JPH02110618A - Coordinate input device - Google Patents

Coordinate input device

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JPH02110618A
JPH02110618A JP63262708A JP26270888A JPH02110618A JP H02110618 A JPH02110618 A JP H02110618A JP 63262708 A JP63262708 A JP 63262708A JP 26270888 A JP26270888 A JP 26270888A JP H02110618 A JPH02110618 A JP H02110618A
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vibration
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vibration transmission
plate
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Abstract

PURPOSE:To prevent the interference of vibration, and to detect a correct coordinate by providing a supporting member which is in contact directly with a vibration transmission plate through a surface and supports the vibration transmission plate, and setting the vibration transmission speed of the supporting member slower than the vibration transmission speed of the vibration transmission plate. CONSTITUTION:The vibration transmission plate 8 is made of glass, and the supporting member 30 is made of the material of acrylic resin, etc. When the vibration is impressed upon a point A on the vibration transmission plate 8 from a vibration pen 3, the state of the vibration becomes like 2A. Besides, when the vibration passes through the member 30, the vibration like 2B is excited. On the assumption that the head of the inputted vibration of the transmission plate 8 reaches the point C after certain time elapses, the state of the vibration becomes as shown by 2C. If the speed of the transmission in the transmission plate 8 of a wave propagating in the member 30 is slow, it becomes like 2E. Thus, by making the transmission speed in the member 30 slower than the transmission speed in the transmission plate 8, waveform to be detected at the point C is never influenced even if the transmission plate 8 is arranged, and the distortion of a signal to be detected by a vibration sensor can be made smaller, and correct vibration detecting timing can be obtained.

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製蓋やプリンタな
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, figures, etc. is output to a display lid 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3
導を検出する方式。
2) Electromagnetic or static electricity such as conductive sheets placed opposite each other 3
A method for detecting conduction.

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、上記のような従来装置には次のような欠点があ
る。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the conventional device as described above has 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、精度、分解能の割には
比較的高価なものとなる。
In other words, in the above-mentioned resistive film type, the uniformity of the resistor directly affects the accuracy of graphic input, so a resistor with particularly excellent uniformity is required, and it is relatively expensive considering its accuracy and resolution. Become something.

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。
Two resistive films are required, one for the X coordinate and one for the Y coordinate, so
It also has the disadvantage of reduced transparency.

また、電磁3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。
In addition, the electromagnetic three-conductor type 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、従来の超音波振動を用いる座標入力装置では、
人力ペンで発生した振動が振動伝達板中を伝播して変換
素子に到達するまでの遅延時間を検出する方式が用いら
れている。この方式において、表面波を用いると、入力
ペンで座標を入力する際に振動伝達板上に手をついたり
、物を置いたりした場合、また振動伝達板の表面に傷な
どがあった場合に表面波がその部分を通過することがで
きず、表面波がセンサに到達することができず、座標検
出が行なえなくなるという欠点がある。
Furthermore, with conventional coordinate input devices that use ultrasonic vibration,
A method is used to detect the delay time during which vibrations generated by a human-powered pen propagate through a vibration transmission plate and reach a conversion element. In this method, when surface waves are used, if you touch or place an object on the vibration transmission plate when inputting coordinates with an input pen, or if there is a scratch on the surface of the vibration transmission plate, There is a drawback that the surface waves cannot pass through that part, the surface waves cannot reach the sensor, and coordinate detection cannot be performed.

一方、薄い板状のものを伝播する板波は、上述の現象が
表面波はど顕著ではなく、伝播媒体上に手をついた場合
でも、振動は多少減衰するものの通過することができる
。従って、この方式による座標入力装置を構成するため
には、表面波を用いるものよりも板波を用いた方がより
安定した座標検出を行なえることはいうまでもない。
On the other hand, in the case of a plate wave propagating through a thin plate-like object, the above-mentioned phenomenon is not as pronounced as in a surface wave, and even if a hand is placed on the propagation medium, the wave can pass through the wave, although the vibration is somewhat attenuated. Therefore, in order to construct a coordinate input device based on this method, it goes without saying that more stable coordinate detection can be performed by using a plate wave than by using a surface wave.

板波は有限の厚さを伝わる波であり、ラム波とも呼ばれ
るが、装置の構成、大きさ、重量、人力振動のエネルギ
ー(消費電力に大きく影響する)などを考慮すると、例
えば振動伝達板は、その材料をアルミニウムとすると、
その厚さはコンマ数mmからせいぜい2〜3mm程度で
ある。従って、座標入力装置が大型化すれは振動伝達板
も大ぎくなり、例えば座標を入力する際などに人力面が
大きく変形して操作性が悪くなるばかりでなく、機械的
な強度を恒久的に保つことができない。
A plate wave is a wave that propagates through a finite thickness, and is also called a Lamb wave. However, considering the configuration, size, weight, and energy of human vibration (which greatly affects power consumption) of the device, for example, a vibration transmission plate is a wave that propagates through a finite thickness. , if the material is aluminum,
Its thickness ranges from a few tenths of a millimeter to about 2 to 3 mm at most. Therefore, as the coordinate input device becomes larger, the vibration transmission plate also becomes larger, which not only deforms the human power surface greatly when inputting coordinates, resulting in poor operability, but also permanently reduces mechanical strength. I can't keep it.

[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
ベンから人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ベ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
と面で直接接触し振動伝達板を支持する支持部材が設け
られ、この支持部材の振動伝達速度が前記振動伝達板の
振動伝達速度よりも遅く設定される構成を採用した。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, in the present invention, vibrations manually applied from a vibration vent are detected by a plurality of sensors provided on a vibration transmission plate, and the vibrations of the vibration vent are transmitted. In a coordinate input device that detects coordinates on a plate, a support member is provided that directly contacts the vibration transmission plate on a surface and supports the vibration transmission plate, and the vibration transmission speed of the support member is determined by the vibration transmission speed of the vibration transmission plate. We adopted a configuration that is set slower than the speed.

[作 用] 以上の構成によれば、振動伝達板と直接、面により接触
し振動伝達板を支持する支持部材の振動伝達速度が、振
動伝達板の振動伝達速度よりも遅く設定されているので
、振動センサに伝達される振動波成分は支持部材を伝達
される振動の干渉に影響されることがない。また、支持
部材により振動伝達板を支持するため、人力面の強度が
保証される。
[Function] According to the above configuration, the vibration transmission speed of the support member that is in direct surface contact with the vibration transmission plate and supports the vibration transmission plate is set to be slower than the vibration transmission speed of the vibration transmission plate. The vibration wave component transmitted to the vibration sensor is not affected by interference of vibration transmitted through the support member. Furthermore, since the vibration transmission plate is supported by the support member, strength in terms of human power is guaranteed.

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

第1図は本発明を採用した座標入力装置の全体構造を示
している。第1図の装置は振動伝達板8から成る人力タ
ブレットに振動ペン3によって座標人力を行なうための
ものである。
FIG. 1 shows the overall structure of a coordinate input device employing the present invention. The apparatus shown in FIG. 1 is for performing coordinate manual input using a vibrating pen 3 on a human powered tablet comprising a vibration transmitting plate 8.

図において符号8で示されたものは、前記の振動伝達板
で振動ベン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。
The vibration transmitting plate designated by the reference numeral 8 in the figure transmits the vibration transmitted from the vibrating ben 3 to three vibration sensors 6 provided at its corners.

本実施例では振動ベン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
ことにより振動ベン3の振動伝達板8上での座標を検出
する。
In this embodiment, the coordinates of the vibration ben 3 on the vibration transmission plate 8 are detected by measuring the transmission time of the ultrasonic vibration transmitted from the vibration ben 3 to the vibration sensor 6 via the vibration transmission plate 8.

振動伝達板8に超音波振動を伝達させる振動ベン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 vibration ben 3 transmits ultrasonic vibration to the vibration transmission 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.

振動ベン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。電気伝達される。
A vibrator 4 built into the vibrator 3 is connected to a vibrator drive circuit 2.
Driven by. A drive signal for the vibrator 4 is supplied as a low-level pulse signal from the arithmetic and control circuit 1 shown in FIG. 1, and a vibrator drive circuit 2 capable of low-impedance driving
After being amplified by a predetermined gain, the signal is applied to the vibrator 4. electrically transmitted.

振動子4の振動周波数は振動伝達板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 in the vibration transmission plate 8. Further, when driving the vibrator, a vibration mode in which the vibrator 4 mainly vibrates in a direction perpendicular to the vibration transmission plate 8 is selected. Further, by setting the vibration frequency of the vibrator 4 to the resonance frequency of the vibrator 4, efficient vibration conversion is possible.

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、表面波などに比して振動伝達板8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。
The elastic waves transmitted to the vibration transmission plate 8 as described above are plate waves, which have the advantage that they are less susceptible to the effects of scratches, obstacles, etc. on the surface of the vibration transmission plate 8 compared to surface waves.

第2図は本発明による座標入力装置の振動伝達板周辺の
支持構造を示している。第2図において符号8は入力タ
ブレットとしての振動伝達板で、アルミニウム合金など
の金属板からなり、その厚みは板波を少ない入力エネル
ギー(振動子の消費電力)で効率よく伝達させるため数
mm以内としである。符号7は振動ベン3によって入力
された振動が振動伝達板8を端面で反射し、直接振動セ
ンサに入力される波に干渉するのを防止する反射防止材
、符号31は座標入力有効エリアに対して反射防止材7
の外側で振動伝達板を位置決めし、支持部材30ととも
にネジ(32)止めにより振動伝達板8を固定する入力
タブレットの上ケースである。支持部材30は薄い振動
伝達板8を補強し、入力面の強度を保証する。
FIG. 2 shows a support structure around the vibration transmission plate of the coordinate input device according to the present invention. In Fig. 2, reference numeral 8 denotes a vibration transmission plate as an input tablet, which is made of a metal plate such as aluminum alloy, and its thickness is within a few mm in order to efficiently transmit plate waves with little input energy (power consumption of the vibrator). It's Toshide. Reference numeral 7 indicates an anti-reflection material that prevents the vibration input by the vibration ben 3 from reflecting on the end face of the vibration transmission plate 8 and interfering with the waves directly input to the vibration sensor. Reference numeral 31 indicates an anti-reflection material for the coordinate input effective area. Anti-reflection material 7
This is the upper case of the input tablet in which the vibration transmission plate 8 is positioned on the outside of the input tablet and the vibration transmission plate 8 is fixed together with the support member 30 by screws (32). The support member 30 reinforces the thin vibration transmission plate 8 and ensures the strength of the input surface.

振動伝達板8の周辺部の上ケース31の内側に相当する
振動伝達板8の裏面には、振動センサ6が固定されてお
り、この振動センサ6により振動ベン3から人力された
振動が検出される。
A vibration sensor 6 is fixed to the back surface of the vibration transmission plate 8 corresponding to the inside of the upper case 31 in the peripheral area of the vibration transmission plate 8, and this vibration sensor 6 detects the vibration manually applied from the vibration bench 3. Ru.

本実施例では、振動伝達板8の振動伝達速度よりも支持
部材30の振動伝達速度の方が遅くなるように支持部材
30の材質(プラスチックなどを用いる)、厚みなどを
選択しである。以下、この理由を説明する。
In this embodiment, the material (plastic or the like), thickness, etc. of the support member 30 are selected so that the vibration transmission speed of the support member 30 is slower than the vibration transmission speed of the vibration transmission plate 8. The reason for this will be explained below.

第3図は振動伝達板8と、支持部材30を伝わる振動を
模式的に示したものである。ここで、振動伝達板8上に
振動ベン3から振動がA点で加えられたとする。その時
、A点における振動の様子を、横軸に時間軸をとって示
すと第3図の符号2Aのようになる。また、その振動が
支持部材30を通過すると、符号2Bのような振動が励
起される。入力された振動伝達板8の振動の先頭がある
時間の後に0点に到達したとすれば、その波形は同様に
して第3図符号2Cに示すようになる。
FIG. 3 schematically shows vibrations transmitted through the vibration transmission plate 8 and the support member 30. Here, it is assumed that vibration is applied to the vibration transmitting plate 8 from the vibration vent 3 at point A. At that time, when the state of vibration at point A is shown with the time axis plotted on the horizontal axis, it becomes as shown by reference numeral 2A in FIG. Further, when the vibration passes through the support member 30, a vibration as indicated by reference numeral 2B is excited. If the beginning of the input vibration of the vibration transmission plate 8 reaches the 0 point after a certain time, its waveform will similarly become as shown by reference numeral 2C in FIG. 3.

ここで、本実施例と異なり、支持部材30を伝播する波
が振動伝達板8中を伝わる速度よりも速ければ点りの位
置まで進んで符号2Dのように、遅ければ符号2Eのよ
うになる。これらの支持部材30を伝わる波は逆に振動
伝達板8に影響を及ぼし、符号2Dのような現象が起こ
れば直接振動伝達板8を伝播してきた波2Cに影響を及
ぼす。
Here, unlike the present embodiment, if the wave propagating through the support member 30 is faster than the speed propagating through the vibration transmission plate 8, it will proceed to the dot position as shown by the symbol 2D, and if it is slower, it will become as shown by the symbol 2E. . The waves that propagate through these support members 30 adversely affect the vibration transmission plate 8, and if a phenomenon like symbol 2D occurs, it directly affects the waves 2C that have propagated through the vibration transmission plate 8.

振動伝達板に取り付けられた振動センサ6が検出する検
出信号波形は、符号2Dのような状態では出力レベルは
小さいが、まず途中まで支持部材30を通過し、途中か
ら振動伝達板8を通過してきた波を検出し、次に振動伝
達板8だけを伝播してきた波を検出することになる。つ
まり、支持部材30の振動伝達速度の方が速いと、振動
伝達板8、支持部材30で伝達される波が干渉しあって
、振動センサ6で検出すべき振動伝達板8上の振動波形
を歪ませ、座標入力装置自体の精度の低下を招くことに
なる。
The detection signal waveform detected by the vibration sensor 6 attached to the vibration transmission plate has a small output level in the state shown by reference numeral 2D, but it first passes through the support member 30 halfway and then passes through the vibration transmission plate 8 halfway. Then, the waves propagating only through the vibration transmission plate 8 are detected. In other words, if the vibration transmission speed of the support member 30 is faster, the waves transmitted by the vibration transmission plate 8 and the support member 30 will interfere with each other, causing the vibration waveform on the vibration transmission plate 8 to be detected by the vibration sensor 6 to be This results in distortion and a decrease in the accuracy of the coordinate input device itself.

逆に、本実施例のように支持部材30中の振動伝達速度
が振動伝達板8中の伝達速度よりも遅ければ、0点で検
出される波形は、振動伝達板8を設けても影響を受ける
ことはなく、振動センサ6で検出される信号の歪みを小
さくでき、正確な振動検出タイミングを得ることができ
、従って、後述の座標検出処理においては、正確な振動
伝達時間に基づき正確な座標値を得ることができる。
Conversely, if the vibration transmission speed in the support member 30 is slower than the transmission speed in the vibration transmission plate 8 as in this embodiment, the waveform detected at the 0 point will not be affected even if the vibration transmission plate 8 is provided. Therefore, in the coordinate detection process described later, accurate coordinates can be determined based on the accurate vibration transmission time. value can be obtained.

以上の説明は、振動伝達板8−8−上のある点における
現象について述べたものであるが、支持部材30と振動
伝達板8が同様に接触していれば連続的に支持部材30
と振動伝達板8の伝達波形の干s 肯 でシ シイ J 渉が生じる。しかし、その場合でも、振ゼ動−云會栃各
を通過する波の速度が振動伝達板8のそれよりも遅けれ
ば、本来検出すべき振動波2Cは影響を受けず、振動セ
ンサ6により正確な振動検出波形を得ることができる。
The above explanation describes the phenomenon at a certain point on the vibration transmission plate 8-8-, but if the support member 30 and the vibration transmission plate 8 are in contact in the same way, the support member 30
Interference occurs due to the interference of the transmitted waveform of the vibration transmission plate 8. However, even in that case, if the speed of the wave passing through each vibration transmission plate 8 is slower than that of the vibration transmission plate 8, the vibration wave 2C that should be detected will not be affected, and the vibration sensor 6 will be able to accurately detect the vibration wave 2C. A vibration detection waveform can be obtained.

なお、振動伝達板8としてはガラス、支持部材30とし
てはアクリルなどの透明な材質を用いてよい。これらの
部材に透明な材料を用いる場合には、入力タブレットの
下部に原稿を置いてトレースするような用途に用いたり
、あるいはタブレットの下部に表示器を配置し、タブレ
ットから入力された軌跡を表示することが考えられる。
Note that the vibration transmission plate 8 may be made of glass, and the support member 30 may be made of a transparent material such as acrylic. When using transparent materials for these members, it is possible to place a document at the bottom of the input tablet and use it for tracing purposes, or to place a display device at the bottom of the tablet to display the trajectory input from the tablet. It is possible to do so.

特に、表示器を用いる場合には、手書きの文字、図形な
どを入力位置に同一サイズで表示することにより、紙に
書込を行なうのと同じような良好な操作性を実現できる
。また、支持部材30および振動伝達板8の結合構造が
ネジ止めに限定されないのはもちろんである。
In particular, when a display is used, by displaying handwritten characters, figures, etc. in the same size at the input position, good operability similar to that of writing on paper can be achieved. Furthermore, it goes without saying that the coupling structure between the support member 30 and the vibration transmission plate 8 is not limited to screwing.

再び第1図において、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に人力され、後段の演算制御回路1によ
って処理可能な検出信号に変換される。演算制御装置1
は振動伝達時間の測定処理を行ない、振動ベン3の振動
伝達板8上での座標位置を検出する。
Referring again to FIG. 1, 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 the waveform detection circuit 9 and converted into detection signals that can be processed by the arithmetic control circuit 1 in the subsequent stage. Arithmetic control device 1
performs vibration transmission time measurement processing and detects the coordinate position of the vibration ben 3 on the vibration transmission plate 8.

第4図は第1図の演算制御回路1の構造を示している。FIG. 4 shows the structure of the arithmetic control circuit 1 shown in FIG.

ここでは主に振動ベン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。以下、振動検出お
よび座標入力処理につき説明する。
Here, the structure of the drive system of the vibrating ben 3 and the vibration detection system using the vibration sensor 6 are mainly shown. The vibration detection and coordinate input processing will be explained below.

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 the figure, 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
人力ボート15にそれぞれ人力される。
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 manually inputted to each human-powered boat 15.

波形検出回路9から人力されるタイミング信号は入力ボ
ート15に人力され、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 manually input from the waveform detection circuit 9 is input to the input boat 15 and 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。
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.

第5図は第1図の波形検出回路9に人力される検出波形
と、それに基づく振動伝達時間の計測処理を説明するも
のである。第5図において符号41で示されるものは振
動ベン3に対して印加される駆動信号パルスである。こ
のような波形により駆動された振動ベン3から振動伝達
板8に伝達された超音波振動は振動伝達板8内を通って
振動センサ6に検出される。
FIG. 5 explains the detected waveform manually input to the waveform detection circuit 9 of FIG. 1 and the vibration transmission time measurement process based on the detected waveform. In FIG. 5, reference numeral 41 indicates a drive signal pulse applied to the vibrating ben 3. As shown in FIG. Ultrasonic vibrations transmitted from the vibration ben 3 driven by such a waveform to the vibration transmission plate 8 pass through the vibration transmission plate 8 and are detected by the vibration sensor 6.

振動伝達板8内を振動センサ6までの距離に応じた時間
tgをかけて進行した後、振動は振動センサ6に到達す
る。第5図の符号42は振動センサ6が検出した信号波
形を示している。本実施例において用いられる板波は分
散性の波であり、そのため検出波形のエンベロープ42
1と位相422の関係は振動伝達距離に応じて変化する
After traveling within the vibration transmission plate 8 for a time tg corresponding to the distance to the vibration sensor 6, the vibration reaches the vibration sensor 6. Reference numeral 42 in FIG. 5 indicates a signal waveform detected by the vibration sensor 6. The plate wave used in this embodiment is a dispersive wave, so the envelope 42 of the detected waveform
The relationship between 1 and phase 422 changes depending on the vibration transmission distance.

ここで、エンベロープの進む速度を群速度Vg、位相速
度をVpとする。この群速度および位相速度の違いから
振動ベン3と振動センサ6間の距離を検出することがで
きる。
Here, the speed at which the envelope advances is assumed to be group velocity Vg, and the phase velocity is assumed to be Vp. The distance between the vibration sensor 3 and the vibration sensor 6 can be detected from the difference in group velocity and phase velocity.

まず、エンベロープ421のみに着目すると、その速度
は■gであり、ある特定の波形上の点、たとえばピーク
を第5図の符号43のように検出d=Vg−tg   
              ・・・ (1)この式は
振動センサ6の1つに関するものであるが、同じ式によ
り他の2つの振動センサ6と振動ベン3の距離を示すこ
とができる。
First, if we focus only on the envelope 421, its speed is g, and a point on a certain waveform, for example, a peak, is detected as indicated by reference numeral 43 in FIG.
(1) Although this equation relates to one of the vibration sensors 6, the distances between the other two vibration sensors 6 and the vibration ben 3 can be expressed using the same equation.

さらに、より高精度な座標値を決定するためには、位相
信号の検出に基づく処理を行なう。第5図の位相波形4
22の特定の検出点、たとえば振動印加から、ピーク通
過後のゼロクロス点までの時間なtpとすれば振動セン
サと振動ペンの距離は d=n ・ λp+Vp +  tp        
・・・ (2)となる。ここでλpは弾性波の波長、n
は整数である。
Furthermore, in order to determine coordinate values with higher precision, processing based on phase signal detection is performed. Phase waveform 4 in Figure 5
22 specific detection points, for example, if tp is the time from vibration application to the zero cross point after passing the peak, then the distance between the vibration sensor and the vibration pen is d = n · λp + Vp + tp
... (2) becomes. Here, λp is the wavelength of the elastic wave, n
is an integer.

前記の(1)式と(2)式から上記の整数nは n=((Vg−tg −Vp−tp)  /λp + 
1 /N ] ・・・(3)と示される。ここでNはO
以外の実数であり、適当な数値を用いる。たとえばN=
2とし、群遅延時間tgのゆらぎが±1/2波長以内で
あれば、nを決定することができる。
From the above equations (1) and (2), the above integer n is n=((Vg-tg -Vp-tp) /λp +
1/N]...(3). Here N is O
Use an appropriate value. For example, N=
2, and if the fluctuation of the group delay time tg is within ±1/2 wavelength, n can be determined.

上記のようにして求めたnを(2)式に代入すルコとで
、振動ペン3および振動センサ6間の距離を正確に測定
することができる。
By substituting n determined as above into equation (2), the distance between the vibrating pen 3 and the vibration sensor 6 can be accurately measured.

第5図に示した2つの振動伝達時間tgおよびtpの測
定のため、波形検出回路9はたとえば第6図に示すよう
に構成することができる。
In order to measure the two vibration propagation times tg and tp shown in FIG. 5, the waveform detection circuit 9 can be configured as shown in FIG. 6, for example.

第6図において、振動センサ6の出力信号は前述の増幅
回路51により所定のレベルまで増幅される。
In FIG. 6, the output signal of the vibration sensor 6 is amplified to a predetermined level by the amplification circuit 51 described above.

増幅された信号はエンベロープ検出回路52に入力され
、検出信号のエンベロープのみが取り出される。抽出さ
れたエンベロープのピークのタイミングはエンベロープ
ピーク検出回路53によって検出される。ピーク検出信
号は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54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、演算制御回路1に入力される。
The amplified signal is input to the envelope detection circuit 52, and only the envelope of the detection signal is extracted. The timing of the peak of the extracted envelope is detected by the envelope peak detection circuit 53. From the peak detection signal, an envelope delay time detection signal Tg having a predetermined waveform is formed by a signal detection circuit 54 composed of a mono-multivibrator or the like, and is input to the arithmetic control circuit 1.

また、このTg信号と、遅延時間調整回路57によって
遅延された元信号からコンパレータ検出回路58により
位相遅延時間検出信号”rpが形成され、演算制御回路
1に入力される。
Further, a phase delay time detection signal "rp is formed by the comparator detection circuit 58 from this Tg signal and the original signal delayed by the delay time adjustment circuit 57, and is inputted to the arithmetic control circuit 1.

以上に示した回路は振動センサ6の1つ分のもので、他
のそれぞれ力センサに対しても同じ回路が設けられる。
The circuit shown above is for one vibration sensor 6, and the same circuit is provided for each of the other force sensors.

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〜h、位相遅延時間”rpt〜hのそれぞ
れh個の検出信号が演算制御回路1に入力される。
If the number of sensors is generalized to h, then h detection signals each of envelope delay time Tgl~h and phase delay time "rpt~h" are input to the arithmetic control circuit 1.

第1図の演算制御回路では上記のTgl〜h1Tpl〜
h信号を入力ボート15から人力し、各々のタイミング
をトリガとしてカウンタ13のカウント値をラッチ回路
14に取り込む。前記のようにカウンタ13は振動ペン
の駆動と同期してスタートされているので、ラッチ回路
14には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。
In the arithmetic control circuit of FIG. 1, the above Tgl~h1Tpl~
The h signal is input manually from the input port 15, and the count value of the counter 13 is taken into the latch circuit 14 using each timing as a trigger. As described above, since the counter 13 is started in synchronization with the driving of the vibrating pen, the latch circuit 14 receives data indicating the respective delay times of the envelope and the phase.

第7図のようにt辰動伝達板8の角部に3つの振動セン
サ6を符号S1からS3の位置に配置すると、第5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の位置までの直線距離d1〜d3を
求めることができる。
As shown in FIG. 7, when the three vibration sensors 6 are arranged at the positions S1 to S3 at the corners of the t-thin motion transmission plate 8, the vibration pen 3 is moved from the position P by the process explained in relation to FIG. Straight-line distances d1 to d3 to the positions of each vibration sensor 6 can be determined.

さらに演算制御回路1でこの直線距11i11dl〜d
3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。
Furthermore, the arithmetic control circuit 1 calculates the linear distance 11i11dl~d.
3, the coordinates (x, y) of the position P of the vibrating pen 3 can be determined from the 3-square theorem as shown in the following equation.

x=  X/2+(di  +  d2) (di  
−dz)/zx−(4)y−Y/2+(di + d3
) (di  −d3)/2Y・・・ (5)ここでX
%YはS2、S3の位置の振動センサ6と原点(位置S
l)のセンサのX、Y軸に沿った距離である。
x= X/2+(di + d2) (di
-dz)/zx-(4)y-Y/2+(di+d3
) (di - d3)/2Y... (5) where X
%Y is the vibration sensor 6 at the positions S2 and S3 and the origin (position S
l) is the distance along the X and Y axes of the sensor.

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。
In the manner 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おいて、前記振動伝達板と面で
直接接触し振動伝達板を支持する支持部材が設けられ、
この支持部材の振動伝達速度が前記振動伝達板の振動伝
達速度よりも遅く設定される構成を採用しているので、
振動伝達板と直接、面により接触し振動伝達板を支持す
る支持部材の振動伝達速度が、振動伝達板の振動伝達速
度より、も遅く設定されているので、振動センサに伝達
される振動波成分は支持部材を伝達される振動の干渉に
影響されることがなく、歪みのない振動検出波形に基づ
き正確な座標検出を行うことができる、支持部材により
振動伝達板を支持することにより人力面の強度が保証さ
れるなどの優れた効果がある。
[Effects of the Invention] As is clear from the above, according to the present invention, vibrations input from a vibrating pen are detected by a plurality of sensors provided on the vibration transmitting plate, and the coordinates of the vibrating pen on the vibration transmitting plate are determined. In the coordinate input device for detecting the vibration transmission plate, a support member is provided that directly contacts the vibration transmission plate on a surface and supports the vibration transmission plate,
Since the vibration transmission speed of this support member is set to be slower than the vibration transmission speed of the vibration transmission plate,
Since the vibration transmission speed of the support member that directly contacts the vibration transmission plate and supports the vibration transmission plate is set to be slower than the vibration transmission speed of the vibration transmission plate, the vibration wave component transmitted to the vibration sensor is is not affected by the interference of vibrations transmitted through the support member, and can perform accurate coordinate detection based on the undistorted vibration detection waveform.By supporting the vibration transmission plate with the support member, it is possible to reduce the amount of human effort required. It has excellent effects such as guaranteed strength.

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

第1図は本発明を採用した座標入力装置の構成を示す説
明図、第2図は本発明を採用した座標入力装置における
振動伝達板と支持部材の構成を示した説明図、第3図は
振動伝達板の支持構造の作用を説明した説明図、第4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
5図は振動ペンと振動センサの間の距m測定を説明する
検出波形を示した波形図、第6図は第1図の波形検出回
路の構成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・・・振動センナ8・・・振動伝達板  
51・・・前置増幅器15.16・・・人力ボート O・・・支持部材 2・・・エンベロープ検出回路 4.58・・・信号検出回路 9・・・A/D変換回路 5阪算佑11蓚旭蚤とのブ’o−、フ図第4図 馳雌看症2示し化迫椴図
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the configuration of a coordinate input device employing the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing the configuration of a vibration transmission plate and a support member in the coordinate input device employing the present invention, and FIG. An explanatory diagram explaining the operation of the support structure of the vibration transmission plate, Fig. 4 is a block diagram showing the structure of the arithmetic control circuit in Fig. 1, and Fig. 5 explains the measurement of the distance m between the vibrating pen and the vibration sensor. FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the waveform detection circuit of FIG. 1, 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 8... Vibration transmission plate
51... Preamplifier 15.16... Human powered boat O... Support member 2... Envelope detection circuit 4.58... Signal detection circuit 9... A/D conversion circuit 5 Sanyu Saka 11 B'o-, F diagram with the Asahi flea.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1)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おいて、前記振
動伝達板と面で直接接触し振動伝達板を支持する支持部
材が設けられ、この支持部材の振動伝達速度が前記振動
伝達板の振動伝達速度よりも遅く設定されることを特徴
とする座標入力装置。
1) In a coordinate input device that detects vibrations input from a vibrating pen using a plurality of sensors provided on a vibration transmitting plate to detect the coordinates of the vibrating pen on the vibration transmitting plate, A coordinate input device characterized in that a support member is provided to support a vibration transmission plate in contact with the support member, and a vibration transmission speed of the support member is set to be slower than a vibration transmission speed of the vibration transmission plate.
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