JPH02128212A - Coordinate input device - Google Patents

Coordinate input device

Info

Publication number
JPH02128212A
JPH02128212A JP63281254A JP28125488A JPH02128212A JP H02128212 A JPH02128212 A JP H02128212A JP 63281254 A JP63281254 A JP 63281254A JP 28125488 A JP28125488 A JP 28125488A JP H02128212 A JPH02128212 A JP H02128212A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vibration
vibrator
vibration transmission
transmission plate
sensor
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.)
Pending
Application number
JP63281254A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinnosuke Taniishi
谷石 信之介
Ryozo Yanagisawa
柳沢 亮三
Kiyoshi Kaneko
潔 兼子
Yuichiro Yoshimura
雄一郎 吉村
Takeshi Kamono
武志 鴨野
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 JP63281254A priority Critical patent/JPH02128212A/en
Publication of JPH02128212A publication Critical patent/JPH02128212A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To attain coordinate detection with high reliability by controlling vibration transmitting efficiency between a vibrator and a vibration transmitting board and/or the vibration transmitting board and a vibration sensor to more than a prescribed value by means of the pressure welding force of a pressure welding means which mechanically couples the vibrator and/or the vibration sensor to the vibration transmitting board. CONSTITUTION:The vibrator 4 of a vibration pen 3 and the vibration sensor 6 of the vibration transmitting board 8 is fixed not by a bonding method but by a pressure welding method. The vibrator 4 of the vibration pen 3 is pressure- welded on the rear end part of a horn 5 by a pressure welding load (f) which is generated by a spring or the like and the vibration sensor 6 is similarly pressure-welded on the vibration transmitting board 8 by the pressure load (f) of the spring or the like. The pressure-welding force controls vibration transmitting efficiency between the vibrator 4 and the vibration transmitting board 8 and/or the vibration transmitting board 8 and the vibration sensor 6 to more than a prescribed value by means of a pressure welding force which mechanically couples the vibrator 4 and/or the vibration sensor 6 to the vibration transmitting board 8. Thus, the reliability of coordinate detection 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、特に振動子から振動伝達板に人
力された機械的振動を振動センサで検出し、振動伝達板
上での振動伝達時間に基づき振動伝達板上の振動入力点
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 uses a coordinate input device, in particular, detects mechanical vibrations manually applied from a vibrator to a vibration transmission plate using a vibration sensor, and transmits the vibrations on the vibration transmission plate. The present invention relates to a coordinate input device that detects the coordinates of a vibration input point on a vibration transmission plate based on time.

[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。
[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.

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入力し、斧弁書亨今振
動伝達板の所定部位に設けられた振動センサにより検出
し、各センサへの振動伝達時間により入力点の座標を決
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 input to a vibration transmission plate, detected by vibration sensors installed at predetermined parts of the vibration transmission plate, and sent to each sensor. A configuration is known in which the coordinates of an input point are determined based on the vibration transmission time.

このような超音波S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から構成でき
るばかりか、金属等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
かも紙に画像を書き込むような感覚で使用できる操作感
覚のよい情報入出力装置を構成できると同時に通常の不
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
とも安価で簡単な情報入力装置を構成できる。
In such a method that uses ultrasonic S motion, the input tablet can not only be made of transparent materials such as acrylic plates and glass plates, but also conductive materials such as metal.
By placing an input tablet on top of a liquid crystal display, it is possible to construct an information input/output device that is easy to operate and can be used as if you were writing an image on paper.At the same time, it is possible to use patterned electrodes as a regular opaque tablet. An inexpensive and simple information input device can be constructed without using it.

[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/機械変換素子としては圧電
素子などが用いられる。
[Problems to be Solved by the Invention] In the coordinate input device as described above, a piezoelectric element or the like is used as a vibrator or an electric/mechanical conversion element constituting a vibration sensor.

このような振動変換素子は、タブレットの振動伝達板、
あるいは振動ベ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。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
動伝達特性のばらつきは大きくなる。
Such vibration conversion elements are used in tablet vibration transmission plates,
Alternatively, it is fixed to a member such as a horn at the tip of a vibrating vent by adhesive or pressure welding. In particular, in a structure in which a silver paste or the like is attached to provide electrodes on the end face of the conversion element, it is difficult to control the shape of the end face to be constant, resulting in large variations in vibration transmission characteristics.

したがって、波形処理に基づき振動検出タイミングを決
定し、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 a method in which vibration detection timing is determined based on waveform processing and coordinate calculation is performed, an error occurs in the detected coordinate values, and there is a problem that a constant coordinate detection accuracy cannot be ensured for each product.

振動伝達特性の変化は、振動ベ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
のばらつきが小さくても、結果としてかなり大きな特性
のばらつきが生じる。
Changes in vibration transmission characteristics occur at the pressure contact part of the vibrator's vibrator and the pressure contact part 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 is quite large. Large variations in characteristics occur.

そのため圧接部位における振動伝達特性のばらつきを小
さくするために振動伝達板と振動センナとの間にグリー
スを充てんさせたり、撮動ベンの中の振動子と振動伝達
部材、あるいは振動伝達板と振動センナの間にグリース
を充てんさせたりすることが提案されているが、その際
の圧接力のばらつきによって振動の伝達効率が悪化した
り、座る 標検出値が不安定になる恐れがあ参。
Therefore, in order to reduce the variation in vibration transmission characteristics at the press-contact parts, grease is filled between the vibration transmission plate and the vibration sensor, or the vibration transmission plate and vibration sensor are It has been proposed to fill the gap with grease, but there is a risk that the vibration transmission efficiency will deteriorate due to variations in the pressure contact force, and the detection value of the seating mark may become unstable.

本発明の課題は、以上の問題に鑑み安定した振動伝達を
行ない、信頼性の高い座標検出を行なえる座標入力装置
を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a coordinate input device that can perform stable vibration transmission and highly reliable coordinate detection.

[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
子から振動伝達板に入力された機械的振動を振動センサ
で検出し、振動伝達板上での振動伝達時間に基づき振動
伝達板上の振動入力点の座標を検出する座標入力装置に
おいて、前記振動伝達板に機械的に前記振動子を圧接結
合する第1の圧接手段、および(または)前記振動伝達
板に機械的に前記振動センサを圧接結合する第2の圧接
手段が設けられ、前記第1および(または)第2の圧接
手段の圧接力が圧接する2つの部材の間で伝達される振
動の伝達効率が所定値以上になるように設定される構成
を採用した。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, in the present invention, mechanical vibrations input from a vibrator to a vibration transmission plate are detected by a vibration sensor, and vibrations on the vibration transmission plate are detected. A coordinate input device that detects the coordinates of a vibration input point on a vibration transmission plate based on a transmission time, comprising: a first press-contacting means for mechanically press-bonding the vibrator to the vibration transmission plate; and/or the vibration transmission A second pressure contact means for mechanically coupling the vibration sensor to the plate is provided, and the pressure contact force of the first and/or second pressure contact means is applied to the vibration transmitted between the two members in pressure contact. A configuration has been adopted in which the transmission efficiency is set to exceed a predetermined value.

[作用] 以上の構成によれば、振動子、および(または)振動セ
ンサを振動伝達板に機械的に結合する圧接手段の圧接力
により、振動子〜振動伝達板、および(または)振動伝
達板〜振動センサ間の振動伝達効率を所定以上に管理で
きる。
[Operation] According to the above configuration, the pressure contact force of the pressure contact means for mechanically coupling the vibrator and/or vibration sensor to the vibration transmission plate causes the vibration between the vibrator and the vibration transmission plate and/or the vibration transmission plate - Vibration transmission efficiency between vibration sensors can be managed above a predetermined level.

[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(A)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(A)の座標入力装置は振動伝達板
8からなる入力タブレットに振動ベン3によって座標入
力を行なわせ、入力された座標情報にしたがって入力タ
ブレットに重ねて配置されたCRTからなる表示器11
°に入力画像を表示するものである。
FIG. 1(A) shows the structure of a coordinate input device employing the present invention. The coordinate input device shown in FIG. 1(A) inputs coordinates to an input tablet consisting of a vibration transmission plate 8 using a vibrating ben 3, and a display consisting of a CRT placed over the input tablet according to the input coordinate information. 11
The input image is displayed at .

図において符号8で示されたものはアクリル、ガラス板
などからなる振動伝達板で振動ベン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
。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 the figure, a vibration transmission plate designated by the reference numeral 8 is a vibration transmission plate made of acrylic, glass, or the like, and transmits vibrations transmitted from the vibration bezel 3 to three vibration sensors 6 provided at its corners. 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は振動ベン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
材フによって支持されている。
The vibration transmitting plate 8 has its peripheral portion supported by an anti-reflection material made of silicone rubber or the like in order to prevent the vibration transmitted from the vibration vent 3 from being reflected at the peripheral portion and returning toward the central portion. ing.

振動伝達板8はCRT(あるいは液晶表示器など)など
、ドツト表示が可能な表示器11゛上に配!され、振動
ベン3によりなぞられた位置にドツト表示を行なうよう
になっている。すなわち、検出された振動ベン3の座標
に対応した表示器11°上の位置にドツト表示が行なわ
れ、振動ベン3により人力された点、線などの要素によ
り構成される画像はあたかも紙に書き込みを行なったよ
うに振動ベンの軌跡の後に現れる。
The vibration transmission plate 8 is placed on a display device 11 that can display dots, such as a CRT (or liquid crystal display, etc.)! A dot is displayed at the position traced by the vibrating ben 3. That is, a dot is displayed at a position 11 degrees above the display corresponding to the coordinates of the detected vibrating ben 3, and the image composed of elements such as points and lines manually drawn by the vibrating ben 3 is as if written on paper. Appears after the trajectory of the vibrating ben as if it were done.

また、このような構成によれば表示器11°にはメニュ
ー表示を行ない、振動ベンによりそのメニュー項目を選
択させたり、プロンプトを表示させて所定の位置に振動
ベン3を接触させるなどの入力方式を用いることもでき
る。
In addition, according to such a configuration, a menu is displayed on the display 11°, and the menu item is selected using the vibrating bezel, or a prompt is displayed and the vibrating ben 3 is brought into contact with a predetermined position. You can also use

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.

第2図は振動ベン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 vibration vent 3 and vibration sensor 6.

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。
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.

電気的な駆動信号は振動子4によって機械的な超音波振
動に変換され、ホーン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 5.

振動子4の振動周波数はアクリル、ガラスなどの振動伝
達板8に板波を発生させることができる値に選択される
。また、振動子駆動の際、振動伝達板8に対して第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 on the vibration transmission plate 8 made of acrylic, glass, or the like. Further, when driving the vibrator, a vibration mode is selected in which the vibrator 4 mainly vibrates in the vertical direction in FIG. 2 with respect to the vibration transmission plate 8. Also, the vibration frequency of the vibrator 4 is set to
Efficient vibration conversion is possible by setting the resonance frequency to .

上記のようにして振動伝達板8に伝えられる弾性波は板
波であり、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.

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に人力され、再
度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 manually applied to the vibration sensor 6 provided at the end of the vibration transmission plate 8, and are again converted into an electric signal. 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.

本実施例では、振動ベン3の振動子4および振動伝達板
8の振動センサ6は、接着ではなく、圧接による方法で
固定される。
In this embodiment, the vibrator 4 of the vibrator 3 and the vibration sensor 6 of the vibration transmission plate 8 are fixed by pressure welding rather than adhesion.

振動ベン3の振動子4はバネなどにより発生された圧接
荷重fによりホーン5の後端部に圧接される。一方、振
動センサ6も同様にバネなどの圧接荷重fにより振動伝
達板8に圧接される。
The vibrator 4 of the vibrator 3 is pressed against the rear end of the horn 5 by a pressing load f generated by a spring or the like. On the other hand, the vibration sensor 6 is similarly pressed against the vibration transmission plate 8 by a pressing load f such as a spring.

以上のように、本実施例では振動子4、振動センサ6は
圧接により振動伝達板に機械的に(ただし、振動子4は
ホーン5を介して)結合される。
As described above, in this embodiment, the vibrator 4 and the vibration sensor 6 are mechanically coupled to the vibration transmission plate by pressure contact (however, the vibrator 4 is connected via the horn 5).

この際の圧接力は次のように管理する。The pressure contact force at this time is managed as follows.

第1図(B)は振動センサ6の出力信号から算出される
振動伝達効率と、振動子4ないし振動センサの圧接力の
関係を示している。ここでは、ある圧接力条件のもとに
第1図(C)のように検出信号のビークルビークの電圧
Vppを測定し、その電圧と理論的な最大値との比を効
率Eとして示した。すなわち、効率Eは、実測出力電圧
VIIIIOから、 距離は全ての圧接力下において一定とする。
FIG. 1(B) shows the relationship between the vibration transmission efficiency calculated from the output signal of the vibration sensor 6 and the pressure contact force of the vibrator 4 or the vibration sensor. Here, the vehicle peak voltage Vpp of the detection signal was measured as shown in FIG. 1(C) under certain pressure contact force conditions, and the ratio of the voltage to the theoretical maximum value was expressed as the efficiency E. That is, the efficiency E is assumed to be constant from the measured output voltage VIII under all contact pressures.

第1図(B)から明らかなように、振動子4ないし振動
センサ6の圧接力を3〜30にg/crn’の範囲では
振動伝達効率は95%以上を示しており、圧接力をこの
範囲内に保てばほぼ一定の振動伝達効率を保証できるこ
とが判る。
As is clear from FIG. 1(B), when the contact force of the vibrator 4 or the vibration sensor 6 is in the range of 3 to 30 g/crn', the vibration transmission efficiency is over 95%, and the contact force is It can be seen that if the vibration transmission efficiency is maintained within this range, a substantially constant vibration transmission efficiency can be guaranteed.

従ってこの圧接力範囲を実現できるように、振動子、振
動センサの圧接バネおよび圧接機構を構成すれば、安定
した振動伝達効率が得られ、後述の振動波形検出に基づ
く座標演算の精度を安定化できる。
Therefore, by configuring the vibrator, the vibration sensor's pressure spring, and the pressure contact mechanism to achieve this pressure contact force range, stable vibration transmission efficiency can be obtained, and the accuracy of coordinate calculation based on vibration waveform detection, which will be described later, will be stabilized. can.

また、圧接力管理により高効率の振動伝達が可能なため
、振動子4の振動エネルギーあるいは振動センサ6の検
出信号の増幅率を小さくでき、低消費電力化が達成され
る。逆に同じ振動子駆動条件においてはより遠距離の振
動伝達が可能であり、タブレットの入力面の面積を増加
させることができる。
In addition, since highly efficient vibration transmission is possible through pressure contact force management, the amplification factor of the vibration energy of the vibrator 4 or the detection signal of the vibration sensor 6 can be reduced, and low power consumption can be achieved. Conversely, under the same vibrator drive conditions, vibration can be transmitted over a longer distance, and the area of the input surface of the tablet can be increased.

また、上記の圧接の際、振動子4〜ホーン5の間、およ
び振動センサ6と振動伝達板8の間にグリース61を介
在させることが考えられる。
Furthermore, it is conceivable to interpose grease 61 between the vibrator 4 and the horn 5 and between the vibration sensor 6 and the vibration transmission plate 8 during the pressure welding described above.

この際、振動子4、振動センサ6は、それぞれホーン5
、振動伝達板8とグリース61を介して圧接される。
At this time, the vibrator 4 and the vibration sensor 6 each have a horn 5
, are pressed into contact with the vibration transmission plate 8 via grease 61.

このグリース61は、稠度190〜390(JIS  
K2220)程度のものを用いる。グリース61は振動
子4、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り振動子4とホーン5および振
動センサ6と振動伝達板8の間に充填される。
This grease 61 has a consistency of 190 to 390 (JIS
K2220) grade is used. Grease 61 is filled between the vibrator 4 and the horn 5, and between the vibration sensor 6 and the vibration transmission plate 8, by attaching the grease 61 to the pressure contact surfaces of the vibrator 4 and the vibration sensor 6 when they are brought into pressure contact.

このような構造によれば、振動子4、ホーン5の間、お
よび振動センサ6と振動伝達板8の間に圧接面の表面粗
さ、変形などにより従来生じていた空間にグリース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。した
がって、振動子4からホーン5へ、あるいは振動伝達板
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
動子4の駆動電力、あるいは振動センサ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 grease 61 is deposited in the spaces conventionally created between the vibrator 4 and the horn 5, and between the vibration sensor 6 and the vibration transmission plate 8 due to surface roughness, deformation, etc. of the pressure contact surfaces.
The substantial vibration transmission surfaces of the two can be brought into close contact with each other completely without creating an air layer or the like. Therefore, ultrasonic vibrations can be efficiently transmitted from the vibrator 4 to the horn 5 or from the vibration transmission plate 8 to the vibration sensor 6, and efficient energy conversion becomes possible. That is, the driving power of the vibrator 4 or the amplification factor after detection by the vibration sensor 6 can be reduced, and power consumption can be reduced.

し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ばらつきをなくすこと
ができる。振動子4、ホーン5および振動センサ6、振
動伝達板8の圧接面に介在させる部材はグリースに限定
されることなく、同様の稠度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。
Therefore, variations in coordinate detection accuracy in coordinate detection processing based on waveform processing, which will be described later, can be eliminated. The members interposed between the pressure contact surfaces of the vibrator 4, the horn 5, the vibration sensor 6, and the vibration transmission plate 8 are not limited to grease, and compounds with similar consistency or other highly consistent fluids can be used.

次に振動検出系、座標演算系につき説明する。Next, the vibration detection system and coordinate calculation system will be explained.

再び、第1図(A)において、振動伝達板8の角部に設
けられた振動センサ6も圧電素子などの機械〜電気変換
素子により構成される。3つの振動センサ6の各々の出
力信号は波形検出回路9に人力され、後述の波形検出処
理により、各センサへの振動到着タイミングを検出する
。この検出タイミング信号は演算制御回路1に入力され
る。
Again, in FIG. 1(A), the vibration sensor 6 provided at the corner of the vibration transmission plate 8 is also constituted by a mechanical to electrical conversion element such as a piezoelectric element. The output signals of each of the three vibration sensors 6 are input to a waveform detection circuit 9, and the timing of vibration arrival at each sensor is detected by waveform detection processing described later. This detection timing signal is input to the arithmetic control circuit 1.

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

検出された振動ベン3の座標情報は演算制御回路1にお
いて表示器11°による出力方式に応じて処理される。
The detected coordinate information of the vibrating ben 3 is processed in the arithmetic control circuit 1 according to the output method by the display 11°.

すなわち、演算制御回路は人力座標情報に基づいてビデ
オ信号処理装置10を介して表示器11′の出力動作を
制御する。
That is, the arithmetic control circuit controls the output operation of the display 11' via the video signal processing device 10 based on the human coordinate information.

第3図は第1図(A)の演算制御回路1の構造を示して
いる。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。
FIG. 3 shows the structure of the arithmetic control circuit 1 of FIG. 1(A). 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.

マイクロコンピュータ11は内部カウンタ、ROMおよ
びRAMを内蔵している。駆動信号発生回路12は第1
図(A)の振動子駆動回路2に対して所定周波数のl劾
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 pulse of a predetermined frequency to the vibrator drive circuit 2 shown in FIG. 2A, and is activated by the microcomputer 11 in synchronization with the coordinate calculation circuit.

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

一方、波形検出回路9は、振動センサ6の出力から後述
のようにして振動伝達時間を計測するための検出信号の
タイミング情報を出力する。これらのタイミング情報は
入力ポート15にそれぞれ入力される。
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 input to input ports 15, respectively.

波形検出回路9から入力されるタイミング信号は人力ボ
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 inputted from the waveform detection circuit 9 is inputted to the human powered 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。このとき、判定回路16は複数の
振動センサ6からの波形検出のタイミング情報がすべて
入力されたかどうかを判定し、マイクロコンピュータ1
1に報知する。
That is, the vibration transmission time is expressed as a latch value of the output data of the counter 13, and coordinate calculation is performed using this vibration transmission time value. At this time, the determination circuit 16 determines whether all waveform detection timing information from the plurality of vibration sensors 6 has been input, and
Notify 1.

表示器11°の出力制御処理は入出力ボート17を介し
て行なわれる。
Output control processing for the display 11° is performed via the input/output port 17.

第4図は第1図(A)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(A) 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@dはその振動伝達時間をt
gとして 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 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. @d is the vibration transmission time t
As g, d=Vg-tg...(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。
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 ben is d=n・λp+Vp' tp...(
2). 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) /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/Nl・
...(3) is shown. Here, N is a real number other than 0, and an appropriate value is used. For example, if it is N-2 and 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)式に代入することで
、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、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. 3, 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倍信号タイミングと、遅延時間調整回路
57によって遅延された元信号から検出回路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
に入力される。
Further, a phase delay time detection signal Tp is formed by the detection circuit 58 from this Tg times signal timing and the original signal delayed by the delay time adjustment circuit 57, and the arithmetic control circuit 1
is input.

すなわち、Tg倍信号単安定マルチバイブレータ55に
より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t
p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44
のようなレベルとタイミングを有する信号44を形成し
、検出回路58に入力する。
That is, it is converted into a pulse of a predetermined width by the Tg multiplied signal monostable multivibrator 55. Further, the comparator level supply circuit 56 outputs t according to this pulse timing.
A threshold value for detecting p-flaw signals is formed. As a result, the comparator level supply circuit 56 is connected to the reference numeral 44 in FIG.
A signal 44 having a level and timing as follows is generated and input to the detection circuit 58.

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
ベロープピ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Tpt〜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 Tpt to h are input to the arithmetic and control circuit 1, respectively.

第3図の演算制御回路では上記のTgl〜h、Tpl〜
h信号を入力ボート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. 3, the above Tgl~h, Tpl~
The h signal 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 vibrating pen, so the latch circuit The 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離d1〜d3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. The straight-line distances d1 to d3 to the position of the vibration sensor 6 can be determined.

さらに演算制御回路1でこの直線距離d1〜d3に基づ
き振動ペン3の位置Pの座m(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 and control circuit 1 can determine the seat m (X%y) of the position P of the vibrating pen 3 based on the linear distances d1 to d3 using the following formula from the 3-square theorem.

x−X/2+ (dl+d2)(di−d2)/2X・
・・(4) y冨Y/2+ (d 1 +d 3)(d 1−d 3
) /2Y・−(5) ここでX、Yは32、S3の位置の振動センサ6と原点
(位置St)のセンサのX%Y軸に沿った距離である。
x-X/2+ (dl+d2)(di-d2)/2X・
...(4) yTomiY/2+ (d 1 + d 3) (d 1 - d 3
) /2Y.-(5) Here, X and Y are the distances along the Y-axis in X% between the vibration sensor 6 at the position 32, S3 and the sensor at the origin (position St).

以上のようにして振動ペン3の位置座標をリアルタイム
で検出することができる。
As described above, the position coordinates of the vibrating pen 3 can be detected in real time.

[発明の効果] 以上から明らかなように、本発明によれば、振動子から
振動伝達板に入力された機械的振動を振動センサで検出
し、振動伝達板上での振動伝達時間に基づき振動伝達板
上の振動入力点の座標を検出する座標入力装置において
、前記振動伝達板に機械的に前記振動子を圧接結合する
第1の圧接手段、および(または)前記振動伝達板に機
械的に前記振動センサを圧接結合する第2の圧接手段が
設けられ、前記第1および(または)第2の圧接手段の
圧接力が圧接する2つの部材の間で伝達される振動の伝
達効率が所定値以上になるように設定される構成を採用
しているので、振動子、および(または)振動センサを
振動伝達板に機械的に結合する圧接手段の圧接力により
、振動子〜振動伝達板、および(または)振動伝達板〜
振動センサ間の振動伝達効率を所定以上に管理し、振動
検出に基づく座標演算の信頼性向上および低消費電力化
、ないし入力面積の増大などの優れた作用効果を期待で
きる。
[Effects of the Invention] As is clear from the above, according to the present invention, the mechanical vibration input from the vibrator to the vibration transmission plate is detected by the vibration sensor, and the vibration is detected based on the vibration transmission time on the vibration transmission plate. In a coordinate input device for detecting the coordinates of a vibration input point on a transmission plate, a first pressure contact means mechanically connects the vibrator to the vibration transmission plate, and/or a first pressure contact means mechanically connects the vibration input point to the vibration transmission plate. A second press-contact means for press-connecting the vibration sensor is provided, and the transmission efficiency of vibration transmitted between the two members to which the press-contact force of the first and/or second press-contact means is in press contact is a predetermined value. Since the above-mentioned configuration is adopted, the pressure contact force of the pressure contact means for mechanically coupling the vibrator and/or vibration sensor to the vibration transmission plate connects the vibrator to the vibration transmission plate, and (or) Vibration transmission plate~
By managing the vibration transmission efficiency between vibration sensors to a level higher than a predetermined value, excellent effects such as improved reliability of coordinate calculation based on vibration detection, lower power consumption, and increased input area can be expected.

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

第1図(A)は本発明を採用した情報入出力装置の構成
を示した説明図、第1図(B)は振動子ないし振動セン
サの圧接力に依存する振動伝達効率を示した線図、第1
図(C)は振動検出電圧の評価を説明する線図、第2図
は第1図の振動ペン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 3・・・振動ペン4・・・振動
子    6・・・振動センサ8・・・振動伝達板  
51・・・前置増幅器15.16・・・入力ポート ロ1・・・グリース ニ醪IFI’l匍用コ請のブb−・カ釦第3図 直1番羽・1定を、干しfて;疫」ろ間第4図 壕七m比手り泊iのフ”0−17面 第5図 Jfa卸(二〉リー酔にイ4イ仏δ」のb搾〕町目しろ
第6図
FIG. 1(A) is an explanatory diagram showing the configuration of an information input/output device adopting the present invention, and FIG. 1(B) is a diagram showing the vibration transmission efficiency depending on the pressure contact force of the vibrator or vibration sensor. , 1st
Figure (C) is a diagram explaining the evaluation of vibration detection voltage, Figure 2 is an explanatory diagram showing the structure of the vibrating pen in Figure 1, and Figure 3 is a diagram showing the structure of the arithmetic control circuit in Figure 1. Block diagram, Fig. 4 is a waveform diagram showing a detected waveform explaining distance measurement between the vibrating pen and the vibration sensor, Fig. 5 is a block diagram showing the configuration of the waveform detection circuit of Fig. 1, Fig. 6 FIG. 2 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...Input Portro 1...Grease Ni Moromi IFI'l Co. ``Roma'' Figure 4, trench 7m, Hidetari Tomari i's Fu'' 0-17 page, Figure 5, Jfa Wholesale (2〉Lee Drunken I 4i Buddha δ'b extraction) Town Meshiro, Figure 6

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)振動子から振動伝達板に入力された機械的振動を振
動センサで検出し、振動伝達板上での振動伝達時間に基
づき振動伝達板上の振動入力点の座標を検出する座標入
力装置において、前記振動伝達板に機械的に前記振動子
を圧接結合する第1の圧接手段、および(または)前記
振動伝達板に機械的に前記振動センサを圧接結合する第
2の圧接手段が設けられ、前記第1および(または)第
2の圧接手段の圧接力が圧接する2つの部材の間で伝達
される振動の伝達効率が所定値以上になるように設定さ
れていることを特徴とする座標入力装置。 2)前記振動子と振動伝達部材の間に稠度の高い流体を
介在させたことを特徴とする請求項第1項に記載の座標
入力装置。
[Claims] 1) Mechanical vibration input from the vibrator to the vibration transmission plate is detected by a vibration sensor, and the coordinates of the vibration input point on the vibration transmission plate are determined based on the vibration transmission time on the vibration transmission plate. In the coordinate input device for detection, a first pressure contact means mechanically press-connects the vibrator to the vibration transmission plate, and/or a second pressure contact means mechanically press-connects the vibration sensor to the vibration transmission plate. A pressure contact means is provided, and the pressure contact force of the first and/or second pressure contact means is set so that the transmission efficiency of vibration transmitted between the two members in pressure contact is equal to or higher than a predetermined value. A coordinate input device characterized by: 2) The coordinate input device according to claim 1, characterized in that a fluid with high consistency is interposed between the vibrator and the vibration transmission member.
JP63281254A 1988-11-09 1988-11-09 Coordinate input device Pending JPH02128212A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63281254A JPH02128212A (en) 1988-11-09 1988-11-09 Coordinate input device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63281254A JPH02128212A (en) 1988-11-09 1988-11-09 Coordinate input device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH02128212A true JPH02128212A (en) 1990-05-16

Family

ID=17636508

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63281254A Pending JPH02128212A (en) 1988-11-09 1988-11-09 Coordinate input device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH02128212A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2535626B2 (en) Coordinate input device
JPH08166846A (en) Ultrasonic coordinate input device
EP0436173A2 (en) Vibrating input pen used for a coordinate input apparatus
US4897510A (en) Coordinate inputting device including an electrode to reduce noise components
EP0367282B1 (en) Coordinate input apparatus
JPH02128212A (en) Coordinate input device
JP2503062B2 (en) Coordinate input device
JP3131294B2 (en) Vibration transmission plate for coordinate input and coordinate input device
JPH0823798B2 (en) Vibration input pen
JPH0786804B2 (en) Coordinate input device
JPS63245711A (en) Coordinate input device
JPH0562773B2 (en)
JPS63136127A (en) Coordinate input device
JP3093236B2 (en) Vibration pen for coordinate input
JPH01161424A (en) Coordinate input device
JPH0192826A (en) Information input/output device
JPS63262714A (en) Information input/output device
JPH0586569B2 (en)
JPS63104124A (en) Coordinate input device
JPS63120325A (en) Coordinate input device
JPH02129714A (en) Coordinate input device
JPS63126025A (en) Coordinate input device
JPS63103317A (en) Coordinate input device
JPH02128213A (en) Coordinate input device
JPS63239518A (en) Coordinates input device