JPH02110620A - Coordinate input device - Google Patents

Coordinate input device

Info

Publication number
JPH02110620A
JPH02110620A JP63262710A JP26271088A JPH02110620A JP H02110620 A JPH02110620 A JP H02110620A JP 63262710 A JP63262710 A JP 63262710A JP 26271088 A JP26271088 A JP 26271088A JP H02110620 A JPH02110620 A JP H02110620A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vibration
transmission plate
vibration transmission
support member
plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP63262710A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2654397B2 (en
Inventor
Katsuyuki Kobayashi
克行 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP26271088A priority Critical patent/JP2654397B2/en
Priority to ES89119345T priority patent/ES2081824T3/en
Priority to EP89119345A priority patent/EP0364983B1/en
Priority to DE68925455T priority patent/DE68925455T2/en
Publication of JPH02110620A publication Critical patent/JPH02110620A/en
Priority to US07/530,480 priority patent/US4980518A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2654397B2 publication Critical patent/JP2654397B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To realize a highly precise coordinate inputting by providing a supporting member in contact directly with a vibration transmission plate at its surface, and making the acoustic impedance of the supporting member different from that of the transmission plate, and setting the vibration damping ratio of it larger than that of the transmission plate. CONSTITUTION:The supporting member 30 is brought into contact with the vibration transmission plate 8 at its surface, and the acoustic impedance of the member 30 is made different from that of the transmitting plate 8, and besides, the vibration damping of the member 30 is set to be larger than that of the transmission plate 8. Accordingly, even though both are brought into contact with each other, vibration energy inputted to the transmission plate 8 by a vibration pen 3 is reflected by the boundary surface of both, and is difficult to be transmitted through the member 30. Besides, a part of the vibration energy transmitted to the member 30 is absorbed and attenuated more quickly because of the material of the member 30 which has the larger damping ratio compared with the transmission plate 8, and does not exercise influence upon the vibration propagating in the transmission plate 8. Therefore, it never distorts the vibration of the transmission plate 8, and never deteriorates the precision of waveform detection.

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
処理装置に人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
どの記録装冒に出力される。
[Prior Art] Coordinate input devices using various input pens, tablets, etc. have been known as devices for manually 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8
導を検出する方式。
2) Electromagnetic or static electricity such as conductive sheets placed opposite each other 8
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人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、その精度分解能のねり
には比較的高価なものとなる。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。
In other words, in the above-mentioned type that uses a resistive film, the uniformity of the resistor directly affects the accuracy of the graphic design, so a resistor with particularly excellent uniformity is required, and its precision resolution requires a relatively expensive Become something. 2 for X coordinate and 2 for Y coordinate
Since two resistive films are required, there is also the drawback that transparency decreases.

また、電1ifLJ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 electric 1ifLJ conductive type has electric wires arranged in a matrix, so it is not transparent, and the original
It is unsuitable for use over a display device, etc.

さらに、従来の超音波振動を用いる座標入力装置では、
入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
ペンで座標を人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 that detects the delay time during which vibrations generated by an input 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 manually 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人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, for plate waves propagating through a thin plate-shaped object, the above-mentioned phenomenon is not as pronounced as for surface waves, and even if you touch the propagation medium, the vibrations will be somewhat attenuated, but the waves will not pass through. can. Therefore, it goes without saying that in order to construct a human-powered coordinate system using this method, it is possible to perform more stable coordinate detection by using plate waves than by using surface waves.

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ば振動伝達板
も大きくなり、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 and impairs operability, but also makes it difficult to maintain mechanical strength permanently. I can't.

[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、この支持部材の音響インピーダンスが前記振動伝
達板と異なり、しかも支持部材の振vJ減衰比が前記振
動伝達板よりも大き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 input from a vibrating pen are detected by a plurality of sensors provided on a vibration transmission plate, and the vibrations of the vibrating pen are transmitted. A coordinate input device for detecting coordinates on a plate is provided with a support member that directly contacts the vibration transmission plate on a surface and supports the vibration transmission plate, and the acoustic impedance of the support member is different from that of the vibration transmission plate, and A configuration is adopted in which the vibration vJ damping ratio of the support member is set larger than that of the vibration transmission plate.

[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音響インピーダンス
が前記振動伝達板と異なり、しかも支持部材の振動減衰
比が前記振動伝達板よりも大きく設定されているので、
振動伝達板上を伝播する振動エネルギーが、支持部材に
入射する量を極力おさえることができ、たとえ支持部材
に入射した振動エネルギーがあったとしても、いち速く
減衰させることができる。また、支持部材により振動伝
達板を支持するため、入力面の強度が保証される。
[Function] According to the above configuration, the acoustic impedance of the support member that directly contacts the vibration transmission plate and supports the vibration transmission plate is different from that of the vibration transmission plate, and the vibration damping ratio of the support member is different from the vibration transmission plate. Since it is set larger than the transmission plate,
The amount of vibration energy propagating on the vibration transmission plate that is incident on the support member can be suppressed as much as possible, and even if there is vibration energy that is incident on the support member, it can be quickly attenuated. Furthermore, since the vibration transmission plate is supported by the support member, the strength of the input surface is guaranteed.

[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。
[Example] Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the example shown in the drawings.

第1図は本発明を採用した座標人力装置の全体tFJ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I〜に振動ペン3によって座標入力を行なう
ためのものである。
FIG. 1 shows the overall tFJ construction of a coordinate manpower device employing the present invention. The apparatus shown in FIG. 1 is for inputting coordinates to a human-powered tablet I~ made up of a vibration transmitting plate 8 using a vibrating pen 3.

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。
The vibration transmitting plate designated by reference numeral 8 in the figure transmits the vibration transmitted from the vibrating pen 3 to three vibration sensors 6 provided at its corners.

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 this embodiment, the coordinates of the vibrating pen 3 on the vibration transmitting plate 8 are detected 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.

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 vibrating pen 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の支持
方法を示している。
FIG. 2 shows a method of supporting a vibration transmission plate of a coordinate input device according to the present invention.

第2図において符号8は振動伝達板、符号7は振動ペン
3によって人力された振動が振動伝達板8を伝播して端
面で反射するのを防止する反射防止材、符号31は座標
人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、裏板30とネジ(32)止めで振動伝
達板8を固定する上ケースである。振動伝達板8は、小
さな入力エネルギーにより板波を効率よく伝達させるた
め、アルミニウム合金を用いて数mm以内の厚みに構成
しである。
In FIG. 2, 8 is a vibration transmission plate, 7 is an anti-reflection material that prevents vibrations applied manually by the vibrating pen 3 from propagating through the vibration transmission plate 8 and being reflected at the end face, and 31 is a coordinate effective human power area. This is an upper case in which the vibration transmission plate 8 is positioned on the outside of the anti-reflection material 7, and the vibration transmission plate 8 is fixed to the back plate 30 with screws (32). The vibration transmission plate 8 is made of aluminum alloy and has a thickness of several mm or less in order to efficiently transmit plate waves with small input energy.

支持部材30は振動伝達板8と面により接触しており、
振動伝達板8の強度を保証する。また、本実施例では、
支持部材30が振動伝達板8の振動伝達に悪影晋を与え
ないように、支持部材30の音響インピーダンスを振動
伝達板8のそれと異ならせ、また支持部材30の方が振
動減衰が大きく設定しである。
The support member 30 is in surface contact with the vibration transmission plate 8,
The strength of the vibration transmission plate 8 is guaranteed. Furthermore, in this example,
In order to prevent the support member 30 from adversely affecting the vibration transmission of the vibration transmission plate 8, the acoustic impedance of the support member 30 is set to be different from that of the vibration transmission plate 8, and the vibration damping of the support member 30 is set to be larger. It is.

このために、支持部材30はたとえばABS樹脂から構
成する。支持部材30は振動伝達板8と比較して固有音
響インピーダンスρC(ρ:密度、C:音速度)が大き
く異なるため、たとえ両者が接触していても振動ペンで
振動伝達板8に入力された振動エネルギーが両者の境界
面で反射し、支持部材30を透過しにくいという特徴を
有する。
For this purpose, the support member 30 is made of ABS resin, for example. Since the support member 30 has a significantly different characteristic acoustic impedance ρC (ρ: density, C: sound velocity) compared to the vibration transmission plate 8, even if they are in contact with each other, input to the vibration transmission plate 8 with the vibration pen is not possible. It has the characteristic that vibration energy is reflected at the interface between the two and is difficult to pass through the support member 30.

また、支持部材30に透過したごく一部分の振動エネル
ギーは、振動伝達板8に比べて減衰比が大きいという支
持部材30の材質の特性から、その振動エネルギーはよ
り早く吸収・減衰され、振動伝達板8上を伝播する振動
に大きな影響を与えることはない。つまり、振動伝達板
8上の振動を歪ませることがなく、振動検出タイミング
を決定づける後述の波形検出の制度を低下させることが
なく、高精度な座標入力が可能となる。
Furthermore, due to the characteristic of the material of the support member 30 that the damping ratio is larger than that of the vibration transmission plate 8, a small portion of the vibration energy transmitted through the support member 30 is absorbed and attenuated more quickly. It does not have a large effect on the vibrations propagating on the 8. In other words, highly accurate coordinate input is possible without distorting the vibrations on the vibration transmission plate 8 and without deteriorating the accuracy of waveform detection, which will be described later, which determines the vibration detection timing.

このように、振動伝達板8に比べて支持部材30の材質
を音響インピーダンスρCが異なり、しかもより減衰比
の大きなものとすることで、振動伝達板8と支持部材3
0を接触させてもこの方式による座標人力装置の原理を
損なうことがなく、また入力面を大型化した場合におい
ても振動伝達板8の変形を最小限にし、入力タブレット
に充分な強度を与えることができるようになフ、た。
In this way, by making the material of the support member 30 different in acoustic impedance ρC and having a larger damping ratio than that of the vibration transmission plate 8, the vibration transmission plate 8 and the support member 3
To provide sufficient strength to the input tablet by minimizing the deformation of the vibration transmission plate 8 even when the input surface is enlarged, without impairing the principle of the coordinate human-powered device based on this method even when the input tablet 0 is brought into contact with the input tablet. I was able to do that.

ここで留意すべきことは、振動伝達板8と支持部材30
はあくまでも接触しているだけである、ということであ
る。つまり、ミクロ的に見れば、両者の接触面には表面
粗さによる凹凸によって空気層(気体層)が存在してお
り、両者の接触面は音響的には不連続である。従って、
例えば両者間を接着するような場合や、液体層(例えば
水、グリースなど)を充填するような場合には音響的に
より整合された状態となり、振動エネルギーのロス、つ
まり振動伝達板8から支持部材30に伝播する振動エネ
ルギーが結果的に多くなってしまう。従って、両者は接
触配置されている状態が最も好ましく、ミクロ的に見て
その両者の接触部分については両者の音響インピーダン
スを変えることで音響的不連続点を作り、振動エネルギ
ーのロスを最小限にすることができる。
What should be noted here is that the vibration transmission plate 8 and the support member 30
This means that they are only in contact. That is, from a microscopic perspective, an air layer (gas layer) exists on the contact surface between the two due to unevenness due to surface roughness, and the contact surface between the two is acoustically discontinuous. Therefore,
For example, when bonding them together or filling them with a liquid layer (e.g., water, grease, etc.), a more acoustically matched state results in a loss of vibration energy, i.e., when the vibration transmission plate 8 is connected to the support member. As a result, the amount of vibration energy propagated to 30 increases. Therefore, it is most preferable for the two to be placed in contact with each other, and from a microscopic point of view, by changing the acoustic impedance of the contact area between the two, an acoustic discontinuity point is created and vibration energy loss is minimized. can do.

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、人力タブレットの
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
ットから人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 a human-powered tablet and use it for tracing purposes, or to place a display device at the bottom of the tablet to display the trajectory manually entered 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
どを人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 using a display device, by displaying handwritten characters, figures, etc. in the same size at the manual position, it is possible to achieve good operability similar to that of writing on paper. 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.

また、上記構成に加え、支持部材の材質、形状の選定に
より支持部材30の振動伝達速度を振動伝達板8よりも
遅く設定することが考えられる。
In addition to the above configuration, it is conceivable to set the vibration transmission speed of the support member 30 to be slower than that of the vibration transmission plate 8 by selecting the material and shape of the support member.

支持部材30の4辰動伝達速度が振動伝達vj、8より
も遅ければ、支持部材30中を伝達される振動が振動伝
達板8中の振動に干渉する可能性をより小さくすること
ができる。
If the four-axis transmission speed of the support member 30 is slower than the vibration transmission vj,8, the possibility that the vibrations transmitted through the support member 30 will interfere with the vibrations within the vibration transmission plate 8 can be further reduced.

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e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 e.

第3図は第1図の演算制御回路1の構造を示している。FIG. 3 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
よび座標値の演算につぎ説明する。
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. Below, vibration detection and coordinate value calculation will be explained.

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人力ボ
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。
The timing signal manually inputted from the waveform detection circuit 9 is manually inputted to the manual boat 15 and stored in the 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4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4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. 4 explains the detected waveform manually input to the waveform detection circuit 9 of FIG. 1 and the measurement process of vibration transmission time based on the detected waveform. In FIG. 4, the 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4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. 4 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Vgであり、ある特定の波形上の点、たとえばピーク
を第4図の符号43のように検出すると、振動ベン3お
よび振動センサ6の間の距票1 fidはその振動伝達時間をtgとしてd=Vg −t
g           ・・・(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 velocity is Vg, and when a point on a certain waveform, for example a peak, is detected as indicated by reference numeral 43 in FIG. Vote 1 fid is d=Vg −t, where tg is the vibration transmission time
g (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4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を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 4
If the time from 22 specific detection points, for example, vibration application to the zero cross point after passing the peak, is tp, 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/
Nl   −(3)と示される。ここでNは0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/
Denoted as Nl-(3). Here, N is a real number other than 0, and an appropriate value is used. For example, if N=2,
If the fluctuation of 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)式に代入することで
、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4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5図に示すよう
に構成することができる。
In order to measure the two vibration transmission times tg and tp shown in FIG. 4, the waveform detection circuit 9 can be configured as shown in FIG. 5, for example.

第5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. 5, 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に人力され
、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によりて検出される。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に人力される。
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. The peak detection signal is formed into an envelope delay time detection signal Tg having a predetermined waveform by a signal detection circuit 54 composed of a mono multivibrator or the like, and is manually inputted to the arithmetic control circuit 1.

また、このT g (a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Tpが形成され、演算制御
回路、1に人力される。
Also, from this T g (a) and the original signal delayed by the delay time adjustment circuit 57, the comparator detection circuit 58
A phase delay time detection signal Tp is formed and input to the arithmetic control circuit 1 manually.

以上に示した回路は振動センサ6の1つ分のもので、他
のそれぞれの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 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Tpl〜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 of envelope delay times Tgl to h and phase delay times Tpl to h are input to the arithmetic and control circuit 1, respectively.

第1図の演算制御回路では上記のTgl〜h1Tpl〜
h侶号を入力ボート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 input port 15 is manually inputted 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6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S1からS3の位置に配置すると、第4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nffdl〜d
3を求めることができる。
When three vibration sensors 6 are arranged at the positions S1 to S3 at the corners of the vibration transmission plate 8 as shown in FIG. Straight line distance nffdl~d to the position of the vibration sensor 6
3 can be found.

さらに演算制御回路1でこの直線距11iLil−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。
Furthermore, the arithmetic control circuit 1 calculates the linear distance 11iLil-d3.
Based on this, 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  *  62Hdl  
−d2)/2X  −(4)y=  Y/2  +(d
i  +  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Sl)のセンサのX、Y軸に沿
った距離である。
x-X/2 + (di * 62Hdl
-d2)/2X -(4)y= Y/2 +(d
i + d3) (di - d3) /2Y
... (5) Here, X and Y are S2. This is the distance along the X and Y axes between the vibration sensor 6 at the position S3 and the sensor at the origin (position Sl).

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
検出する座標人力装置において、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、
この支持部材の音響インピーダンスが前記振動伝達板と
異なり、しかも支持部材の振動減衰比が前記S勤伝達板
よりも大き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
晋されることがなく、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 human-powered device for detecting the
The acoustic impedance of this support member is different from that of the vibration transmission plate, and the vibration damping ratio of the support member is set larger than that of the S transmission plate, so the vibration wave component transmitted to the vibration sensor is transmitted through the support member. By supporting the vibration transmission plate with a support member, the strength in terms of human power is guaranteed. It has excellent effects such as:

【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
第1図の演算制御回路の構造を示したブロック図、第4
図は振動ペンと振動センサの間の距離測定を説明する検
出波形を示した波形図、第5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6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・・・入カポ−]・ 30・・・支持部材 52・・・エンベロープ検出回路 54.58・・・信号検出回路 59・・・A/D変換回路 第4図 東e曝卸1仰区播をのヅ′o−7刀8 第3図 淑七勿抹口七、amのフ゛部7フじ8 第5図 ↑に鷺?n七−リ“助2イ4イ江、置のδにe月S第6
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. A block diagram showing the structure of the arithmetic control circuit shown in Fig. 4.
The figure is a waveform diagram showing the detection waveform explaining the distance measurement between the vibrating pen and the vibration sensor, Figure 5 is a block diagram showing the configuration of the waveform detection circuit in Figure 1, and Figure 6 is the arrangement of the vibration sensor. FIG. 1... Arithmetic control circuit 3... Vibration pen 4... Vibrator 6... Vibration sensor 8... Vibration transmission plate
51... Preamplifier 15.16... Input capo] 30... Support member 52... Envelope detection circuit 54.58... Signal detection circuit 59... A/D conversion circuit No. Figure 4: East e exposed 1, upper ward, Haruwo no zu'o-7, sword 8 Figure 3: Shuku, 7, am's mouth 7, am's part 7, 8 Figure 5: A heron on ↑? n 7-ri “Suke 2 I 4 Ie, Oki no δ e Month S 6th
figure

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、この支持部材の音響インピーダンスが前
記振動伝達板と異なり、しかも支持部材の振動減衰比が
前記振動伝達板よりも大き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 support member is provided that contacts and supports the vibration transmission plate, and the support member has an acoustic impedance different from that of the vibration transmission plate, and the vibration damping ratio of the support member is set to be larger than that of the vibration transmission plate. coordinate input device.
JP26271088A 1988-10-20 1988-10-20 Coordinate input device Expired - Fee Related JP2654397B2 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26271088A JP2654397B2 (en) 1988-10-20 1988-10-20 Coordinate input device
ES89119345T ES2081824T3 (en) 1988-10-20 1989-10-18 DEVICE FOR THE INTRODUCTION OF COORDINATES.
EP89119345A EP0364983B1 (en) 1988-10-20 1989-10-18 Coordinate input apparatus
DE68925455T DE68925455T2 (en) 1988-10-20 1989-10-18 Coordinate input device
US07/530,480 US4980518A (en) 1988-10-20 1990-06-01 Coordinate input apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26271088A JP2654397B2 (en) 1988-10-20 1988-10-20 Coordinate input device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02110620A true JPH02110620A (en) 1990-04-23
JP2654397B2 JP2654397B2 (en) 1997-09-17

Family

ID=17379517

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP26271088A Expired - Fee Related JP2654397B2 (en) 1988-10-20 1988-10-20 Coordinate input device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2654397B2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6129121A (en) * 1984-07-18 1986-02-10 Hitachi Cable Ltd Gaas liquid phase epitaxial growth method
JPS6133524A (en) * 1984-07-25 1986-02-17 Hitachi Ltd Position orientation device using elastic wave
JPS6139121A (en) * 1984-07-31 1986-02-25 Nippon Mekatoronikusu Kk Reading device for coordinate position information
JPS61281324A (en) * 1985-06-07 1986-12-11 Hitachi Ltd Ultrasonic applied tablet
JPS62293417A (en) * 1986-06-13 1987-12-21 Hitachi Ltd Ultrasonic application tablet
JPS63245711A (en) * 1987-04-01 1988-10-12 Canon Inc Coordinate input device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6129121A (en) * 1984-07-18 1986-02-10 Hitachi Cable Ltd Gaas liquid phase epitaxial growth method
JPS6133524A (en) * 1984-07-25 1986-02-17 Hitachi Ltd Position orientation device using elastic wave
JPS6139121A (en) * 1984-07-31 1986-02-25 Nippon Mekatoronikusu Kk Reading device for coordinate position information
JPS61281324A (en) * 1985-06-07 1986-12-11 Hitachi Ltd Ultrasonic applied tablet
JPS62293417A (en) * 1986-06-13 1987-12-21 Hitachi Ltd Ultrasonic application tablet
JPS63245711A (en) * 1987-04-01 1988-10-12 Canon Inc Coordinate input device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2654397B2 (en) 1997-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4980518A (en) Coordinate input apparatus
EP0435203A2 (en) Coordinate input apparatus
JPH0746301B2 (en) Coordinate input device
US4897510A (en) Coordinate inputting device including an electrode to reduce noise components
JP2523832B2 (en) Coordinate input device
JPH0618029B2 (en) Image processing device
JP2654397B2 (en) Coordinate input device
JP2654396B2 (en) Coordinate input device
JP3066162B2 (en) Coordinate input device
JPS63245711A (en) Coordinate input device
JPH01112418A (en) Coordinate input device
JP2655704B2 (en) Method for determining effective area in coordinate input device
JP2537542B2 (en) Coordinate input device
JPH0562773B2 (en)
JPS63136127A (en) Coordinate input device
JP2503062B2 (en) Coordinate input device
JPS63106822A (en) Coordinate input device
JPS63104123A (en) Coordinate input device
JPH0776901B2 (en) Coordinate input device
JPH0648457B2 (en) Image processing device
JPS63103317A (en) Coordinate input device
JPH01209523A (en) Coordinate input device
JPS63239518A (en) Coordinates input device
JPH0789312B2 (en) Coordinate input device
JPH02116922A (en) Coordinate input device

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees