JPH02110619A - 座標入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、特に座標入力部材により所定の
座標入力を受ける入力タブレットとじての振動伝達板上
での機械的振動の伝達時間から入力タブレット上の入力
座標を検出する座標入力装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来より超音波振動を用いてＶｉ標大入力行なう技術が
知られている。例えば、ガラス、金属その他の振動伝達
材料から成る入力タブレットの角部などの所定位置に振
動センサを複数設け、振動子を先端部に設けた入力ペン
によってタブレットに振動入力を行ない、各振動センサ
への振動伝達時間を測定することによフてタブレット上
の振動伝達速度に基づいて振動入力点と各振動センサ間
の距離を測定し、この距離情報に基づいて入力点の座標
を決定する。振動センサ、振動子としてはピエゾ素子な
どの機械／電気、ないし電気／機械変換素子が用いられ
る。

このような方式における振動伝達時間の測定では、入力
ペンの５ＩＩｌｌ子に同期して計時手段をスタートさせ
、振動センサの出力波形を観測して、振動センサが振動
を検出したタイミングで計時手段を停止させる。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、従来方式では、座標検出において振動伝達距
離を決定する場合、振動伝達速度を一定の固定値として
扱っているため、温度変化などによって振動伝達速度が
変化した場合正確な距離測定が行なえないため、入力点
の座標に誤差が生じる。

［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、座標
入力部材により所定の座標入力を受ける入力タブレット
としての振動伝達板上での機械的振動の伝達時間から入
力タブレット上の大力座標を検出する座標入力装置にお
いて、前記座標入力部材に設けられた振動センサと、前
記振動伝達板の所定位置に配置された振動子および振動
センサとを有し、前記士辰動伝達板の振動子から振動伝
達板の振動センサへ伝達される振動の伝達時間と、前記
振動伝達板の振動子から前記振動伝達板を介して座標入
力部材の撮動センサに伝達される振動の伝達時間の比か
ら入力点の座標を検出する構成を採用した。

［作　用］ 以上の構成によれば、一定の位置関係を有する振動伝達
板上の振動子、振動センサの間の振動伝達時間と、振動
子および座標入力部材との間の振動伝達時間の比を用い
ることで座標演算が行なわれる。

［実施例］ 以下、図面に示す実施例に基づき、本発明の詳細な説明
する。

第１図は本発明を採用した座標入力装置の構造を示して
いる。第１図の装置では、ガラス、金属板などからなる
振動伝達板７を入力タブレットとして、ベン２によって
指示点の座標入力を行ない、入力された座標情報をこの
座標入力装置が接続されている情報処理装置に出力する
ようになっている。

本実施例においては振動伝達板７上の１辺の端部には振
励子ａ５、ｂ６が設けられたおり、また振動子ａ５、ｂ
６が設けられた辺に対向する辺部の中央には振動センサ
ａ１が設けられている。

第１図の装置は、振動伝達板７からなる人カタ。

ブレット上の所望点に座標入力を行なうための入力ペン
２を有しており、この入力ベン２の内部には振動子ａ５
、ｂ６から振動伝達板７に入力される振動を検出するた
めの振動センサｂ４が設けられている。入力ベン２の振
動センサｂ４に入力点の振動を伝達するためのペン先３
が設けられている。操作者は入力ペン２を通常のペンの
ように握り、ペン先３の先端部を振動伝達板７の所望の
入力点に接触させることで座標入力を行なう。

なお、振動センサａ１、ｂ４、振動子ａ５、ｂ６は圧電
素子などから構成される。

振動子ａ５、ｂ６の駆動は振動子駆動回路ａ１６、ｂ１
７によりそれぞれ所定のインターバルをもって間欠的に
行なわれる。駆動タイミングはＣＰＵ１５により決定さ
れる。

一方、振動センサａ１、振動センサｂ４の出力信号は増
幅回路ａ８、ｂ９に入力され、適宜（固定増幅率、ある
いは入力信号に応じた可変増幅率などにより）増幅され
、波形検出回路ａｌｏ、１）１１に入力される。

波形検出回路ａｌｏ、ｂｌｌは、増幅回路ａ８、ｂ９の
出力波形の所定パターンを検出することにより、振動セ
ンサａｌ、ｌ）４による振動検出のタイミングにおいて
ラッチ回路ａ１２、ｂ１３にパルスを入力する。

ラッチ回路ａ１２、ｂ１３は、波形検出回路ａｌｏ、ｂ
ｉｔからのパルスに同期して、カウンタ回路１４が出力
するクロックパルスをラッチするが、カウンタ回路１４
はＣＰＵ１５により振動子ａ５、ｂ６の間欠的な振動入
力ごとにリセット、スタートされており、従って、ラッ
チ回路ａ１２には振動センサａ１、ｂ４への振動伝達時
間がラッチされることになる。

次に以上の構成における動作につき詳細に説明する。

送り、同カウンタ回路１４のカウント値をクリアする。

次に、ＣＰＵ１５はスタート信号をカウンタ回路１４お
よび振動子駆動回路ａ１６に送り、このスタート信号に
よってカウンタ回路１４は必要とされる分解能に対応し
た周波数のクロックに対してカウントを開始し、同時に
振動子駆動回路ａ１６は振動子ａ５の共振周波数に対応
したパルス信号を振動子ａ５に出力する。このパルス信
号によって振動子ａ５は振動を発生し、振動伝達板７に
弾性波を出力する。

この振動波は振動伝達板７を伝わり、ペン先を介してペ
ン２に内蔵されたセンサｌ：１４に到達してここで電気
信号に変換され、増幅回路ｂ９を経て波形検出回路ｂｌ
ｌに至る。

波形検出回路ｂｉｔは振動波形を検出し、この検出信号
をラッチ回路’ｏｓ　３とＣＰＵ１５に出力する。ラッ
チ回路ｂ１３はこの検出信号をトリガとしてカウンタ回
路１４のカウント値を取り込み、ＣＰＵ１５はこの検出
信号に基づいてラッチ回路ｂ１３に保持されたデータを
取り込む。

この振動は振動伝達板７に固定された撮動センサａ１に
も到達し、ここで電気信号に変換され、増幅回路ａ８を
経て波形検出回路ａｌｏに至る。

波形検出回路ａｌｏは振動波形を検出し、この検出信号
をラッチ回路ａ８とＣＰＵ１５に出力する。ラッチ回路
ａ１２はこの検出信号をトリガとしてカウンタ回路１４
のカウント値を取り込み、ＣＰＵ１５はこの検出信号に
基づいてラッチ回路ａ１２に保持されたデータを取り込
む。センサａ１およびセンサｂ４における伝達遅延時間
をｔａＳｔｂとすれば、振動子ａ５から入力ペン２の指
示点までの距離ｒは、振動子８５〜振動伝達板上の振動
センサ１までの距１！１ＩｉＬを用いて、次式から求め
られる。

ｂ 以上のようにして振動子ａ５から入力ペン２のクリア信
号をカウンタ回路１４に送り、そのカラ次に、第３図を
用いて伝達遅延時間の検出方法に送る。以下、前記振動
子ａ５の場合と同様にして、振動子ｂ６から入力ペン２
の指示点までの距離を測定する（なお、振動子ｂ６〜セ
ンチ＋１への距離も同じくＬとする）。このようにして
求めた振動子ａ５および振動子ｂ６からペンの指示点ま
での距離をｒａ％　ｒｂＸ娠動子ａ５、ｂ６の距離を１
とすれば、第２図に示した指示点１８の振動子ｂ６の位
置を原点としたＸ、Ｙ座標は次式より求められる。

ｘ＝　　（Ａ　　２−ｒａ＋ｙｒ）／２１１　　　　　
　　　　・・・　（２）ｙ＝（可１）７７　　　　　・
・・（３）このような幾何学的計算で求めた座標値は、
情報処理装置に送られる。

この手順を繰り返すことによって、さらに連続して入力
される次の指示点を求めることができる。

号Ｓ３はこの検出信号のエンベロープ、符号ｓ４はこの
エンベロープのピーク検出信号である。図示のように、
伝達遅延時間ｔは、駆動パルスｓ１を出力してからピー
ク検出信号Ｓ４が発生するまでの時間を測定することに
よって求めることができる。

また、エンベロープ３の立上り、あるいは所定のしきい
値の超過を検出し、この検出信号をラッチ回路に出力す
ることによっても、前記同様に振動検出タイミングを決
定でき、伝達遅延時間を測定することができる。

第４図に、本発明の第２実施例の構成を示す。

本実施例においては、第１実施例で用いた振動子ａ５と
ｂ６を振動発生手段および振動検出手段の両方として用
いることが可能な圧電素子ａ１９、ｂ２０で置き換えて
いる。

第４図の装置では、一方の圧電素子が振動発生手段とし
て働いている場合、他方は第１実施例のセンサと同様な
振動検出手段として働くように制御される。

さらに、アナログスイッチ２１がＣＰＵ１５の圧電素子
ａｔ９、ｂ２０の撮動発生／検出の切り換えに同期した
選択信号に基づいて、振動検出手段として働いている側
の出力する電気信号を増幅回路ａ８に入力するようにし
である。

このような構成によれば、圧電素子ａｆ９、ｂ２０を交
互に第１図の振動子ａ５ないしｂ６／振動センサａ１と
して用いることにより、前述の実施例と同様の効果を得
ることができる。その場合、座標演算式が圧電素子ａ１
９、ｂ２０の位置に応じて変更されるのはもちろんであ
る。このような構成によれば、圧電素子の数を減少し、
装置の機械的構成部分を簡略化できるという優れた効果
がある。

［発明の効果］ 以上から明らかなように、本発明によれば、座標入力部
材により所定の座標入力を受ける入力タブレットとして
の撮動伝達板上での機械的振動の伝達時間から入力タブ
レット上の入力座標を検出する座標入力装置において、
前記座標入力部材に設けられた振動センサと、前記振動
伝達板の所定位置に配置された振動子および振動センサ
とを有し、前記振動伝達板の振動子から振動伝達板の振
動センサへ伝達される振動の伝達時間と、前記振動伝達
板の振動子から前記振動伝達板を介して座標入力部材の
振動センサに伝達される振動の伝達時間の比から入力点
の座標を検出する構成を採用しているので、温度などの
環境条件により振動伝達速度が変化しても、一定の位置
関係を有する振動伝達板上の振動子、振動センサの間の
振動伝達時間が実際の振動伝達速度の変化を反映するた
め、この振動伝達時間と座標入力部材との間の振動伝達
時間の比を用いることで高精度な座標入力処理を行なえ
るという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による座標入力装置の構成を示した説明
図、第２図は第１図の装置の振動座標検出処理を示した
説明図、第３図は第１図の装置の振動検出処理の一例を
示した波形図、第４図は異なる座標入力装置の構成を示
した説明図である。 １．４・・・振動センサ（ａ、ｂ） ２・・・入力ベン　　　　　３・・・ペン先５．６・・
・振動子（ａ、ｂ、）７・・・振動伝達板８．９・・・
増幅回路（ａ、ｂ、） １０．１１−・・波形検出回路（ａ、ｂ）１２．１３　
・・・ラッチ回路（ａ、ｂ）１４・・・カウンタ回路 １５・・・ＣＰＵ １６．１７・・・振動子駆動回路（ａ、ｂ）１９．２０
　・・・圧電素子（ａＳｂ、）１析（釣Ｉ？ゾ０ １８４社１、鴨 冷接１劃巳の訳明２ 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）座標入力部材により所定の座標入力を受ける入力タ
   ブレットとしての振動伝達板上での機械的振動の伝達時
   間から入力タブレット上の入力座標を検出する座標入力
   装置において、前記座標入力部材に設けられた振動セン
   サと、前記振動伝達板の所定位置に配置された振動子お
   よび振動センサとを有し、前記振動伝達板の振動子から
   振動伝達板の振動センサへ伝達される振動の伝達時間と
   、前記振動伝達板の振動子から前記振動伝達板を介して
   座標入力部材の振動センサに伝達される振動の伝達時間
   の比から入力点の座標を検出することを特徴とする座標
   入力装置。