant clock. On the other hand, one-shot pulse generation circuit 604
Then, when the zero-cross signal is input, a latch signal is immediately output to the latch circuit 604.

ラッチ信号はカウンタ602のクリアよりも先に出力さ
れるようになっているので、ラッチ回路604には入力
波形のゼロクロス点からゼロクロス点までの時間、つま
り振動周期がラッチされる。この周期を制御装置で読み
出し、周波数に変換して座標算出用の定数とする。
Since the latch signal is output before the counter 602 is cleared, the latch circuit 604 latches the time from zero-crossing point to zero-crossing point of the input waveform, that is, the vibration period. This period is read out by the control device, converted into a frequency, and used as a constant for coordinate calculation.

このような方法によれば、より正確な精度の高い座標検
出を安定して行なえる。さらに振動周期測定回路を各々
のセンサごとに付加すれば、高精度な座標検出を行なえ
る。
According to such a method, more accurate and highly accurate coordinate detection can be stably performed. Furthermore, by adding a vibration period measuring circuit to each sensor, highly accurate coordinate detection can be performed.

以上のように、振動センサによる検出信号の波形結果に
よって前記振動ペンの駆動周波数を変化させることによ
り、ペンの振動子の状態の変化、振動伝達板の伝達特性
の変化、筆圧の変化などによって充分なエンベロープ波
形の振幅が得られず、座標検出が不可能になった場合で
も、直ちにペン駆動信号の周波数を変化させることによ
って充分な振幅を得ることかでき、安定度の高い確実な
座標検出を可能にする効果がある。
As described above, by changing the driving frequency of the vibrating pen according to the waveform result of the detection signal from the vibration sensor, changes in the state of the pen's vibrator, changes in the transmission characteristics of the vibration transmission plate, changes in pen pressure, etc. Even if sufficient amplitude of the envelope waveform cannot be obtained and coordinate detection becomes impossible, sufficient amplitude can be obtained by immediately changing the frequency of the pen drive signal, allowing highly stable and reliable coordinate detection. It has the effect of making it possible.

[発明の効果コ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、振動
ペンから入力された振動を振動伝達板に複数設けられた
振動センサにより検出して前記振動ペンの振動伝達板上
での座標を検出する座標人、刃装置において、前記振動
センサによる振動検出信号の波形を検出する手段と、こ
の波形検出手段が出力する検出結果に基づいて前記振動
ペンの入力振動の周波数を制御する手段と、この周波数
制御手段により変更された振動周波数に関する情報に基
づき座標演算に用、いる定数を変更し、変更された定数
と前記振動センサで検出した振動の振動伝達板上での振
動伝達時間情報から振動ペンにょる振動入力点の座標を
検出する手段を設けた構成を採用しているので、振動セ
ンサによる検出信号の波形結果によって前記振動ペンの
駆動周波数を変化させ、しかも変更した周波数に基づい
て座標演算の定数を変化させるため、ペンの振動子の状
態の変化、振動伝達板の伝達特性の変化、筆圧の変化な
どにかかわらず、常時正確な振動検出に基づく座標入力
が可能な座標入力装置を提供できる。
[Effects of the Invention] As is clear from the above description, according to the present invention, vibrations input from a vibrating pen are detected by a plurality of vibration sensors provided on the vibration transmitting plate, and vibrations inputted from the vibrating pen are detected by vibration sensors provided on the vibration transmitting plate of the vibrating pen. In the blade device, a means for detecting a waveform of a vibration detection signal from the vibration sensor, and a frequency of input vibration of the vibrating pen are controlled based on a detection result output from the waveform detection means. and a means for changing a constant used for coordinate calculation based on information regarding the vibration frequency changed by the frequency control means, and transmitting the vibration detected by the changed constant and the vibration sensor on the vibration transmission plate. Since the configuration includes means for detecting the coordinates of the vibration input point of the vibrating pen from time information, the driving frequency of the vibrating pen is changed based on the waveform result of the detection signal from the vibration sensor, and the changed frequency Since the coordinate calculation constants are changed based on A coordinate input device can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明による座標入力装置のブロック図、第2
図は振動波形検出回路のブロック図、第3図は振動周波
数調整回路のブロック図、第4図は振動子駆動周波数制
御のプログラムのフローチャート図、第5図は他の実施
例における振動周波数選択回路のブロック図、第6図は
第5図の振動周期測定回路のブロック図、第7図は従来
の超音波方式の座標入力装置のブロック図、第8図は駆
動波形と検出波形゛を示した波形図、第9図はペンとセ
ンサの距離関係を示した説明図である。 100〜102・・・前置増幅回路 103〜105・・・振動波形検出回路106〜108
・・・ラッチ回路 109・・・計時カウンタ 110・・・制御回路 111・・・振動子駆動回路 112・・・振動周波数調整回路 114・・・振動ペン  116・・・センサ117・
・・振動伝達板
FIG. 1 is a block diagram of a coordinate input device according to the present invention, and FIG.
Figure 3 is a block diagram of the vibration waveform detection circuit, Figure 3 is a block diagram of the vibration frequency adjustment circuit, Figure 4 is a flowchart of the program for controlling the vibrator drive frequency, and Figure 5 is the vibration frequency selection circuit in another embodiment. Figure 6 is a block diagram of the vibration period measuring circuit shown in Figure 5, Figure 7 is a block diagram of a conventional ultrasonic coordinate input device, and Figure 8 shows drive waveforms and detection waveforms. The waveform diagram in FIG. 9 is an explanatory diagram showing the distance relationship between the pen and the sensor. 100-102... Preamplifier circuits 103-105... Vibration waveform detection circuits 106-108
... Latch circuit 109 ... Time counter 110 ... Control circuit 111 ... Vibrator drive circuit 112 ... Vibration frequency adjustment circuit 114 ... Vibration pen 116 ... Sensor 117 ...
・・Vibration transmission plate

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 振動ペンから入力された振動を振動伝達板に複数設けら
れた振動センサにより検出して前記振動ペンの振動伝達
板上での座標を検出する座標入力装置において、前記振
動センサによる振動検出信号の波形を検出する手段と、
この波形検出手段が出力する検出結果に基づいて前記振
動ペンの入力振動の周波数を制御する手段と、この周波
数制御手段により変更された振動周波数に関する情報に
基づき座標演算に用いる定数を変更し、変更された定数
と前記振動センサで検出した振動の振動伝達板上での振
動伝達時間情報から振動ペンによる振動入力点の座標を
検出する手段を設けたことを特徴とする座標入力装置。
In a coordinate input device that detects vibration input from a vibrating pen using a plurality of vibration sensors provided on a vibration transmission plate to detect coordinates of the vibration pen on the vibration transmission plate, the waveform of a vibration detection signal from the vibration sensor a means for detecting;
means for controlling the frequency of the input vibration of the vibrating pen based on the detection result output by the waveform detecting means, and changing constants used for coordinate calculation based on information regarding the vibration frequency changed by the frequency controlling means; A coordinate input device comprising means for detecting coordinates of a vibration input point by a vibrating pen from a constant determined by the vibration sensor and vibration transmission time information on the vibration transmission plate of the vibration detected by the vibration sensor.
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