JPH01214921A - Coordinate inputting device - Google Patents

Coordinate inputting device

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JPH01214921A
JPH01214921A JP63038694A JP3869488A JPH01214921A JP H01214921 A JPH01214921 A JP H01214921A JP 63038694 A JP63038694 A JP 63038694A JP 3869488 A JP3869488 A JP 3869488A JP H01214921 A JPH01214921 A JP H01214921A
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JP
Japan
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vibration
transmission plate
waves
vibration transmission
input
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JP63038694A
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Japanese (ja)
Inventor
Yuichiro Yoshimura
雄一郎 吉村
Shinnosuke Taniishi
谷石 信之介
Katsuyuki Kobayashi
克行 小林
Shigeki Mori
重樹 森
Kiyoshi Kaneko
潔 兼子
Noriyuki Suzuki
範之 鈴木
Atsushi Tanaka
淳 田中
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

PURPOSE:To improve the coordinate detecting accuracy by providing a vibration proofing material which absorbs vibrations at prescribed locations on the surface or back of outer margin section of a vibration transmitting plate. CONSTITUTION:A vibration proofing material 7 is fitted to the surface (on both side or one side) of the peripheral section of a vibration transmitting plate 8 and a vibration sensor 6 is mounted between the side margins of the plate 8 surrounded by the material 7. Therefore, the transversal wave component of the vibration inputted from a vibration pen 3 is largely damped by the vibration proofing member 7 mounted on the surface of the vibration transmitting plate 8 and longitudinal elastic waves are detected by means of the sensor 4 in such a state where nearly only the longitudinal waves are detected. Thus influences of the transversal waves can be reduced and the coordinate detecting accuracy can be improved.

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
動の縦波成分を振動伝達板に複数設けられたセンサによ
り検出し振動伝達板上での振動の縦波成分の伝達時間に
基づき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 longitudinal wave components of vibrations input from a coordinate input device, particularly a vibrating pen, using a plurality of sensors provided on a vibration transmission plate. The present invention relates to a coordinate input device that detects the coordinates of the vibrating pen on the vibration transmission plate based on the transmission time of the longitudinal wave component of the vibration.

[従来の技術] 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、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] 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, graphics, 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、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
方式が知られている。この方式ではタブレットをアクリ
ル板やガラス板などの透明材料から構成できるので、液
晶表示器などに入力タブレットを重ねて配置し、あたか
も紙に画像を書き込むような感覚で使用できる操作感覚
のよい情報入出力装置を構成できる。
In detecting the coordinates of a tablet in this type of device, a method is known in which ultrasonic vibrations transmitted from an input pen to the tablet are detected. With this method, the tablet can be constructed from a transparent material such as an acrylic plate or a glass plate, so the input tablet can be placed on top of a liquid crystal display, etc., and can be used to input information easily, as if you were writing an image on paper. You can configure output devices.

[発明が解決しようとする課8] 上記のような超音波振動を利用する方式では、振動伝達
板に伝達される横波成分を利用するものと、縦波成分を
利用するものの両方が知られている。縦波成分を検出す
る方式では、最初にセンサに到達する直接波を検出する
。振動伝達板を直接波成分のみが伝達されるならば、最
初に到達する直接波を利用して精度の高い測定を行なえ
る。しかし、直接波に対して歪みを与えて悪影響を及ぼ
す反射波も伝達されるので、この反射波成分を減少させ
る必要があった。
[Issue 8 to be solved by the invention] Among the methods using ultrasonic vibrations as described above, both methods using transverse wave components transmitted to the vibration transmission plate and methods using longitudinal wave components are known. There is. In the method of detecting longitudinal wave components, the direct wave that reaches the sensor first is detected. If only direct wave components are transmitted through the vibration transmission plate, highly accurate measurements can be performed using the direct waves that arrive first. However, since reflected waves that distort and adversely affect the direct waves are also transmitted, it is necessary to reduce these reflected wave components.

特に、縦波と同時に生じる横波弾性波は、縦波弾性波よ
り伝播速度は遅いものの、縦波弾性波より検出レベルが
大きいことが多く、また、振動伝達板端面での反射によ
って一部が横波から縦波へモード変換する場合もあり、
前周期の横波弾性波の残響が次の周期の直接波に干渉し
て検出精度を下げるという問題があった。
In particular, although transverse elastic waves that occur simultaneously with longitudinal waves have a slower propagation speed than longitudinal elastic waves, the detection level is often higher than that of longitudinal elastic waves, and some of the transverse waves are generated due to reflection at the end face of the vibration transmission plate. In some cases, the mode is converted from to longitudinal wave.
There was a problem in that the reverberation of the transverse elastic wave in the previous cycle interfered with the direct wave in the next cycle, reducing detection accuracy.

さらに、直接波検出に関しても、センサから近距離にお
いて振動ペンで入力した場合、縦波弾性波より若干遅れ
て検出される横波弾性波によって干渉を受け、縦波弾性
波の検出波形が歪んで検出精度が下がるという欠点があ
った。
Furthermore, regarding direct wave detection, when inputting with a vibrating pen at a short distance from the sensor, there will be interference from transverse elastic waves that are detected slightly later than longitudinal elastic waves, and the detected waveform of longitudinal elastic waves will be distorted and detected. The drawback was that the accuracy decreased.

本発明の課題は以上の問題を解決し、精度の高い座標検
出を行なえる座標入力装置を提供することである。
An object of the present invention is to solve the above problems and provide a coordinate input device that can perform highly accurate coordinate detection.

[問題点を解決するための手段] 以上の問題点を解決するために、本発明においては、振
動ペンから入力された振動の縦波成分を振動伝達板に複
数設けられたセンサにより検出し振動伝達板上での振動
の縦波成分の伝達時間に基づき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
動伝達板の外縁部表面ないし裏面の所定位置に振動を吸
収する防振材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, longitudinal wave components of vibrations input from a vibrating pen are detected by a plurality of sensors provided on the vibration transmission plate. In a coordinate input device that detects the coordinates of the vibrating pen on the vibration transmission plate based on the transmission time of the longitudinal wave component of the vibration on the transmission plate, vibration is applied to a predetermined position on the outer edge surface or back surface of the vibration transmission plate. A structure with vibration-absorbing damping material was adopted.

[作 用] 以上の構成によれば、振動伝達板の外縁部表面ないし裏
面の所定位置に設けられた振動を吸収する防振材により
振動伝達板の伝達振動のうちレベルが大きく、縦波成分
の検出に悪影響を与える厚み方向の横波成分を効果的に
減衰することができる。
[Function] According to the above configuration, the vibration-absorbing material provided at a predetermined position on the outer edge surface or back surface of the vibration transmission plate reduces the level of transmitted vibration of the vibration transmission plate to a large level, and reduces the longitudinal wave component. It is possible to effectively attenuate transverse wave components in the thickness direction that adversely affect the detection of .

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

第1図(A)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−/ 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1
1’に入力画像を表示するものである。
FIG. 1(A) shows the structure of an information input/output device employing the present invention. The information input/output device in Fig. 1 is the vibration transmission plate 8.
A display device 1 consisting of a CRT placed over the input tablet according to the input coordinate information is inputted using a vibrating pen 3.
The input image is displayed at 1'.

振動ペン3は、圧電素子などからなる振動子4を有し、
この振動子4は振動子駆動回路2により駆動される。
The vibrating pen 3 has a vibrator 4 made of a piezoelectric element or the like,
This vibrator 4 is driven by a vibrator drive circuit 2.

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
振動をその辺部の端縁(側面)に3個設けられた振動セ
ンサ6に伝達する。
The reference numeral 8 in the figure is a vibration transmitting plate made of acrylic, glass, etc., which transmits vibrations from the vibrating pen 3 to three vibration sensors 6 installed on the edge (side surface) of the side part. introduce.

本実施例では振動ペン3先端のホーン部5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縦
波弾性波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 this embodiment, by measuring the longitudinal elastic wave of the ultrasonic vibration transmitted from the horn portion 5 at the tip of the vibrating pen 3 to the vibration sensor 6 via the vibration transmitting plate 8, Find the coordinates of.

座標検出は波形検出回路9による波形処理により、振動
センサ6への振動伝達タイミングを決定し、振動子駆動
回路2による振動ペン駆動からの振動センサ6への振動
の到達までの時間を計測し、振動ペン3および各振動セ
ンサ6との直線距離を得、さらに幾何学的な演算により
入力座標値を検出する。
Coordinate detection is performed by determining the timing of vibration transmission to the vibration sensor 6 through waveform processing by the waveform detection circuit 9, and measuring the time from when the vibration pen is driven by the vibrator drive circuit 2 until the vibration reaches the vibration sensor 6. The linear distance between the vibrating pen 3 and each vibration sensor 6 is obtained, and further, input coordinate values are detected by geometric calculation.

振動伝達板8周辺部で反射される反射波の影響を防止す
るために、振動伝達板8の周辺にはシリコンゴム、合成
樹脂あるいはそれに無機化合物、金属などの添加物を混
合して所望の音響インピーダンスを付与した防振材7を
設ける。防振材7は接着などの方法により、振動センサ
6の装着領域を除いて振動伝達板8周辺の表面に固定す
る。周辺の防振材7の装着部の断面図を第1図(B)に
示す。
In order to prevent the influence of reflected waves reflected around the vibration transmission plate 8, the area around the vibration transmission plate 8 is coated with silicone rubber, synthetic resin, or additives such as inorganic compounds and metals mixed therewith to create the desired acoustics. A vibration isolating material 7 provided with impedance is provided. The vibration isolating material 7 is fixed to the surface around the vibration transmission plate 8 except for the area where the vibration sensor 6 is attached by a method such as adhesion. A cross-sectional view of the mounting portion of the surrounding vibration isolating material 7 is shown in FIG. 1(B).

これによって、振動ペン3から伝達された振動のうち、
特に横波成分が周辺部の防振材7装着部において減衰さ
れ、振動伝達板端面反射での残響が軽減される。
As a result, among the vibrations transmitted from the vibrating pen 3,
In particular, the transverse wave component is attenuated at the peripheral portion where the vibration isolating material 7 is attached, and the reverberation caused by reflection from the end face of the vibration transmission plate is reduced.

以下に、防振材7の作用につき詳細に説明する。Below, the action of the vibration isolating material 7 will be explained in detail.

本実施例では、振動センサ6によってその進行方向、す
なわち振動伝達板8の面にほぼ平行に振動する縦波弾性
波を検出する方式を採用していに対してほぼ垂直な方向
に振動入力が行なわれる。これにより振動伝達板8に垂
直に入力される横波成分の方が大きくなってしまう、振
動ペン3を傾けて入力する場合も相当振動ペン3を傾斜
させないかぎり横波成分の方が大きくなる。
In this embodiment, a method is adopted in which the vibration sensor 6 detects a longitudinal elastic wave that vibrates in its traveling direction, that is, approximately parallel to the surface of the vibration transmission plate 8, and the vibration input is performed in a direction approximately perpendicular to the vibration transmission plate 8. It will be done. As a result, the transverse wave component input perpendicularly to the vibration transmission plate 8 becomes larger. Even when inputting by tilting the vibrating pen 3, the transverse wave component becomes larger as long as the vibrating pen 3 is not tilted.

従って、センサ装着条件、駆動周波数、振動伝達板の厚
さによって異なるが、振動伝達板8に入力される弾性波
も伝播方向に垂直に振動する横波の振幅の方が大きく、
この横波成分は、充分減衰させないと検出を目的とする
縦波成分に重畳されて歪みを生じ、振動検出タイミング
に誤差を生じる。
Therefore, although it varies depending on the sensor mounting conditions, driving frequency, and thickness of the vibration transmission plate, the amplitude of the elastic wave input to the vibration transmission plate 8 is larger than that of the transverse wave that vibrates perpendicular to the propagation direction.
If this transverse wave component is not sufficiently attenuated, it will be superimposed on the longitudinal wave component that is the object of detection, causing distortion and causing an error in vibration detection timing.

従って、前記のように振動伝達板8の周縁表面に防振材
7を装着することにより、伝播方向に垂直に振動する横
波の振動を効果的に減衰させることができる。
Therefore, by attaching the vibration isolating material 7 to the peripheral surface of the vibration transmission plate 8 as described above, it is possible to effectively attenuate the vibration of transverse waves that vibrate perpendicularly to the propagation direction.

防振材7は振動伝達板8の裏面に装着してもよく、さら
に、第1図(c)のように振動伝達板8の表裏両面に装
着してもよい、これにより、上記の横波成分をより効果
的に減衰させることができる。
The vibration isolating material 7 may be attached to the back surface of the vibration transmission plate 8, or may be attached to both the front and back surfaces of the vibration transmission plate 8 as shown in FIG. 1(c). can be attenuated more effectively.

一方、縦波成分も振動伝達板8の端縁で反射され、振動
センサ6に入力されて振動検出タイミングに誤差を生じ
るため、この縦波の反射波を減衰させるため、第2図の
ように端縁(側面)に防振材72を装着し、第1の実施
例の表面の防振材71の装着と組み合わせた構成として
もよい。
On the other hand, the longitudinal wave component is also reflected at the edge of the vibration transmission plate 8 and input to the vibration sensor 6, causing an error in the vibration detection timing. Therefore, in order to attenuate the reflected longitudinal wave, as shown in FIG. A structure may be adopted in which the vibration isolating material 72 is attached to the edge (side surface) in combination with the attachment of the vibration isolating material 71 on the surface of the first embodiment.

この場合、端縁では、もともと振動媒体としての振動伝
達板8の伝播境界であり、この側面に装着する防振材7
2は、伝達板の振動の防振材への吸収効率を考えると、
できる限り音響インピーダンスが振動伝達板に近いもの
であることが望ましい。一方、表面へ装着する防振材7
1の材質としては、装着境界部Aによって反射波が生じ
るのを防ぐため、音響インピーダンスができるだけ小さ
く、少なくとも端縁に装着する防振材72の音響インピ
ーダンスよりも小さいことが望ましい。
In this case, the edge is originally a propagation boundary of the vibration transmission plate 8 as a vibration medium, and the vibration isolating material 7 attached to this side surface
2, considering the absorption efficiency of the vibration of the transmission plate into the vibration isolator,
It is desirable that the acoustic impedance be as close to that of the vibration transmission plate as possible. On the other hand, the vibration isolating material 7 attached to the surface
In order to prevent reflected waves from being generated by the mounting boundary A, the material of the first material should preferably have an acoustic impedance as low as possible, and at least smaller than the acoustic impedance of the vibration isolating material 72 mounted on the edge.

また、以上では振動センサ6の装着領域を除いて防振材
を装着したが、防振材の装着方式としては、第3図のよ
うな構造も考えられる。
Furthermore, in the above description, the vibration isolating material is attached except for the area where the vibration sensor 6 is attached, but as a method of attaching the vibration isolating material, a structure as shown in FIG. 3 can also be considered.

第3図(A)は振動伝達板8周辺部の断面図、第3図(
B)は上面図を示す。
FIG. 3(A) is a sectional view of the vicinity of the vibration transmission plate 8, and FIG.
B) shows a top view.

本実施例では、振動伝達板8の周辺部の表面(両面でも
片面でもよい)に防振材7.7を装着し、防振材7で挟
まれた振動伝達板8の端縁に振動センサ6を装着する。
In this embodiment, a vibration isolating material 7.7 is attached to the peripheral surface of the vibration transmitting plate 8 (which may be on both sides or one side), and a vibration sensor is attached to the edge of the vibration transmitting plate 8 sandwiched between the vibration isolating materials 7. Attach 6.

上記構成において、振動ペン3から入力された振動の横
波成分は、振動伝達板8の表面に装着された防振材7に
より大きく減衰し、振動センサ6により直接波としてほ
ぼ縦波弾性波のみを検出でき、横波弾性波の影響を軽減
させることができる。
In the above configuration, the transverse wave component of the vibration input from the vibrating pen 3 is greatly attenuated by the vibration isolating material 7 attached to the surface of the vibration transmission plate 8, and the vibration sensor 6 detects almost only the longitudinal elastic wave as a direct wave. can be detected and the influence of transverse elastic waves can be reduced.

なお、実際板状の振動伝達板を伝播する弾性波は板波と
呼ばれ、これは縦波を主成分とする対称波(S波)と横
波を主成分とする非対称波(a波)にわかれ、純粋な縦
波および横波はほとんど存在しないと考えられる。しか
し、上記構成においては、防振材7表面装着部において
振動減衰効果はS波よりa波に対しての方が大きく、振
動センサ6においてはS波は若干減衰するものの休演の
減衰が大きく、大きなレベルで検出される。
In addition, the elastic waves that actually propagate through a plate-shaped vibration transmission plate are called plate waves, which are divided into symmetric waves (S waves) whose main components are longitudinal waves and asymmetric waves (A waves) whose main components are transverse waves. It is thought that there are almost no pure longitudinal waves and pure transverse waves. However, in the above configuration, the vibration damping effect in the surface-attached portion of the vibration isolator 7 is greater for the A wave than for the S wave, and in the vibration sensor 6, although the S wave is slightly attenuated, the attenuation of the rest is large. detected at high levels.

第4図にセンサ近傍に防振材7を設けない場合に振動セ
ンサ6により得られる検出波形Aと、第3図のように振
動センサ6の近傍に防振材7を設ける場合に振動センサ
6で得られる波形Bを示す6図示のように、本実施例に
よれば、最初に到着するS波成分はほとんど減衰しない
が、a波成分は効果的に抑圧されていることがわかる。
FIG. 4 shows a detection waveform A obtained by the vibration sensor 6 when the vibration isolator 7 is not provided near the sensor, and a detection waveform A obtained by the vibration sensor 6 when the vibration isolator 7 is provided near the vibration sensor 6 as shown in FIG. As shown in Figure 6, which shows waveform B obtained in , it can be seen that according to this example, the S wave component that arrives first is hardly attenuated, but the A wave component is effectively suppressed.

従って、従来、特に振動センサ6から近距離で振動ペン
3によって入力した場合、縦波と横波の伝播遅延時間の
差が小さいため縦波検出波が横波と干渉し、検出精度が
低下していたが、第3図の構成によれば、近距離におい
ても高精度な座標検出が可能になる。
Therefore, conventionally, especially when input is made using the vibrating pen 3 at a short distance from the vibration sensor 6, the difference in propagation delay time between longitudinal waves and transverse waves is small, so the longitudinal wave detection wave interferes with the transverse wave, reducing detection accuracy. However, according to the configuration shown in FIG. 3, highly accurate coordinate detection is possible even at short distances.

以下に、座標検出系の構造につき詳細に示しておく。The structure of the coordinate detection system will be explained in detail below.

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ツ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
に対応した表示器11°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 transmitting plate 8 is placed on a display 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. In other words, a dot is displayed at a position 11 degrees above the display corresponding to the detected coordinates of the vibrating pen 3, and the image composed of elements such as points and lines input by the vibrating pen 3 is as if written on paper. Appears after the trajectory of the vibrating pen as if it were done.

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 an input method such as having the vibrating pen select the menu item or displaying a prompt and touching the vibrating pen 3 at a predetermined position is possible. You can also use

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.

第5図は振動ペン3の構造を詳細に示している。振動ペ
ン3に内蔵された振動子4は、振動子駆動回路2により
駆動される。振動子4の駆動信号は第1図の演算および
制御回路1から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2によっ
て所定のゲインで増幅された後、振動子4に印加される
FIG. 5 shows the structure of the vibrating pen 3 in detail. A vibrator 4 built into the vibrating pen 3 is driven by a vibrator drive circuit 2. The drive signal for the vibrator 4 is supplied as a low-level pulse signal from the arithmetic and control circuit 1 shown in FIG.
After being amplified by a predetermined gain by a vibrator drive circuit 2 capable of low impedance driving, the signal is applied to the vibrator 4 .

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。
The electrical drive signal is converted into mechanical ultrasonic vibration by the vibrator 4 and transmitted to the diaphragm 8 via the horn section 5.

振動子4の振動周波数はアクリル、ガラスなどの振動伝
達板8に板波を発生させ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に対して第5図
の垂直方向に振動子4が主に振動するような振動モード
が選択される。また、振動子4の振動周波数を振動子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。
The vibration frequency of the vibrator 4 is selected to a value that can generate plate waves on the vibration transmission plate 8 made of acrylic, glass, or the like. Further, when driving the vibrator, a vibration mode is selected in which the vibrator 4 mainly vibrates in the vertical direction in FIG. 5 with respect to the vibration transmission plate 8. Also, the vibration frequency of the vibrator 4 is set to
Efficient vibration conversion is possible by setting the resonance frequency to .

上記のようにして振動伝達板8に伝えられる弾性波は板
波であり、前記のようにこの板波には、主に縦波成分の
対称波であるS波と、主に横波成分の非対称波であるa
波が含まれるが、本実施例では分散の小さいS波を用い
る。
The elastic wave transmitted to the vibration transmission plate 8 as described above is a plate wave, and as mentioned above, this plate wave includes an S wave, which is a symmetrical wave of mainly longitudinal wave components, and an asymmetric wave, mainly of transverse wave components. a which is a wave
Although S waves are included, this embodiment uses S waves with small dispersion.

再び、第1図(A)において、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、後述の波形検出処
理により、各センナへの振動到着タイミングを検出する
。この検出タイミング信号は演算制御回路lに入力され
る。
Again, in FIG. 1(A), the vibration sensor 6 provided at the corner of the vibration transmission plate 8 is also constituted by a mechanical to electrical conversion element such as a piezoelectric element. The output signals of each of the three vibration sensors 6 are input to a waveform detection circuit 9, and the timing of vibration arrival at each sensor is detected by waveform detection processing to be described later. This detection timing signal is input to the arithmetic control circuit l.

演算制御回路lは波形検出回路から入力された検出タイ
ミングにより各センサへの振動伝達時間を検出し、さら
にこの振動伝達時間から振動ペン3の振動伝達板8上で
の座標入力位置を検出する。
The arithmetic control circuit 1 detects the vibration transmission time to each sensor based on the detection timing input from the waveform detection circuit, and further detects the coordinate input position of the vibrating pen 3 on the vibration transmission plate 8 from this vibration transmission time.

検出された振動ペン3の座標情報は演算制御回路1にお
いて表示器11’による出力方式に応じて処理される。
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'.

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lOを介して表示器11’の出力動作を
制御する。
That is, the arithmetic control circuit controls the output operation of the display 11' via the video signal processing device IO based on the input coordinate information.

第6図は第1図の演算制御回路lの構造を示している。FIG. 6 shows the structure of the arithmetic control circuit l shown in FIG.

ここでは主に振動ペン3の駆動系および振動センサ6に
よる振動検出系の構造を示している。
Here, the structure of the drive system of the vibrating pen 3 and the vibration detection system using the vibration sensor 6 are mainly shown.

マイクロコンピュータ11は内部カウンタ、ROMおよ
びRAMを内蔵している。駆動信号発生回路12は第1
図(A)の振動子駆動回路2に対して所定周波数の駆動
パルスを出力するもので、マイクロコンピュータ11に
より座標演算用の回路と同期して起動される。
The microcomputer 11 includes an internal counter, ROM, and RAM. The drive signal generation circuit 12
It outputs a drive pulse of a predetermined frequency to the vibrator drive circuit 2 shown in FIG. 2A, and is activated by the microcomputer 11 in synchronization with the coordinate calculation circuit.

カウンタ13の計数値はマイクロコンピュータ11によ
りラッチ回路14にラッチされる。
The count value of the counter 13 is latched into the latch circuit 14 by the microcomputer 11.

一方、波形検出回路9は、振動センサ6の出力から後述
のようにして振動伝達時間を計測するための検出信号の
タイミング情報を出力する。これらのタイミング情報は
入力ボート15にそれぞれ入力される。波形の検出はあ
る一定のしきい値による検出などの方法を用いるが、筆
圧、振動伝達距離などの影響を避けるためこのしきい値
を可変制御してもよい。あるいは波形が安定して検出で
きる他の方法を用いてもよい。
On the other hand, the waveform detection circuit 9 outputs timing information of a detection signal for measuring vibration transmission time from the output of the vibration sensor 6 as described later. These timing information are input to the input ports 15, respectively. A method such as detection using a certain threshold value is used to detect the waveform, but this threshold value may be variably controlled to avoid the influence of pen pressure, vibration transmission distance, etc. Alternatively, other methods that can stably detect waveforms may be used.

波形検出回路9から入力されるタイミング信号は入カポ
−)15に入力され、ラッチ回路14内の各振動センサ
6に対応する記憶領域に記憶され、その結果がマイクロ
コンピュータ11に伝えられる。
A timing signal inputted from the waveform detection circuit 9 is inputted to an input capacitor 15, stored in a storage area corresponding to each vibration sensor 6 in the latch circuit 14, and the result is transmitted to the microcomputer 11.

すなわち、カウンタ13の出力データのラッチ値として
振動伝達時間が表現され、この振動伝達時間値により座
標演算が行なわれる。このとき、判定回路16は複数の
振動センサ6からの波形検出のタイミング情報がすべて
入力されたかどうかを判定し、マイクロコンピュータ1
1に報知する0表示器11°の出力制御処理は入出力ボ
ート17を介して行なわれる。
That is, the vibration transmission time is expressed as a latch value of the output data of the counter 13, and coordinate calculation is performed using this vibration transmission time value. At this time, the determination circuit 16 determines whether all waveform detection timing information from the plurality of vibration sensors 6 has been input, and
The output control process of the 0 indicator 11° which informs the 1 is performed via the input/output port 17.

たとえば、第7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53の位置に配置すると、
第6図に関連して説明した処理によって振動ペン3の位
置Pから各々の振動センサ6の位置までの直線圧fid
l−d3を求めることができる。さらに演算制御回路l
でこの直線距離d1〜d3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。
For example, if three vibration sensors 6 are placed at the corners of the vibration transmission plate 8 at positions 53 from SL as shown in FIG.
By the process explained in connection with FIG. 6, the linear pressure fid from the position P of the vibrating pen 3 to the position of each vibration sensor 6 is
ld3 can be obtained. Furthermore, the arithmetic control circuit
Based on this straight line distance d1 to d3, the position P of the vibrating pen 3 is
The coordinates (x, y) of can be determined from the 3-square theorem as follows.

x=X/2+ (d 1 +d2)(d 1−d2)/
2X・・・(1) y=Y/2+ (dl+d3)(di−d3)/2Y・
・・(2) ここでX、YはS2、S3の位置の振動センサ6と原点
(位置St)のセンサのX、Y軸に沿った距離である。
x=X/2+ (d 1 + d2) (d 1 - d2)/
2X...(1) y=Y/2+ (dl+d3)(di-d3)/2Y・
(2) 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 St).

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。
As described above, the position coordinates of the vibrating pen 3 can be detected in real time.

[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
ら入力された振動の縦波成分を振動伝達板に複数設けら
れたセンサにより検出し振動伝達板上での振動の縦波成
分の伝達時間に基づき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、前記振動伝達板
の外縁部表面ないし裏面の所定位置に振動を吸収する防
振材を設けた構成を採用しているので、振動伝達板の外
縁部表面ないし裏面の所定位置に設けられた振動を吸収
する防振材により振動伝達板の伝達振動のうちレベルが
大きく、縦波成分の検出に悪影響を与える厚み方向の横
波成分を効果的に減衰することができ、縦波成分の伝達
時間検出に基づく座標検出精度を大きく向上できるとい
う優れた効果がある。
[Effects of the Invention] As is clear from the above, according to the present invention, the longitudinal wave component of the vibration input from the vibrating pen is detected by a plurality of sensors provided on the vibration transmission plate, and the vibration on the vibration transmission plate is detected. In the coordinate input device that detects the coordinates of the vibrating pen on the vibration transmission plate based on the transmission time of the longitudinal wave component, a vibration isolating material for absorbing vibration is provided at a predetermined position on the outer edge surface or back surface of the vibration transmission plate. Since this structure adopts a vibration-absorbing material that absorbs vibrations provided at a predetermined position on the outer edge surface or back surface of the vibration transmission plate, the level of transmitted vibration of the vibration transmission plate is large, and the longitudinal wave component can be detected. This has the excellent effect of being able to effectively attenuate the transverse wave component in the thickness direction that adversely affects the image quality, and greatly improving the accuracy of coordinate detection based on the detection of the propagation time of the longitudinal wave component.

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

第1図(A)は本発明を採用した座標入力装置の構成を
示した説明図、第1図(B)は第1図(A)の振動伝達
板周辺部の断面図、第1図(C)は防振材を振動伝達板
の両面に設けた場合の断面図、第2図は異なる振動伝達
板周辺部の構造を示した断面図、第3図(A)はさらに
異なる振動伝達板周辺部の構造を示した断面図、第3図
(B)は第3図(A)の構造における上面図、第4図は
本発明における振動波形特性を示した波形図、第5図は
第1図の振動ペンの構造を示した説明図、第6図は第1
図の演算制御回路の構造を示したブロック図、第7図は
振動センサの配置を示した説明図である。 1・・・演算制御回路  3・・・振動ペン4・・・振
動子     6・・・振動センサ7.71.72・・
・防振材 8・・・振動伝達板 S噴部分 Oシ5#ノか 第4ピ±JΣ栴午1゛1主11示し丁こワン(ヒを[配
]第4図 第5図 □(]町鳴ノ針J噛n苦シ;す)
FIG. 1(A) is an explanatory diagram showing the configuration of a coordinate input device adopting the present invention, FIG. 1(B) is a sectional view of the vicinity of the vibration transmission plate in FIG. 1(A), and FIG. C) is a cross-sectional view when vibration isolating materials are provided on both sides of the vibration transmission plate, Figure 2 is a cross-sectional view showing the structure of the surrounding area of a different vibration transmission plate, and Figure 3 (A) is a further different vibration transmission plate. 3(B) is a top view of the structure of FIG. 3(A), FIG. 4 is a waveform diagram showing the vibration waveform characteristics of the present invention, and FIG. 5 is a sectional view showing the structure of the peripheral part. Figure 1 is an explanatory diagram showing the structure of the vibrating pen, Figure 6 is the
FIG. 7 is a block diagram showing the structure of the calculation control circuit shown in the figure, and FIG. 7 is an explanatory diagram showing the arrangement of vibration sensors. 1... Arithmetic control circuit 3... Vibration pen 4... Vibrator 6... Vibration sensor 7.71.72...
・Vibration isolating material 8... Vibration transmission plate S spout part ] Machi Naru no needle J biting pain;su)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1)振動ペンから入力された振動の縦波成分を振動伝達
板に複数設けられたセンサにより検出し振動伝達板上で
の振動の縦波成分の伝達時間に基づき前記振動ペンの振
動伝達板上での座標を検出する座標入力装置において、
前記振動伝達板の外縁部表面ないし裏面の所定位置に振
動を吸収する防振材を設けたことを特徴とする座標入力
装置。
1) The longitudinal wave component of the vibration input from the vibrating pen is detected by a plurality of sensors provided on the vibration transmission plate, and based on the transmission time of the longitudinal wave component of the vibration on the vibration transmission plate, the vibration transmission plate of the vibrating pen is detected. In a coordinate input device that detects coordinates at
A coordinate input device characterized in that a vibration isolating material for absorbing vibrations is provided at a predetermined position on the outer edge surface or back surface of the vibration transmission plate.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0597228A2 (en) * 1992-10-01 1994-05-18 Canon Kabushiki Kaisha Coordinate input apparatus
JP2015138196A (en) * 2014-01-23 2015-07-30 ヤマハ株式会社 Electronic percussion instrument blow detection device

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