JPH01191921A - Coordinate input device - Google Patents

Coordinate input device

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JPH01191921A
JPH01191921A JP63015988A JP1598888A JPH01191921A JP H01191921 A JPH01191921 A JP H01191921A JP 63015988 A JP63015988 A JP 63015988A JP 1598888 A JP1598888 A JP 1598888A JP H01191921 A JPH01191921 A JP H01191921A
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waveform
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Katsuyuki Kobayashi
克行 小林
Kiyoshi Kaneko
潔 兼子
Shigeki Mori
重樹 森
Shinnosuke Taniishi
谷石 信之介
Noriyuki Suzuki
範之 鈴木
Atsushi Tanaka
淳 田中
Yuichiro Yoshimura
雄一郎 吉村
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Abstract

PURPOSE:To improve the operability of a coordinate input device by detecting the difference of the arrival delay time between the horizontal and vertical wave components of different transmission speeds. CONSTITUTION:An information input/output device performs the input of coordinates to an input tablet consisting of a vibration transmitting plate 8 via a vibration pen 3. Based on this input of coordinates, an input picture is displayed on a display device 11 put on the input tablet. The plate 8 transmits the vibrations received from the pen 3 to three vibration sensors set at the corner parts. These transmission time of vibrations are measured for detection of coordinates. The elastic waves transmitted into the plate 8 consist of the horizontal and vertical wave components which have different transmitting speeds despite the same frequency. Thus the waveform of a detection signal contains a vertical waveform WL arriving first the sensor 6 and a slow horizontal waveform WS. Then the transmission speeds of both waves are previously measured so that the coordinate position is detected from the difference of arrival time between both waves.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野1 本発明は座標入力装置、特に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き振動ペンによる振動入力点の座標
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 1] The present invention detects elastic wave vibrations input from a coordinate input device, particularly a vibrating pen, using a plurality of sensors provided on a vibration transmission plate, and transmits the vibrations from the vibrating pen. The present invention relates to a coordinate input device that detects the coordinates of a vibration input point by a vibrating pen based on the transmission time of elastic wave vibration input to a plate.

[従来の技術1 従来より手書きの文字、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の入力ペンおよびタ
ブレットなどを用いた座標入力装置が知られている。こ
の種の方式では入力された文字1図形などからなる画像
情報はCRTデイスプレィなどの表示装置やプリンタな
どの記録装置に出力される。
[Prior Art 1] Coordinate input devices using various input pens, tablets, etc. have been known as devices for inputting handwritten characters, figures, etc. to a processing device such as a computer. In this type of system, input image information consisting of characters, figures, etc. is output to a display device such as a CRT display or a recording device such as a printer.

この種の装置のタブレットの座標検出においては次にあ
げる各種の方式が知られている。
The following various methods are known for detecting the coordinates of a tablet in this type of device.

1)抵抗膜と対向配置されたシート材の抵抗値変化を検
出する方式。
1) A method that detects changes in the resistance value of a sheet material placed opposite the resistive film.

2)対向配置された導電シートなどの電磁ないし静電誘
導を検出する方式。
2) A method that detects electromagnetic or electrostatic induction from conductive sheets placed opposite each other.

3)入力ペンからタブレットに伝達される超音波振動を
検出する方式。
3) A method that detects ultrasonic vibrations transmitted from the input pen to the tablet.

[発明が解決しようとする課題] しかし、これらの従来装置には次のような欠点がある。[Problem to be solved by the invention] However, these conventional devices have the following drawbacks.

すなわち、上述の抵抗膜利用タイプのものは抵抗体の均
一性がそのまま図形入力の精度を左右するので、特に均
一性の優れた抵抗体を必要とし、そのため非常に高価と
なる。また、X座標用とy座標用の2枚の抵抗膜が必要
となるので、透明度が落ちてしまうという欠点もある。
That is, in the above-mentioned type using a resistive film, the uniformity of the resistor directly affects the precision of graphic input, so a resistor with particularly excellent uniformity is required, which makes it very expensive. Furthermore, since two resistive films are required, one for the X-coordinate and one for the y-coordinate, there is also the drawback that transparency is reduced.

次に、電磁誘導利用タイプのものは、電線がマトリクス
状に配設されているので透明にはならず、原稿、表示器
などに重ねて用いるには不適当である。
Next, the type that uses electromagnetic induction has electric wires arranged in a matrix, so it is not transparent and is not suitable for use over a document, display, etc.

さらに、従来の超音波方式の座標入力装置では、入力ペ
ンで発生した振動が伝播媒体中を伝播して変換素子に到
達するまでの遅延時間を検出する方式であったが、この
方式では遅延時間を検出するために基準となる時間(例
えば、入力ペンで振動が発生した時間)を知る必要があ
り、その情報を絶えず到達遅延時間を検出する回路に入
力する必要があった。
Furthermore, in conventional ultrasonic coordinate input devices, the delay time required for the vibration generated by the input pen to propagate through the propagation medium and reach the conversion element is detected; In order to detect this, it was necessary to know the reference time (for example, the time when vibration occurred in the input pen), and this information had to be input into a circuit that constantly detects the arrival delay time.

従って、入力ペンはケーブルなどによって本体と接続さ
れる形式となり、この座標入力装置を用いて文字、図形
などを入力する場合、操作性が非常に悪くなっていた。
Therefore, the input pen is connected to the main body by a cable or the like, and when inputting characters, figures, etc. using this coordinate input device, operability is extremely poor.

また、その信号を電波などで送信した場合はペン中に発
信機などを内蔵する必要があり、通常の筆記具と同じよ
うな形状、重jIk、操作性を実現するのは困難である
Furthermore, if the signal is transmitted by radio waves, etc., a transmitter or the like must be built into the pen, and it is difficult to achieve the same shape, weight, and operability as a normal writing instrument.

ところが、超音波方式は、上記問題を克服すれば、L述
の他の方式の欠点を有しておらず、また機械的構造が比
較的簡略であるから低コストの装置を提供できる。そこ
で、本発明は超音波振動を利用した座標入力装置におい
て、ワイヤレスの、特にタブレット側といかなる信号授
受をも行なう必要がない入力ペンを実現することを課題
とする。
However, if the above-mentioned problems are overcome, the ultrasonic method does not have the drawbacks of the other methods mentioned above, and since the mechanical structure is relatively simple, a low-cost device can be provided. Therefore, it is an object of the present invention to provide a coordinate input device using ultrasonic vibrations, which is a wireless input pen, in particular, which does not require any signal exchange with the tablet side.

[課題を解決するための手段] 以上の課題を解決するために、本発明においては、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の伝達時間に基づき振動伝達
距離を求め振動ペンによる振動入力点の座標を検出する
座標入力装置において、前記振動伝達板上での弾性波の
横波および縦波成分をそれぞれ検出する手段と、これら
の横波成分および縦波成分の振動センサへの到達遅延時
間差から入力された弾性波振動の伝達距離を決定し座標
演算を行なう手段を設けた構成を採用した。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, in the present invention, elastic wave vibrations input from a vibrating pen are detected by a plurality of sensors provided on a vibration transmission plate, and vibrations from the vibrating pen are detected. In a coordinate input device that determines a vibration transmission distance based on the transmission time of an elastic wave vibration input to a transmission plate and detects the coordinates of a vibration input point by a vibrating pen, transverse waves and longitudinal waves of elastic waves on the vibration transmission plate are used. A configuration is adopted that includes means for detecting each component, and means for determining the transmission distance of input elastic wave vibration from the difference in arrival delay time of these transverse wave components and longitudinal wave components to the vibration sensor, and performing coordinate calculation.

[作 用] 上記の構成によれば、伝播速度の異なる横波および縦波
成分の到達遅延時間の差を検出することにより、入力点
から振動センサまでの振動伝達時間、従って伝達距離を
決定づけ、振動入力タイミングの情報を必要とせず座標
演算が行なえる。
[Function] According to the above configuration, by detecting the difference in the arrival delay time of transverse wave and longitudinal wave components having different propagation speeds, the vibration transmission time from the input point to the vibration sensor, and therefore the transmission distance, is determined, and the vibration Coordinate calculations can be performed without requiring input timing information.

[実施例] 以下1図面に示す実施例に基づき、本発明の詳細な説明
する。
[Example] The present invention will be described in detail below based on an example shown in one drawing.

第1図は本発明を採用した情報入出力装置の構造を示し
ている。第1図の情報入出力装置は振動伝達板8からな
る入力タブレットに振動ペン3によって座標入力を行な
わせ、入力された座標情報にしたがって入力タブレット
に重ねて配置されたCRTからなる表示器11に入力画
像を表示するものである。
FIG. 1 shows the structure of an information input/output device employing the present invention. The information input/output device shown in FIG. 1 inputs coordinates to an input tablet consisting of a vibration transmitting plate 8 using a vibrating pen 3, and displays a display 11 consisting of a CRT placed over the input tablet according to the input coordinate information. It displays the input image.

図において符号8で示されたものはアクリル、ガラス板
などからなる振動伝達板で振動ペン3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6に伝達する
0本実施例では振動ペン3から振動伝達板8を介して振
動センサ6に伝達された超音波振動の伝達時間を計測す
ることにより振動ペン3の振動伝達板8上での座標を検
出する。
In the figure, the reference numeral 8 denotes a vibration transmission plate made of acrylic, glass, etc., which transmits vibrations transmitted from the vibrating pen 3 to vibration sensors 6 provided at three corners thereof. By measuring the transmission time of the ultrasonic vibration transmitted from the vibrating pen 3 to the vibration sensor 6 via the vibration transmitting plate 8, the coordinates of the vibrating pen 3 on the vibration transmitting plate 8 are detected.

振動伝達板8は振動ペン3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に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7によって支持されている。
The vibration transmitting plate 8 has its peripheral portion supported by an anti-reflection material 7 made of silicone rubber or the like in order to prevent vibrations transmitted from the vibrating pen 3 from being reflected at the peripheral portion and returning toward the center. ing.

振動伝達板8はCRT(あるいは液晶表示器など)など
、ドツト表示が可能な表示器11上に配置され、振動ペ
ン3によりなぞられた位置にドット表示を行なうように
なっている。すなわち、検出された振動ペン3の座標に
対応した表示rA11上の位置にドツト表示が行なわれ
、振動ペン3により入力された点、線などの要素により
構成される画像はあたかも紙に書き込みを行なったよう
に振動ペンの軌跡の後に現れる。
The vibration transmission plate 8 is disposed on a display device 11 capable of displaying dots, such as a CRT (or liquid crystal display), and displays dots at the position traced by the vibrating pen 3. That is, a dot is displayed at a position on the display rA11 corresponding to the detected coordinates of the vibrating pen 3, and an image composed of elements such as points and lines inputted by the vibrating pen 3 is displayed as if it were written on paper. appears after the trajectory of the vibrating pen.

また、このような構成によれば表示器11にはメニュー
表示を行ない、振動ペンによりそのメニュー項目を選択
させたり、プロンプトを表示させて所定の位置に振動ペ
ン3を接触させるなどの入力方式を用いることもできる
Further, according to such a configuration, a menu is displayed on the display 11, and input methods such as having the vibrating pen select the menu item or displaying a prompt and touching the vibrating pen 3 at a predetermined position can be performed. It can also be used.

振動伝達板8に超音波振動を伝達させる振動ペン3は、
内部に圧電素子などから構成した振動子4を有しており
、振動子4の発生した超音波振動を先端が尖ったホーン
部5を介して振動伝達板8に伝達する。
The vibrating pen 3 transmits ultrasonic vibration to the vibration transmitting plate 8,
It has a vibrator 4 made of a piezoelectric element or the like inside, and transmits ultrasonic vibrations generated by the vibrator 4 to a vibration transmission plate 8 via a horn portion 5 having a sharp tip.

振動ペン3には振動子4の駆動のための駆動回路2、お
よび電池などからなる電源Bを内蔵し、従来のように入
力タブレット、あるいは装置本体側と電気的な同期信号
の授受を行なiわない。
The vibrating pen 3 has a built-in drive circuit 2 for driving the vibrator 4 and a power source B consisting of a battery, etc., and sends and receives electrical synchronization signals to and from an input tablet or the main body of the device as in the past. I don't.

駆動回路2が発生する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、ホーン部5を介し
て振動板8に伝達される。
An electrical drive signal generated by the drive circuit 2 is converted into mechanical ultrasonic vibration by the vibrator 4 and transmitted to the diaphragm 8 via the horn section 5.

また、振動子4の振動問波数を振動子4の共振周波数と
することで効率のよい振動変換が可能である。
Further, by setting the vibration frequency of the vibrator 4 to the resonance frequency of the vibrator 4, efficient vibration conversion is possible.

振動伝達板8の角部に設けられた振動センサ6も圧電素
子などの機械〜電気変換素子により構成される。3つの
振動センサ6の各々の出力信号は波形検出回路9に入力
され、後段の演算制御回路1により処理可能な検出信号
に変換される。演算制御回路lは振動伝達時間の測定処
理を行ない、振動ペン3の振動伝達板8上での座標位置
を検出する。
The vibration sensors 6 provided at the corners of the vibration transmission plate 8 are also constituted by mechanical to electrical conversion elements such as piezoelectric elements. The output signals of each of the three vibration sensors 6 are input to the waveform detection circuit 9, and are converted into detection signals that can be processed by the arithmetic control circuit 1 at the subsequent stage. The arithmetic control circuit 1 performs vibration transmission time measurement processing and detects the coordinate position of the vibrating pen 3 on the vibration transmission plate 8.

検出された振動ペン3の座標情報は演算制御回路lにお
いて表示器11による出力方式に応じて処理される。す
なわち、演算制御回路は入力座標情報に基づいてビデオ
信号処理装置10を介して表示器11の出力動作を制御
する。
The detected coordinate information of the vibrating pen 3 is processed in the arithmetic control circuit 1 according to the output method by the display 11. That is, the arithmetic control circuit controls the output operation of the display 11 via the video signal processing device 10 based on the input coordinate information.

第2図(A)は振動ペン3中の振動子4を駆動する振動
子駆動波形を示している0図示のように、振動子駆動回
路2は所定時間おきに振動子4に所定の長さの矩形波パ
ルス列を入力し、振動子4により発生された振動は振動
伝達板8に入力される。
FIG. 2(A) shows a vibrator drive waveform for driving the vibrator 4 in the vibrating pen 3. The vibration generated by the vibrator 4 is input to the vibration transmission plate 8.

この振動は振動伝達板8七を弾性波振動として伝達され
振動センサ6により検出される。振動センサ6の出力波
形を第2図(B)に示す。
This vibration is transmitted to the vibration transmission plate 87 as an elastic wave vibration and detected by the vibration sensor 6. The output waveform of the vibration sensor 6 is shown in FIG. 2(B).

ここで、弾性媒体中を伝播する弾性波は縦波および横波
成分からなる。これらの成分は同じ周波数であっても媒
体中の伝播スピードが異なる0例えば、縦波と、横波を
主成分とする板波とを比較してみると、後者の伝播スピ
ードは前者のほぼ半分となっている。
Here, the elastic wave propagating in the elastic medium consists of longitudinal wave and transverse wave components. Even if these components have the same frequency, they have different propagation speeds in the medium.For example, if we compare a longitudinal wave and a plate wave whose main component is a transverse wave, the propagation speed of the latter is approximately half that of the former. It has become.

従って、図示のように、検出信号波形はまず最初にセン
サへ到達する縦波の波形WLと、伝播速度の遅い横波を
主成分とする波形WSで構成される。ここで、縦波の伝
播速度をVL、横波を主成分とする横波の伝播速度、を
vSとする。
Therefore, as shown in the figure, the detection signal waveform is composed of a longitudinal wave waveform WL that reaches the sensor first, and a waveform WS whose main component is a transverse wave with a slow propagation speed. Here, the propagation velocity of longitudinal waves is VL, and the propagation velocity of transverse waves whose main component is transverse waves is vS.

また、両者の波が振動ペン3から振動センサ6のある1
つに到達するまでの時間をそれぞれtL、tsとし、振
動ペン3とその振動センサの距離をdとすれば、 Δt=ts−tL  (Δt:到達時間の差)・・・(
1)d =VL−tL=VS−tS=VS−(tL+Δ
t)−(2)上式より、 VL  −t  L=VS  −(t  L+At)(
ML−VS)−t L=VS−At L−VS この(3)式は、縦波および横波成分の到達時間差およ
びそれらの伝達速度があらかじめわかっていれば、従来
のように振動ペン3の振動入力タイミングを知る必要が
ないことを示すものである。
In addition, both waves are transmitted from the vibrating pen 3 to the part where the vibration sensor 6 is located.
Let tL and ts be the time it takes to reach the point, respectively, and let d be the distance between the vibrating pen 3 and its vibration sensor, then Δt=ts-tL (Δt: difference in arrival time)...(
1) d = VL-tL=VS-tS=VS-(tL+Δ
t)-(2) From the above formula, VL -t L=VS -(t L+At)(
ML-VS)-t L=VS-At L-VS This equation (3) can be expressed as This shows that there is no need to know the input timing.

従って、あらかじめ振動伝達板8Lでの縦波伝播速度V
L、横波伝播速度vSを測定しておき、これをROMな
どのメモリに格納しておけば、振動センサ6と振動ペン
3の間の距離を(2)式によって求められる。
Therefore, in advance, the longitudinal wave propagation velocity V at the vibration transmission plate 8L is
If L and the transverse wave propagation velocity vS are measured and stored in a memory such as a ROM, the distance between the vibration sensor 6 and the vibration pen 3 can be determined by equation (2).

以上から信号波形検出回路9は振動センサ6の出力から
最初の縦波成分と次にくる横波成分の到達タイミングを
検出し、それらの時間差を求める波形処理回路およびタ
イマ回路から構成すればよいことがわかる。
From the above, the signal waveform detection circuit 9 can be configured from a waveform processing circuit and a timer circuit that detect the arrival timing of the first longitudinal wave component and the next transverse wave component from the output of the vibration sensor 6, and calculate the time difference between them. Recognize.

第3図は信号波形検出回路9中で行なわれる信号処理の
タイムチャートについて示している。
FIG. 3 shows a time chart of signal processing performed in the signal waveform detection circuit 9. In FIG.

図において符号31は振動ペン中の振動子を駆動する駆
動波形、符号32は振動伝達板を伝わってきた振動を振
動センサ6で検出した時の検出信号波形である。 符号
34は検出信号波形の包結線(エンベロープ)を示して
いる。
In the figure, reference numeral 31 is a drive waveform for driving the vibrator in the vibrating pen, and reference numeral 32 is a detection signal waveform when the vibration sensor 6 detects the vibration transmitted through the vibration transmission plate. Reference numeral 34 indicates an envelope of the detection signal waveform.

縦波の先頭波は検出波形の立ち一トがりを検出すればよ
いが、横波を主成分とする板波の先頭部分は縦波と重畳
しているので先頭波を特定することができない、そこで
、振幅の大きい横波成分、従って波形全体のエンベロー
プピークを横波の到達タイミングとして扱うことにする
。(従って到達時間はt’s) したがって、信号波形検出回路9は具体的にはコンパレ
ータなどの波形の立ち上がりを検出する回路、エンベロ
ープビーク検出回路を持つことになる。第3図の符号3
3.34はそれぞれこれらの立ち上がり検出回路、エン
ベロープビーク検出回路が出力する検出パルスのタイミ
ングを示している。
The leading wave of a longitudinal wave can be detected by detecting the rising edge of the detected waveform, but since the leading part of a plate wave whose main component is a transverse wave overlaps with the longitudinal wave, the leading wave cannot be identified. , the shear wave component with large amplitude, and hence the envelope peak of the entire waveform, is treated as the arrival timing of the shear wave. (Accordingly, the arrival time is t's) Therefore, the signal waveform detection circuit 9 specifically includes a circuit such as a comparator for detecting the rising edge of the waveform, and an envelope peak detection circuit. Number 3 in Figure 3
3.34 shows the timing of the detection pulses output by the rise detection circuit and the envelope peak detection circuit, respectively.

さらに、信号波形検出回路9はこれらの検出パルスの時
間差Δt′を求めるタイマ回路を持つことになる。
Further, the signal waveform detection circuit 9 has a timer circuit for determining the time difference Δt' between these detection pulses.

このようにして時間差Δt′が求められたがΔt′は板
波の先頭波より求めたものではないから、真の到達時間
差ではない、真の到達時間差Δtは Δt=Δt′−α        ・・・(4)により
求められる。αは定数であり、ある一定距離において振
動伝達板8の材質などに基づきΔtを理論的に求め、そ
の距離において出力されるΔt′と比較することによっ
てαを算出することができる。
In this way, the time difference Δt' was found, but since Δt' was not found from the leading wave of the plate wave, it is not the true arrival time difference.The true arrival time difference Δt is Δt=Δt'-α... It is determined by (4). α is a constant, and can be calculated by theoretically determining Δt at a certain distance based on the material of the vibration transmission plate 8, etc., and comparing it with Δt' output at that distance.

信号波形検出回路9は上記ΔtないしΔt′をタイマカ
ウンタなどのラッチ値として演算制御回路lに出力する
。演算制御回路lはこの時間値から(2)式に基づき定
数である縦および横波成分の速度を用いて入力点から振
動センサ6までの直線距離を算出でき、さらにこれに基
づいて直交座標値を得ることができる。
The signal waveform detection circuit 9 outputs the above-mentioned Δt to Δt' to the arithmetic control circuit 1 as a latch value of a timer counter or the like. The arithmetic control circuit 1 can calculate the straight line distance from the input point to the vibration sensor 6 based on equation (2) using the constant velocity of the longitudinal and transverse wave components from this time value, and further calculates the orthogonal coordinate value based on this. Obtainable.

第4図のように振動伝達板8の角部に3つの振動センサ
6を符号SlからS3の位置に配置した場合、入力点か
ら振動センサ6までの直線距離d1、d2、d3を(2
)式に基づき算出すれば、これら直線距離di−d34
t=から振動ペン3の位2tP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。
When three vibration sensors 6 are arranged at the corners of the vibration transmission plate 8 at the positions indicated by symbols Sl to S3 as shown in FIG.
), these straight-line distances di-d34
From t=, the coordinates (x, y) of the digit 2tP of the vibrating pen 3 can be obtained from the 3 square theorem as shown in the following equation.

x=X/2+ (d 1+d2)(di−d2)/2X
・・・(5) y=Y/2+ (d 1+d3)(dl−d3)/2Y
・・・(6) ここでX、YはS2、S3の位置の振動センサ6と原点
(位Is 1)のセンサのx、Y軸に沿った距離である
x=X/2+ (d 1+d2)(di-d2)/2X
...(5) y=Y/2+ (d1+d3)(dl-d3)/2Y
(6) Here, X and Y are the distances along the x and Y axes between the vibration sensor 6 at the positions S2 and S3 and the sensor at the origin (position Is 1).

以上のようにして振動ペン3の位置座標を検出すること
ができる。上記処理を繰り返すことによりリアルタイム
で入力座標を順次検出できる。
The position coordinates of the vibrating pen 3 can be detected in the manner described above. By repeating the above process, input coordinates can be sequentially detected in real time.

以上のように、本実施例によれば、振動ペンの入力タイ
ミングを検出装置側で知る必要なく座標演算を行なえる
ため、振動伝達板を有する装置本体側と振動ペンの間で
タイミング情報を授受しなくてもよく、振動ペンをワイ
ヤレス°化でき、入力時の操作性を著しく向上できる。
As described above, according to this embodiment, coordinate calculations can be performed without the need for the detection device to know the input timing of the vibrating pen, so timing information is exchanged between the device body having the vibration transmission plate and the vibrating pen. The vibrating pen can be made wireless, significantly improving operability during input.

以上の本実施例では振動センサ6を振動伝達板8上に取
り付けていたが、振動伝達板8の側面(板厚方向)に取
り付けても構わない(第5図符号6B参照)、この時得
られる検出信号波形は速度の速い縦波部分の振幅のほう
が大きくなり、S/N比などの問題によってこちらの場
合の方が縦波の先頭波を検出しやすくできる。
In the above embodiment, the vibration sensor 6 is mounted on the vibration transmission plate 8, but it may also be mounted on the side surface (in the thickness direction) of the vibration transmission plate 8 (see reference numeral 6B in Fig. 5). In the detected signal waveform, the amplitude of the faster longitudinal wave portion is larger, and due to problems such as the S/N ratio, it is easier to detect the leading wave of the longitudinal wave in this case.

以上では、1つのセンサの出力から2つの波形成分を検
出することを考えたが、例えば第5図に示すように横波
を検出するセンサ6Aと縦波を検出するセンサ6Bを振
動伝達板8の表面ないし裏面と、側面にそれぞれ装着し
、これらのセンサからそれぞれの成分を検出するように
してもよい。
In the above, we have considered detecting two waveform components from the output of one sensor. For example, as shown in FIG. The sensor may be attached to the front or back surface and the side surface, respectively, and each component may be detected from these sensors.

これらの振動センサ6A、6Bは圧電素子などからなり
、分極方向が円筒軸に平行であり、軸方向変位に対して
主に電圧が出力されるモードとなっている。従って、セ
ンサ6Aでは縦波よりも横波が、センサ6Bでは横波よ
りも縦波の成分が大きく出力されることになる。この方
式によれば、それぞれの成分のピーク値などを検出する
ことにより直接到達時間差を算定できる。
These vibration sensors 6A and 6B are composed of piezoelectric elements, etc., and the polarization direction is parallel to the cylindrical axis, and the mode is such that a voltage is mainly output in response to axial displacement. Therefore, the sensor 6A outputs a transverse wave component larger than the longitudinal wave component, and the sensor 6B outputs a larger longitudinal wave component than the transverse wave component. According to this method, the arrival time difference can be directly calculated by detecting the peak value of each component.

以北では透明な振動伝達板を用いることで、表示器や原
稿と重ねて使用される装置を説明したが、表示器や原稿
に重ねて使用する必要がない場合には不透明な金属など
の材質を用いても構わない。
In the north, we explained a device that uses a transparent vibration transmission plate to overlap the display or original, but if it is not necessary to use it over the display or original, we can use an opaque material such as metal. You may also use

[発明の効果] 以上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き振動伝達距離を求
め振動ペンによる振動入力点の座標を検出する座標入力
装置において、前記振動伝達板上での弾性波の横波およ
び縦波成分をそれぞれ検出する手段と、これらの横波成
分および縦波成分の振動センサへの到達遅延時間差から
入力された弾性波振動の伝達距離を決定し座標演算を行
なう手段を設けた構成を採用しているので、伝播速度の
異なる横波および縦波成分の到達遅延時間の差を検出す
ることにより、入力点から振動センサまでの振動伝達時
間、従って伝達距離を決定づけることができる。このた
め、振動ペンの振動入力タイミング情報を知る必要がな
くなるから、振動ペンと装置本体、ないし入力タブレッ
トの間の信号授受を省略でき、振動ペンのワイヤレス化
が可能となり、装この操作性を著しく向上できるという
優れた効果がある。
[Effects of the Invention] As is clear from the above, according to the present invention, elastic wave vibrations input from a vibrating pen are detected by a plurality of sensors provided on the vibration transmission plate, and the elastic wave vibrations input from the vibrating pen to the vibration transmission plate are detected. In the coordinate input device that determines the vibration transmission distance based on the transmission time of the elastic wave vibration and detects the coordinates of the vibration input point by the vibrating pen, means for detecting transverse wave and longitudinal wave components of the elastic wave on the vibration transmission plate, respectively. Since the structure includes a means for determining the transmission distance of the input elastic wave vibration from the arrival delay time difference of the transverse wave component and the longitudinal wave component to the vibration sensor and calculating the coordinates, the propagation velocity is By detecting the difference in arrival delay times of different transverse and longitudinal wave components, it is possible to determine the vibration transmission time and therefore the transmission distance from the input point to the vibration sensor. As a result, there is no need to know the vibration input timing information of the vibrating pen, so the signal exchange between the vibrating pen and the device itself or the input tablet can be omitted, making it possible to use the vibrating pen wirelessly, significantly improving the operability of the device. It has a great effect of improving.

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

第1図は本発明を採用した情報入出力装置の構成を示し
た説明図、第2図(A)は第1図の振動ペンおよび、こ
れによる入力振動波形を示した説明図、第2  B)は
振動センサによる検出波形を示した波形図、第3図は信
号波形検出回路の動作および構成を説明するための波形
図、第4図は振動センサの配置を示した説明図、第5図
は異なる実施例における振動センサの配置を示した説明
図である。 l・・・演算制御回路  2・・・振動子駆動回路3・
・・振動ペン    4・・・振動子5・・・ホーン部 6.6A、6B・・・振動センサ 8・・・振動伝達板   B・・・電源10・・・ビデ
オ信号処理装置 11・・・表示器 NZ ^ 書 #
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the configuration of an information input/output device employing the present invention, FIG. 2 (A) is an explanatory diagram showing the vibrating pen of FIG. ) is a waveform diagram showing the detected waveform by the vibration sensor, Figure 3 is a waveform diagram for explaining the operation and configuration of the signal waveform detection circuit, Figure 4 is an explanatory diagram showing the arrangement of the vibration sensor, and Figure 5 FIG. 2 is an explanatory diagram showing the arrangement of vibration sensors in different embodiments. l... Arithmetic control circuit 2... Vibrator drive circuit 3.
... Vibration pen 4 ... Vibrator 5 ... Horn part 6.6A, 6B ... Vibration sensor 8 ... Vibration transmission plate B ... Power supply 10 ... Video signal processing device 11 ... Display NZ ^ Book#

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1)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き振
動伝達距離を求め振動ペンによる振動入力点の座標を検
出する座標入力装置において、前記振動伝達板上での弾
性波の横波および縦波成分をそれぞれ検出する手段と、
これらの横波成分および縦波成分の振動センサへの到達
遅延時間差から入力された弾性波振動の伝達距離を決定
し座標演算を行なう手段を設けたことを特徴とする座標
入力装置。
1) The elastic wave vibration input from the vibrating pen is detected by a plurality of sensors provided on the vibration transmission plate, and the vibration transmission distance is determined based on the transmission time of the elastic wave vibration input from the vibration pen to the vibration transmission plate. in a coordinate input device for detecting the coordinates of a vibration input point, means for detecting transverse wave and longitudinal wave components of elastic waves on the vibration transmission plate, respectively;
A coordinate input device comprising means for determining the transmission distance of input elastic wave vibration from the arrival delay time difference between the transverse wave component and the longitudinal wave component at the vibration sensor and performing coordinate calculation.
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