JPH02128211A - Coordinate input device - Google Patents

Coordinate input device

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JPH02128211A
JPH02128211A JP63281253A JP28125388A JPH02128211A JP H02128211 A JPH02128211 A JP H02128211A JP 63281253 A JP63281253 A JP 63281253A JP 28125388 A JP28125388 A JP 28125388A JP H02128211 A JPH02128211 A JP H02128211A
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vibration
vibration sensor
transmission plate
vibration transmission
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Shinnosuke Taniishi
谷石 信之介
Takeshi Kamono
武志 鴨野
Kiyoshi Kaneko
潔 兼子
Yuichiro Yoshimura
雄一郎 吉村
Katsuyuki Kobayashi
克行 小林
Ryozo Yanagisawa
柳沢 亮三
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Abstract

PURPOSE:To simplify constitution and to improve assembly by coupling a vibration transmission board and a vibration sensor through a conductive material and electrically grounding either of the vibration transmission board or the vibration sensor. CONSTITUTION:The coupling surface of the vibration transmission board 8 with the vibration sensor 6 consists of a conductive part 62, and the vibration sensor 6 and the vibration transmission board 8 are coupled by the conductive material, conductive grease 61, for example. Since the vibration transmission board 8 and the vibration sensor 6 are coupled through the conductive material, either the vibration transmission board 8 or the vibration sensor 6 can electrically be grounded. Thus, the constitution of a device is simplified and assembly improves.

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、特に振動ペンから振動伝達板に
入力される振動を振動伝達板に設けた振動センナにより
検出し、振動ペンの振動入力点の座標を検出する座標人
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, to a vibration transmitting plate using a vibration sensor provided on the vibration transmitting plate. The present invention relates to a coordinate human-powered device that detects the coordinates of an input point.

[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。
[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.

この種の方式では、入力された文字、図形などから成る
画像情報はCRTデイスプレィなどの表示装置あるいは
プリンタなどの記録装置に出力される。
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.

この種の装置では、振動入力ペンからタブレットに伝達
される超音波振動を振動伝達板に人力し、入力点から振
動伝達板の所定部位に設けられた振動センサによって検
出し、各センサへの振動伝達時間によって入力点の座標
を決定する構成が知られている。
In this type of device, ultrasonic vibrations transmitted from a vibration input pen to a tablet are manually applied to a vibration transmission plate, detected by vibration sensors installed at predetermined locations on the vibration transmission plate from the input point, and transmitted to each sensor. A configuration is known in which the coordinates of an input point are determined based on the transmission time.

このような超音波振動を用いる方式では、入力タブレッ
トをアクリル板やガラス板などの透明材料ばかりでなく
、金属などの導電性材質でも構成できるので、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
画像を書餘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。また通常の不透明なタブ
レットとしても、パターン状の電極を用いなくても、簡
単安価に情報入力装置を構成できる。
In this type of method that uses ultrasonic vibration, the input tablet can be constructed not only from transparent materials such as acrylic plates and glass plates, but also from conductive materials such as metal, so it is possible to place the input tablet on top of a liquid crystal display, etc. Therefore, it is possible to construct an information input/output device that is easy to operate and can be used as if an image was written on a piece of paper. Moreover, even if it is a normal opaque tablet, an information input device can be constructed easily and inexpensively without using patterned electrodes.

[発明が解決しようとする課題] 上記のような座標入力装置において、振動子、あるいは
振動センサを構成する電気/機械あるいは機械/電気変
換素子としては圧電素子などが用いられる。このような
振動変換素子は、タブレットの振動伝達板、あるいは撮
動ペンの先端のホーンなどの部材に接着、圧接などの方
法で固定される。
[Problems to be Solved by the Invention] In the coordinate input device as described above, a piezoelectric element or the like is used as an electric/mechanical or mechanical/electrical conversion element constituting the vibrator or vibration sensor. Such a vibration conversion element is fixed to a member such as a vibration transmission plate of a tablet or a horn at the tip of a photographing pen by a method such as adhesion or pressure contact.

バネなどを用いた圧接では、素子の端面の粗さなどによ
って素子端面とそれが圧接される面の間に空気層が生じ
、圧接条件を管理してもやはり振動伝達特性にバラツキ
が生じる。特に、変換素子の端面に電極を設けるため、
銀ペーストなどを付着させる構造では、端面の形状を一
定に制御するのが困難であるから、振動伝達特性のバラ
ツキは大きくなる。
In pressure welding using a spring or the like, an air layer is created between the end face of the element and the surface to which it is pressed due to the roughness of the end face of the element, and even if the pressure welding conditions are controlled, variations in vibration transmission characteristics still occur. In particular, since electrodes are provided on the end face of the conversion element,
In a structure in which silver paste or the like is adhered, it is difficult to control the shape of the end face uniformly, so the vibration transmission characteristics vary widely.

従って、波形処理に基づいて撮動検出タイミングを決定
して座標演算を行なう方式では、検出座標値に誤差を生
じ、製品ごとに一定の座標検出精度を確保できなくなる
問題があった。
Therefore, in the method of determining the photographing detection timing based on waveform processing and performing coordinate calculation, there is a problem in that errors occur in the detected coordinate values, making it impossible to ensure constant coordinate detection accuracy for each product.

振動伝達特性の変化は、振動ペンの振動子の圧接部位と
、タブレットの振動伝達板と振動センサの圧接部位にお
いて生じるので、それぞれの部位で生じる振動伝達特性
のバラツキは小さくても、結果としてはかなり大きな特
性のバラツキが生じてしまう。
Changes in vibration transmission characteristics occur at the pressure contact area of the vibrator of the vibrating pen and the pressure contact area of the tablet's vibration transmission plate and vibration sensor, so even if the variation in vibration transmission characteristics that occurs at each location is small, the result will be Quite large variations in characteristics occur.

そのため、圧接部位における特性のバラツキを小さくす
るために、振動伝達板と振動センサとの間にグリースを
充填することが提案されているが、電気的なノイズ対策
あるいは検出の安定性、精度向上のために振動センサ、
振動伝達板それぞれを別の経路でケースのグランドに落
さなければならず、構成が複雑になるため装置の組立性
が悪化し、コスト高となるという問題があった。
Therefore, it has been proposed to fill the space between the vibration transmission plate and the vibration sensor with grease in order to reduce the variation in characteristics at the pressure welding part. for vibration sensor,
Each vibration transmission plate must be dropped to the ground of the case through a separate route, which complicates the configuration, resulting in poor assemblability of the device and increased costs.

本発明の課題は上記の問題点を解決することである。The object of the present invention is to solve the above problems.

[課題を解決するための手段] 上記の課題を解決するため、本発明においては、振動ペ
ンから振動伝達板に入力される振動を振動伝達板に設け
た振動センサにより検出し、振動ペンの振動入力点の座
標を検出する*S入力装置において、前記振動伝達板の
前記振動センサとの結合面が導電性材から構成されると
ともに、前記振動センサと振動伝達部材が導電性の材質
を介して結合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, the vibrations input from the vibrating pen to the vibration transmission plate are detected by a vibration sensor provided on the vibration transmission plate, and the vibrations of the vibrating pen are detected. In the *S input device that detects the coordinates of an input point, the coupling surface of the vibration transmission plate with the vibration sensor is made of a conductive material, and the vibration sensor and the vibration transmission member are connected to each other through the conductive material. A combined configuration was adopted.

[作 用] 上記の構成によれば、導電性の材質を介して振動伝達板
と振動センナが結合されているので、振動伝達板、振動
センサのいずれかを電気的に接地すればよい。
[Function] According to the above configuration, since the vibration transmission plate and the vibration sensor are coupled through the conductive material, either the vibration transmission plate or the vibration sensor may be electrically grounded.

[実施例] 以下、図面に示す実施例に基づいて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情報入出力装置の構造を示し
ている0図示した装置は振動伝達板8から成る入力タブ
レットに振動ペン3によフて座標入力を行なわせ、入力
された座標情報に従って入力タブレットに重ねて配置さ
れたCRTから成るデイスプレィ11′に入力画像を表
示するものである。
FIG. 1 shows the structure of an information input/output device employing the present invention. The device shown in FIG. The input image is displayed on a display 11' consisting of a CRT placed over the input tablet according to the information.

図において符号8で示されたものはアクリル、ガラス板
などから成る振動伝達板で、振動ペン3から伝達される
振動をその角部に3個設けられた振動センサ6に伝達す
る0本実施例では振動ペン3から振動伝達板8を介して
振動センサ6に伝達された超音波振動の伝達時間を計測
することによって、振動ペン3の振動伝達板8上での座
標を検出する。
In the figure, the reference numeral 8 is a vibration transmitting plate made of acrylic, glass, etc., which transmits the vibration transmitted from the vibrating pen 3 to three vibration sensors 6 provided at its corners. Now, by measuring the transmission time of the ultrasonic vibration transmitted from the vibrating pen 3 to the vibration sensor 6 via the vibration transmitting plate 8, the coordinates of the vibrating pen 3 on the vibration transmitting plate 8 are detected.

振動ペン3から伝達された振動が周辺部で反射されて中
央部の方向に戻るのを防止するために、振動伝達板8は
その周辺部分をシリコンゴムなどから構成された反射防
止材7によって支持されている。
In order to prevent the vibration transmitted from the vibrating pen 3 from being reflected at the periphery and returning toward the center, the periphery of the vibration transmission plate 8 is supported by an anti-reflection material 7 made of silicone rubber or the like. has been done.

振動伝達板8はCRTあるいは液晶表示器など、ドツト
表示が可能なデイスプレィ11′上に配置され、振動ペ
ン3によって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
に対応したデイスプレィ11′上の位置にドツト表示が
行なわれ、振動ペン3によって入力された点、線などの
要素によって構成される画像はあたかも紙に書込を行な
ったように振動ペンの軌跡の後に現れる。
The vibration transmitting plate 8 is arranged on a display 11' capable of displaying dots, such as a CRT or a liquid crystal display, and displays a dot at a position traced by the vibrating pen 3. That is, a dot is displayed at a position on the display 11' corresponding to the detected coordinates of the vibrating pen 3, and an image composed of elements such as points and lines inputted by the vibrating pen 3 is displayed as if it were written on paper. Appears after the trajectory of the vibrating pen as if it were done.

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

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

第2図は振動ペン3および振動センサ6の構造を示して
いる。
FIG. 2 shows the structure of the vibrating pen 3 and the vibration sensor 6.

振動ペン3に内蔵された振動子4は、振動子駆動回路2
によって駆動される。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。
A vibrator 4 built into the vibrating pen 3 is connected to a vibrator drive circuit 2.
driven by. 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. is applied to

電気的な駆動信号は振動子4によつて機械的な超音波振
動に変換され、ホーン部5を介して振動伝達板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 vibration transmission plate 8 via the horn section 5.

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に対して第2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 in the vibration transmission plate 8. Further, when driving the vibrator, a vibration mode is selected in which the vibrator 4 mainly vibrates in the vertical direction in FIG. 2 with respect to the vibration transmission plate 8. 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、表面波などに比べて振動伝達板8の表面の傷
や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 of being less affected by scratches and obstacles on the surface of the vibration transmission plate 8 than surface waves.

一方、振動伝達板8上を伝達される超音波振動は振動伝
達板8の端部に設けられた振動センサ6に入力され、再
び電気信号に変換される。振動センサ6の出力は後述の
波形検出回路9に入力され、座標検出のための波形処理
が行なわれる。
On the other hand, the ultrasonic vibrations transmitted on the vibration transmission plate 8 are input to the vibration sensor 6 provided at the end of the vibration transmission plate 8, and are converted into an electric signal again. The output of the vibration sensor 6 is input to a waveform detection circuit 9, which will be described later, and undergoes waveform processing for coordinate detection.

本実施例においては、振動伝達板8の振動センサ6は接
着ではなく、バネなどの圧接荷重fによって振動伝達板
8に圧接される。
In this embodiment, the vibration sensor 6 of the vibration transmission plate 8 is pressed against the vibration transmission plate 8 by a pressing load f such as a spring, rather than by adhesion.

この際、振動センサ6は振動伝達板8と導電性グリース
61を介して圧接される。この導電性グリース61は、
稠度190〜390(JISK2220)程度のものを
用いる。導電性グリース61は振動センサ6を圧接させ
る際にそれらの圧接面に付着させておくことによって、
振動センサ6と振動伝達板8との間に充填される。
At this time, the vibration sensor 6 is pressed into contact with the vibration transmission plate 8 via the conductive grease 61. This conductive grease 61 is
A material with a consistency of about 190 to 390 (JISK2220) is used. By attaching the conductive grease 61 to the pressure contact surfaces of the vibration sensors 6 when they are brought into pressure contact,
It is filled between the vibration sensor 6 and the vibration transmission plate 8.

このような構造によれば、振動センサ6と振動伝達板8
の間に圧接面の表面粗さ、変形などによって従来生じて
いた空間に導電性グリース61が充填され、空気層など
を生じることなく両者の実質的な振動伝達面を完全に密
着させることができる。従って、振動伝達板8から振動
センサ6へと効率よく超音波振動を伝達でき、効率のよ
いエネルギー変換が可能になる。すなわち、振動センサ
6の検出後の増幅率などを小さくでき、消費電力を低減
できる。
According to such a structure, the vibration sensor 6 and the vibration transmission plate 8
The conductive grease 61 is filled into the space that was conventionally created due to surface roughness, deformation, etc. of the press-contact surfaces between the two, and the substantial vibration transmission surfaces of the two can be brought into complete contact without creating an air layer. . Therefore, ultrasonic vibrations can be efficiently transmitted from the vibration transmission plate 8 to the vibration sensor 6, and efficient energy conversion is possible. That is, the amplification factor after detection by the vibration sensor 6 can be reduced, and power consumption can be reduced.

また、製品ごとに振動センサ6、振動伝達板8の密着度
のバラツキを生じることもなくなるので、後述の波形処
理に基づく座標検出処理における座標検出精度のバラツ
キをなくすことができる。振動センサ6、振動伝達板8
の圧接面に介在させる部材は導電性グリースに限定され
ることなく、同様の稠度および導電性を有するコンパウ
ンドその他の稠度の高い流体を用いることができる。
Further, since there is no variation in the degree of contact between the vibration sensor 6 and the vibration transmission plate 8 for each product, it is possible to eliminate variation in coordinate detection accuracy in coordinate detection processing based on waveform processing, which will be described later. Vibration sensor 6, vibration transmission plate 8
The member to be interposed on the pressure contact surface is not limited to conductive grease, and compounds having similar consistency and conductivity or other high-consistency fluids may be used.

さらにノイズなどの防止で、振動伝達板8の静電気消去
などのために設けられた導電性部位62を導電性グリー
ス61を通して振動センサ6と共通グランドラインでア
ースする。前記導電性部位62は、振動センサ6付近の
部分のみでなく、ITOなとの透明体であれば全体を導
電性部位としてもよいことは言うまでもない。
Further, in order to prevent noise and the like, a conductive portion 62 provided for erasing static electricity on the vibration transmission plate 8 is grounded through conductive grease 61 to a common ground line with the vibration sensor 6. It goes without saying that the conductive portion 62 may be not only the portion near the vibration sensor 6 but also the entire portion if it is made of a transparent material such as ITO.

なお、以上では、振動伝達板8と振動センサ6の間に介
在させる材質として、導電性グリースを例示したが、こ
の材質は導電性接着剤などであってもよい、この場合に
は圧接機構が必要なくなり、装置の構成がより簡単安価
になる。
In addition, although conductive grease was exemplified above as the material interposed between the vibration transmission plate 8 and the vibration sensor 6, this material may also be a conductive adhesive or the like. In this case, the pressure contact mechanism This eliminates the need for the device, making the configuration of the device simpler and cheaper.

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
って構成される。3つの振動センサ6の各々の出力信号
は信号波形検出回路9に入力され、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
回路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/electrical transducer such as a piezoelectric element. The output signals of each of the three vibration sensors 6 are input to the signal waveform detection circuit 9, and are converted into detection signals that can be processed by the arithmetic control circuit 1 at the subsequent stage. The arithmetic control circuit 1 performs measurement processing of vibration transmission time, and
The coordinate position on the vibration transmission plate 8 is detected.

検出された振動ベン3の座標情報は、演算制御回路lに
おいてデイスプレィ11′による出力方式に応じて処理
される。すなわち、演算制御回路は入力座標情報に基づ
いてビデオ信号処理回路10を介してデイスプレィtt
’の出力動作を制御する。
The detected coordinate information of the vibrating vent 3 is processed in the arithmetic control circuit 1 according to the output method by the display 11'. That is, the arithmetic control circuit displays the display tt via the video signal processing circuit 10 based on the input coordinate information.
' controls the output behavior of '.

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。
Here, we will mainly focus on the drive system of the vibration vent 3 and the vibration sensor 6.
The structure of the vibration detection system is 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によって
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
ってラッチ回路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、信号波形検出回路9は振動センサ6の出力から後
述のようにして座標検出のための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。
On the other hand, the signal waveform detection circuit 9 outputs timing information of a detection signal for measuring vibration transmission time for coordinate detection from the output of the vibration sensor 6 as described later. These timing information are each input to the input boat 15.

信号波形検出回路9から入力されるタイミング信号は入
力ボート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。
The timing signal input from the signal waveform detection circuit 9 is input to the input port 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って
座標演算が行なわれる。この時、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全て入
力されたかどうかを判定し、マイクロコンピュータ11
に報知する。
That is, the vibration transmission time is expressed as a latch value of the output data of the counter 13, and coordinate calculations are 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 microcomputer 11
to be notified.

デイスプレィ11′の出力制御処理は、入出力ポート1
7を介して行なわれる。
The output control process of the display 11' is performed using input/output port 1.
This is done via 7.

第4図は第1図の信号波形検出回路9に入力される検出
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って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 input to the signal 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. The ultrasonic vibrations transmitted from the vibration ben 3 to the vibration transmission plate 8 driven by such a waveform are transmitted to the vibration transmission plate 8.
It passes through the inside and is 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
t2<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
421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 t<b>2 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, and therefore the relationship between the envelope 421 and phase 422 of the detected waveform 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、例えばピークを第
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の間の距離dはその振動伝達時間をtgと
して a = v g −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、同じ式によって他の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, focusing only on the envelope 421, its velocity is Vg, and when a point on a particular waveform, for example a peak, is detected as indicated by the reference numeral 43 in FIG. is the vibration transmission time tg, a = v g −t 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42
2の特定の検出点、例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とtpとすれば、振動センサと
振動ベンの距離は 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。
In order to determine even more precise coordinate values, the phase waveform 42 in FIG. 4 is processed based on the detection of the phase signal.
2 specific detection point, for example, if tp is the time from vibration application to the zero crossing point after passing the peak, then the distance between the vibration sensor and the vibration ben is d=n ・λp+vp −tp ・
... (2) becomes. Here, λp is the wavelength of the elastic wave, and 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) /λpal
ハ]・・・ (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0例えばN−2とし、±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) /λpal
[C]... (3) It is shown as follows. Here, N is a real number other than 0, and by using an appropriate numerical value such as 0, for example N-2, n can be determined if it is within ±1/2 wavelength.

上記のようにして求めたnを(2)式に代入することに
よりて、振動ベン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 obtained as described above into equation (2), the distance between the vibration vent 3 and the vibration sensor 6 can be accurately measured.

第3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、信号波形検出回路9は例えば第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. 3, the signal 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によって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ビークのタイミングはエンベロープ
ビーク検出回路53によって検出される。ビーク検出信
号はモノマルチバイブレーク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 peak timing 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-multi-by-break circuit, etc., and is manually inputted to the arithmetic control circuit 1.

また、このTg倍信号タイミングと、遅延時間調整回路
5フによって遅延された元信号から検出回路58によフ
て位相遅延時間検出信号”rpが形成され、演算制御回
路1に人力される。
Further, a phase delay time detection signal "rp" is formed by the detection circuit 58 from this Tg times signal timing and the original signal delayed by the delay time adjustment circuit 5f, and is manually inputted to the arithmetic control circuit 1.

すなわち、Tg倍信号単安定マルチバイブレータ55に
よフて所定幅のパルスに変換される。また、コンパレー
トレベル供給回路56はこのパルスタイミングに応じて
tp傷信号検出するためのしきい値を形成する。この結
果、コンパレートレベル供給回路56は第3図の符号4
4のようなレベルとタイミングを有する信号を形成し、
遅延時間調整回路57に人力する。
That is, the Tg multiplied signal is converted into a pulse of a predetermined width by the monostable multivibrator 55. Further, the comparator level supply circuit 56 forms a threshold value for detecting the tp flaw signal according to this pulse timing. As a result, the comparator level supply circuit 56 is supplied with reference numeral 4 in FIG.
form a signal with a level and timing like 4,
The delay time adjustment circuit 57 is manually operated.

すなわち、単安定マルチバイブレータ55およびコンパ
レートレベル供給回路56は位相遅延時間の測定がエン
ベロープビーク検出後の一定時間のみしか作動しないよ
うにするためのものである。
That is, the monostable multivibrator 55 and the comparator level supply circuit 56 are used to ensure that the phase delay time measurement is activated only for a certain period of time after the envelope peak is detected.

この信号はコンパレータなどから構成された検出回路5
8に入力され、第4図のように遅延された検出波形と比
較され、この結果符号45のようなtp検出パルスが形
成される。
This signal is sent to a detection circuit 5 consisting of a comparator etc.
8 and is compared with the delayed detection waveform as shown in FIG.

以上に示した回路は振動センサ6の1つ分のもので、他
のそれぞれのセンナ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TPI−hのそれぞれ
h個の検出信号が演算制御回路1に人力される。
If the number of sensors is generalized to h, then h detection signals of envelope delay times Tgl to h and phase delay times TPI-h are manually input to the arithmetic control circuit 1.

第3図の演算制御回路では上記のTgl〜h、Tp1〜
h侶号を入力ボート15から入力し、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は振動ベン
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. 3, the above Tgl~h, Tp1~
The input signal H is input 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 mentioned above, the counter 13 is started in synchronization with the driving of the vibration ben. The latch circuit 14 takes in 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つの撮動センサ
6を符号S1〜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ベン3の位置Pから各々
の振動センサ6の位置までの直線路11dl〜d3を求
めることができる。
When the three imaging sensors 6 are arranged at the positions S1 to S3 at the corners of the vibration transmission plate 8 as shown in FIG. The straight path 11dl to d3 to the position of the vibration sensor 6 can be determined.

さらに、演算制御回路1でこの直線路[idl〜d3に
基づいて振動ベン3の位置Pの座標(X。
Furthermore, the arithmetic control circuit 1 calculates the coordinates (X) of the position P of the vibrating ben 3 based on this straight path [idl~d3.

y)を三平方の定理から次式のようにして求めることが
できる。
y) can be obtained from the Pythagorean theorem as follows.

x=X/2+  (d 1 +d 2)(d  1−d
 2)/2X・・・(4) y寓Y/2+ (dl+d3)(di−d3)/2Y・
・・ (5) ここでX%YはS2,33の位置のホーン部5と原点(
位置31)のセンサのX%Y軸に沿った距離である。
x=X/2+ (d 1 + d 2) (d 1-d
2)/2X...(4) yegY/2+ (dl+d3)(di-d3)/2Y・
... (5) Here, X%Y is the horn part 5 at the position of S2, 33 and the origin (
X% of the sensor at position 31) is the distance along the Y axis.

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.

なお、以上ではデイスプレィ11′上に配置するため、
振動伝達板8を透明材料から構成する例を示したが、振
動伝達板8は不透明でもよく、デイスプレィ11′を設
けない振動伝達板8は金属などの導電性材質でよいこと
は言うまでもない、この際導電性部位62は必要なく、
直接振動伝達板8あるいは振動センサ6をアースすれば
よい。
In addition, in the above example, since it is arranged on the display 11',
Although an example has been shown in which the vibration transmission plate 8 is made of a transparent material, it goes without saying that the vibration transmission plate 8 may be opaque, and the vibration transmission plate 8 without the display 11' may be made of a conductive material such as metal. The electrically conductive portion 62 is not required,
The vibration transmission plate 8 or the vibration sensor 6 may be directly grounded.

[発明の効果] 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、振動
ペンから振動伝達板に入力される振動を振動伝達板に設
けた振動センサにより検出し、振動ペンの振動入力点の
座標を検出する座標入力装置において、前記振動伝達板
の前記振動センサとの結合面が導電性材から構成される
とともに、前記振動センサと振動伝達部材が導電性の材
質を介して結合される構成を採用しているので、導電性
の材質を介して振動伝達板と振動センサが結合されてい
るので、振動伝達板、振動センサのいずれかを電気的に
接地すればよいため装置の構成が簡略化され、組立性が
向上し製造コストを低減できるという優れた効果がある
[Effects of the Invention] As is clear from the above description, according to the present invention, the vibration input from the vibrating pen to the vibration transmitting plate is detected by the vibration sensor provided on the vibration transmitting plate, and the vibration input point of the vibrating pen is detected by the vibration sensor provided on the vibration transmitting plate. In the coordinate input device that detects the coordinates of the vibration transmitting plate, the coupling surface of the vibration transmitting plate with the vibration sensor is made of a conductive material, and the vibration sensor and the vibration transmitting member are coupled via the conductive material. Since the vibration transmission plate and the vibration sensor are connected through a conductive material, it is only necessary to electrically ground either the vibration transmission plate or the vibration sensor, so the configuration of the device can be changed. It has the excellent effects of being simplified, improving assembly efficiency, and reducing manufacturing costs.

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

341図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2図は第1図の振動入出力部の構造を示し
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  2・・・振動子駆動回路3・
・・振動ペン    4・・・振動子5・・・ホーン部
    6・・・振動センサ7・・・反射防止材   
8・・・振動伝達板9・・・信号波形検出回路 11・・・マイクロコンピュータ 13・・・カウンタ   14・・・ラッチ回路15・
・・入力ポート  16・・・判定回路T収動入比n部
/l訛en砧 第2図 ;I佑11谷pc*iのブ’cr−、フ1う第3図 鉗瞳麿1定乞、七レヒj意什蛯凶 第4図
341 is an explanatory diagram showing the configuration of a coordinate input device adopting the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing the structure of the vibration input/output section of FIG. 1, and FIG. 3 is an explanatory diagram showing the structure of the vibration input/output section of FIG. 1. FIG. 4 is a waveform diagram showing the detected waveform explaining distance measurement between the vibrating pen and the vibration sensor, and FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the waveform detection circuit in FIG. 1. 6 are explanatory diagrams showing the arrangement of vibration sensors. 1... Arithmetic control circuit 2... Vibrator drive circuit 3.
... Vibration pen 4 ... Vibrator 5 ... Horn part 6 ... Vibration sensor 7 ... Anti-reflection material
8... Vibration transmission plate 9... Signal waveform detection circuit 11... Microcomputer 13... Counter 14... Latch circuit 15.
... Input port 16... Judgment circuit Figure 4 of the seventh letter

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)振動ペンから振動伝達板に入力される振動を振動伝
達板に設けた振動センサにより検出し、振動ペンの振動
入力点の座標を検出する座標入力装置において、前記振
動伝達板の前記振動センサとの結合面が導電性材から構
成されるとともに、前記振動センサと振動伝達部材が導
電性の材質を介して結合されることを特徴とする座標入
力装置。 2)前記振動伝達板に前記振動センサを圧接する手段が
設けられ、前記振動伝達板と振動センサの間に稠度が高
く導電性の材質が介在することを特徴とする請求項第1
項に記載の座標入力装置。 3)前記振動伝達板に前記振動センサが導電性接着材に
より結合されることを特徴とする請求項第1項に記載の
座標入力装置。
[Scope of Claims] 1) A coordinate input device that detects vibration input from a vibrating pen to a vibration transmission plate by a vibration sensor provided on the vibration transmission plate, and detects the coordinates of a vibration input point of the vibration pen. A coordinate input device characterized in that a coupling surface of the transmission plate with the vibration sensor is made of a conductive material, and the vibration sensor and the vibration transmission member are coupled via the conductive material. 2) A means for press-contacting the vibration sensor to the vibration transmission plate is provided, and a highly consistent and conductive material is interposed between the vibration transmission plate and the vibration sensor.
Coordinate input device as described in Section. 3) The coordinate input device according to claim 1, wherein the vibration sensor is coupled to the vibration transmission plate using a conductive adhesive.
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