JPH02129714A - 座標入力装置 - Google Patents
座標入力装置Info
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- JPH02129714A JPH02129714A JP63282407A JP28240788A JPH02129714A JP H02129714 A JPH02129714 A JP H02129714A JP 63282407 A JP63282407 A JP 63282407A JP 28240788 A JP28240788 A JP 28240788A JP H02129714 A JPH02129714 A JP H02129714A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は座標入力装置、特に振動ペンから入力された振
動を振動伝達板上の所定位置に設けられた振動センサに
より検出して振動伝達板上での振動伝達時間から前記振
動ペンによる振動伝達板への振動入力位置を検出する座
標入力装置に関するものである。
動を振動伝達板上の所定位置に設けられた振動センサに
より検出して振動伝達板上での振動伝達時間から前記振
動ペンによる振動伝達板への振動入力位置を検出する座
標入力装置に関するものである。
[従来の技術]
従来より手書きの文字、図形などをコンピュータなどの
処理装置に入力する装置として各種の入力ペンおよびタ
ブレットなどを用いた座標入力装置が知られている。こ
の種の方式では入力された文字、図形などからなる画像
情報はCRTデイスプレィなどの表示装置やプリンタな
どの記録装置に出力される。
処理装置に入力する装置として各種の入力ペンおよびタ
ブレットなどを用いた座標入力装置が知られている。こ
の種の方式では入力された文字、図形などからなる画像
情報はCRTデイスプレィなどの表示装置やプリンタな
どの記録装置に出力される。
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、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同
定する構成が知られている。超音波方式では、入力タブ
レットの構造が比較的簡単であり、装置の構成が簡単安
価であるとともに、タブレットを透明材料から構成し、
表示器、原稿に重ねて使用できるという利点がある。
される超音波振動を振動伝達板に入力し、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同
定する構成が知られている。超音波方式では、入力タブ
レットの構造が比較的簡単であり、装置の構成が簡単安
価であるとともに、タブレットを透明材料から構成し、
表示器、原稿に重ねて使用できるという利点がある。
[発明が解決しようとする課題]
従来では、振動伝達板に振動入力を行なうための振動ペ
ンの振動発生部は第7図に示すように構成されている。
ンの振動発生部は第7図に示すように構成されている。
第7図(A)、(B)において符号4′は円柱型の圧電
素子で、振動伝達板に効率よく振動伝達を行なうための
ホーン5に接着、圧接などの方法で固着される。
素子で、振動伝達板に効率よく振動伝達を行なうための
ホーン5に接着、圧接などの方法で固着される。
振動伝達板に伝達される波は板波のaモードが座標検出
のための波形処理に都合がよいことが知られており、圧
電素子4′は、不図示の振動伝達板にこの板波を発生で
きるように図の垂直方向の振動モードを有する。特に従
来では、圧電素子4′は、分極方向と振動方向(図中の
矢印方向)が平行なに33モードのものを用いている。
のための波形処理に都合がよいことが知られており、圧
電素子4′は、不図示の振動伝達板にこの板波を発生で
きるように図の垂直方向の振動モードを有する。特に従
来では、圧電素子4′は、分極方向と振動方向(図中の
矢印方向)が平行なに33モードのものを用いている。
第7図の構造では、信号入力のための電極は圧電素子4
′の上下面に設けられ、その一方はホーン5と接触して
いるので、電気的な電極の取り出しが非常に困難である
。圧電素子4′はに33モードであるため、図示のよう
な振動方向では電極は第7図(B)の符号A、Bのよう
に圧電素子4′の上下面である。特に下面の電極Bはホ
ーン5との接触面であるから、この面からの電極取り出
しは符号Cのように素子の側面に電極を引き出しておく
ことが多い。
′の上下面に設けられ、その一方はホーン5と接触して
いるので、電気的な電極の取り出しが非常に困難である
。圧電素子4′はに33モードであるため、図示のよう
な振動方向では電極は第7図(B)の符号A、Bのよう
に圧電素子4′の上下面である。特に下面の電極Bはホ
ーン5との接触面であるから、この面からの電極取り出
しは符号Cのように素子の側面に電極を引き出しておく
ことが多い。
ところが、符号Cのように電極を引き出すと、分極の乱
れが生じ単一モードの振動を発生させるのが困難になり
、振動波形の歪みなどにより振動検出タイミングのずれ
が発生し、座標検出精度が低下する。また、電極の側面
への引出しは素子の製造コストを増大させる問題がある
。
れが生じ単一モードの振動を発生させるのが困難になり
、振動波形の歪みなどにより振動検出タイミングのずれ
が発生し、座標検出精度が低下する。また、電極の側面
への引出しは素子の製造コストを増大させる問題がある
。
本発明の課題は、以上の問題を解決し、所望の単一の振
動モードによる機械振動を振動伝達板に入力でき、しか
も振動ペンの振動子の電極取り出し構造を容易にできる
座標入力装置を提供することにある。
動モードによる機械振動を振動伝達板に入力でき、しか
も振動ペンの振動子の電極取り出し構造を容易にできる
座標入力装置を提供することにある。
[課題を解決するための手段]
以上の課題を解決するために、本発明においては、振動
ペンから入力された振動を振動伝達板上の所定位置に設
けられた振動センサにより検出して振動伝達板上での振
動伝達時間から前記振動ペンによる振動伝達板への振動
入力位置を検出する座標入力装置において、前記振動ペ
ンに設けられる振動発生用の振動子を分極方向に対して
振動方向が直角な圧電素子から構成し、この圧電素子の
振動方向を振動ペンのペン軸方向にほぼ一致させるとと
もに圧電素子の駆動信号入力を圧電素子の側方の分極面
から行なう構成を採用した。
ペンから入力された振動を振動伝達板上の所定位置に設
けられた振動センサにより検出して振動伝達板上での振
動伝達時間から前記振動ペンによる振動伝達板への振動
入力位置を検出する座標入力装置において、前記振動ペ
ンに設けられる振動発生用の振動子を分極方向に対して
振動方向が直角な圧電素子から構成し、この圧電素子の
振動方向を振動ペンのペン軸方向にほぼ一致させるとと
もに圧電素子の駆動信号入力を圧電素子の側方の分極面
から行なう構成を採用した。
[作用]
以上の構成によれば、分極面と異なる面に電極の引出し
を行なう必要なく圧電素子の側方から駆動電極を引き出
すことができる。
を行なう必要なく圧電素子の側方から駆動電極を引き出
すことができる。
[実施例]
以下、図面に示す実施例に基づき、本発明の詳細な説明
する。
する。
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。第1図の情報入出力装置は振動伝達板8からな
る入力タブレットに振動ペン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。
ている。第1図の情報入出力装置は振動伝達板8からな
る入力タブレットに振動ペン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。
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ペン3から伝達される振
動を3個の振動センサ6に伝達する。振動伝達板8は振
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その周辺部分をシリ
コンゴムなどから構成された防振材7によって支持され
ている。防振材7の境界面からの反射波の影響を軽減す
るため、振動センサ6は防振材7の境界面上あるいはご
く近傍に装着する。装着方法は接着、圧接などいずれの
方法でもよい。
などからなる振動伝達板で振動ペン3から伝達される振
動を3個の振動センサ6に伝達する。振動伝達板8は振
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その周辺部分をシリ
コンゴムなどから構成された防振材7によって支持され
ている。防振材7の境界面からの反射波の影響を軽減す
るため、振動センサ6は防振材7の境界面上あるいはご
く近傍に装着する。装着方法は接着、圧接などいずれの
方法でもよい。
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°上に配置され、振動
ペン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、検出された振動ペン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、振動ペン3により入力された点、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
うに振動ペンの軌跡の後に現れる。
、ドツト表示が可能な表示器11°上に配置され、振動
ペン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、検出された振動ペン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、振動ペン3により入力された点、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
うに振動ペンの軌跡の後に現れる。
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、振動ペ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
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。
ー表示を行ない、振動ペ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
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。
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を介して振動伝達効率に伝達する。
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を介して振動伝達効率に伝達する。
第2図(A)は振動ペン3の構造を示している。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
。
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
。
電気的な駆動信号は振動子4によって機械的な板8に伝
達される。
達される。
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。
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。
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。
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。
第2図(B)に本実施例における振動子4の構造を示す
。
。
本実施例では、振動子4を分極方向に対して振動方向が
直角な長さ方向の振i1](K31モード)を発生する
中空の円筒型の圧電素子から構成する。振動子4から発
生される振動の方向は矢印v1の方向である。
直角な長さ方向の振i1](K31モード)を発生する
中空の円筒型の圧電素子から構成する。振動子4から発
生される振動の方向は矢印v1の方向である。
素子の分極は、この振動方向と直角、すなわち、外周面
りと内周面Eの間で行なわれている。
りと内周面Eの間で行なわれている。
電極は上記分極方向から明らかなように、第2図(C)
に示すように、素子の外周面りおよび内周面已に設けれ
ばよく、素子の上面ないし底面がホーンと固定されてい
ても容易に電極の取り出しを行なうことができる。駆動
信号入力のための電極の取り出し方法としては、圧接式
の接触電極などを振動子4の外周面D、内周面Eの両側
から圧接する、あるいはハンダ付けによりリード線を外
周面D、内周面Eに取り付けることが考えられる。
に示すように、素子の外周面りおよび内周面已に設けれ
ばよく、素子の上面ないし底面がホーンと固定されてい
ても容易に電極の取り出しを行なうことができる。駆動
信号入力のための電極の取り出し方法としては、圧接式
の接触電極などを振動子4の外周面D、内周面Eの両側
から圧接する、あるいはハンダ付けによりリード線を外
周面D、内周面Eに取り付けることが考えられる。
以上の構成によれば、駆動信号入力のための電極を分極
が行なわれる対向面と異なる面に取り出す必要がないた
め、分極の乱れを生じることがなく、振動子4により単
一モードの振動のみを発生することができ、従って、後
述の波形検出および座標演算において、正確に波形検出
タイミングを決定でき高精度な座標入力を行なうことが
できるようになる。
が行なわれる対向面と異なる面に取り出す必要がないた
め、分極の乱れを生じることがなく、振動子4により単
一モードの振動のみを発生することができ、従って、後
述の波形検出および座標演算において、正確に波形検出
タイミングを決定でき高精度な座標入力を行なうことが
できるようになる。
さらに、上記構成によれば、振動子4のホーン接触面と
電極面が別の面となるので、ホーン5の接触面を自由に
加工できる。たとえば、振動子4のホーン5との接触面
の表面あらさを調節することにより、振動伝達効率を向
上することが考えられるが、このような加工を自由に行
なうことができる。
電極面が別の面となるので、ホーン5の接触面を自由に
加工できる。たとえば、振動子4のホーン5との接触面
の表面あらさを調節することにより、振動伝達効率を向
上することが考えられるが、このような加工を自由に行
なうことができる。
以上では中空円筒型の圧電素子を例示したが、第2図(
D)に示すように直方体形状の圧電素子を振動子4とし
て用いてもよい。この場合には、振動子4の分極方向は
素子の側方の対向面F、Fの間の方向で、電極もこの面
F、Fに設ける。このような構造によっても、第2図(
B)、(C)の場合と同様に容易に電極の取り出しを行
なうことがてきる。
D)に示すように直方体形状の圧電素子を振動子4とし
て用いてもよい。この場合には、振動子4の分極方向は
素子の側方の対向面F、Fの間の方向で、電極もこの面
F、Fに設ける。このような構造によっても、第2図(
B)、(C)の場合と同様に容易に電極の取り出しを行
なうことがてきる。
また、第2図(E)に符号G、Hで示す位置に、素子の
端面に外周面D、内周面Eの電極を弓ぎ出しておけば、
より容易にリート線や接触電極を用いて素子との電気的
結合をとることがてぎる、この構成によれば、接触電極
などにより振動子4に対して不必要な横方向の応力を与
えることがないという利点を有する。また振動子4の側
面には接触電極、リード線などの部材を配置する必要が
ないので、振動ベン3をより小型軽量にできるという利
点もある。
端面に外周面D、内周面Eの電極を弓ぎ出しておけば、
より容易にリート線や接触電極を用いて素子との電気的
結合をとることがてぎる、この構成によれば、接触電極
などにより振動子4に対して不必要な横方向の応力を与
えることがないという利点を有する。また振動子4の側
面には接触電極、リード線などの部材を配置する必要が
ないので、振動ベン3をより小型軽量にできるという利
点もある。
次に、振動波形の検出系、および座標検出系の構成、動
作につき説明する。
作につき説明する。
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m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に入力され、後述の波形検出処理によ
り演算制御回路1により処理可能な検出タイミング信号
に変換される。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。
た振動センサ6も圧電素子などのm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に入力され、後述の波形検出処理によ
り演算制御回路1により処理可能な検出タイミング信号
に変換される。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。
演算制御回路1は波形検出回路から入力された検出タイ
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。
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。
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。
いて表示器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
オ信号処理装置10を介して表示器11°の出力動作を
制御する。
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。
第3図は第1図の演算制御回路1の構造を示している。
ここでは主に振動ベン3の駆動系および士辰動センサ6
による振動検出系の構造を示している。
による振動検出系の構造を示している。
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。
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。
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。
りラッチ回路14にラッチされる。
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
入力ボート15にそれぞれ入力される。
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
入力ボート15にそれぞれ入力される。
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。
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。
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。
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。
表示器11°の出力制御処理は人出力ポート17を介し
て行なわれる。
て行なわれる。
第4図は第1図の波形検出回路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。
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。
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4
21と位相422の関係は振動伝達距離に応じて変化す
る。
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4
21と位相422の関係は振動伝達距離に応じて変化す
る。
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。
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。
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1111dはその振動伝達時
間をtg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。
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1111dはその振動伝達時
間をtg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。
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
ナ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。
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
ナ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。
前記の(1)式と(2)式から上記の整数nはn−[(
Vg−tg−Vp −tp)/λp+ 1/N]・
・・ (3) と示される。ここでNはO以外の実数であり、適当な数
値を用いる。たとえばN=2とし、群遅延時間tgのゆ
らぎが±1/2波長以内であれば、nを決定することが
できる。
Vg−tg−Vp −tp)/λp+ 1/N]・
・・ (3) と示される。ここでNはO以外の実数であり、適当な数
値を用いる。たとえばN=2とし、群遅延時間tgのゆ
らぎが±1/2波長以内であれば、nを決定することが
できる。
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。
、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。
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。
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。
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。
回路51により所定のレベルまで増幅される。
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。
、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。
また、このTg信号のタイミングと、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。
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。
すなわち、Tg信号は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 48号を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。
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 48号を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。
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。
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。
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のよつなtp検出パルスが形
成される。
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のよつなtp検出パルスが形
成される。
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。
のそれぞれのセンサに対しても同じ回路が設けられる。
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Tp1〜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。
延時間Tgl〜h、位相遅延時間Tp1〜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。
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。
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。
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の位置までの直線比[dl〜d3を求
めることかてきる。
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の位置までの直線比[dl〜d3を求
めることかてきる。
さらに演算制御回路1でこの直線距1liItd1〜d
3に基づき振動ペン3の位置Pの座標(x、y)を3平
方の定理から次式のようにして求めることができる。
3に基づき振動ペン3の位置Pの座標(x、y)を3平
方の定理から次式のようにして求めることができる。
x=X/2+ (d 1 +ci 2)(d 1−d
2) /2X・・・ (4) 、y=Y/2+ (dl+d3)(di−d3)/2
Y・・・ (5) ここでX、YはS2.33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。
2) /2X・・・ (4) 、y=Y/2+ (dl+d3)(di−d3)/2
Y・・・ (5) ここでX、YはS2.33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。
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とる。
で検出することがでとる。
[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上の所定位置に設けられ
た振動センサにより検出して振動伝達板上での振動伝達
時間から前記振動ペンによる振動伝達板への振動入力位
置を検出する座標入力装置において、前記振動ペンに設
けられる振動発生用の振動子を分極方向に対して振動方
向が直角な圧電素子から構成し、この圧電素子の振動方
向を振動ペンのペン軸方向にほぼ一致させるとともに圧
電素子の駆動信号入力を圧電素子の側方の分極面から行
なう構成を採用しているので、分極面と異なる面に電極
の引出しを行なう必要なく圧電素子の側方から駆動′W
X極を引き出すことができる。このため、圧電素子の製
造コストを低減し、簡単安価な構造により圧電素子の電
極取り出しを行なうことができる。しかも、圧電素子の
分極の乱れを生じることがなく、単一の振動モードで振
動子を振動させることができ、不要な振動成分のカップ
リングによって振動伝達板に入力される振動波形が歪む
のを防止できる。これにより、振動伝達板に入力される
振動が振動センサに到達するタイミングを振動センサの
出力信号の波形処理により正確に行なうことができ、高
精度な座標検出を行なえ、また、振動子の振動取り出し
面と、駆動信号の入力面が別になるため、振動取り出し
面に振動伝達効率を向上させるなどの目的で自由に加工
を施すことができるなどの優れた利点がある。
ら入力された振動を振動伝達板上の所定位置に設けられ
た振動センサにより検出して振動伝達板上での振動伝達
時間から前記振動ペンによる振動伝達板への振動入力位
置を検出する座標入力装置において、前記振動ペンに設
けられる振動発生用の振動子を分極方向に対して振動方
向が直角な圧電素子から構成し、この圧電素子の振動方
向を振動ペンのペン軸方向にほぼ一致させるとともに圧
電素子の駆動信号入力を圧電素子の側方の分極面から行
なう構成を採用しているので、分極面と異なる面に電極
の引出しを行なう必要なく圧電素子の側方から駆動′W
X極を引き出すことができる。このため、圧電素子の製
造コストを低減し、簡単安価な構造により圧電素子の電
極取り出しを行なうことができる。しかも、圧電素子の
分極の乱れを生じることがなく、単一の振動モードで振
動子を振動させることができ、不要な振動成分のカップ
リングによって振動伝達板に入力される振動波形が歪む
のを防止できる。これにより、振動伝達板に入力される
振動が振動センサに到達するタイミングを振動センサの
出力信号の波形処理により正確に行なうことができ、高
精度な座標検出を行なえ、また、振動子の振動取り出し
面と、駆動信号の入力面が別になるため、振動取り出し
面に振動伝達効率を向上させるなどの目的で自由に加工
を施すことができるなどの優れた利点がある。
第1図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2図(A)は第1図の振動ペンの構造を示
した説明図、第2図(B)は振動ペンに用いられる振動
子の構造を示した斜視図、第2図(C)は第2図(A)
の素子の構造を説明する断面図、第2図(D)、(E)
は異なる振動子の構造を示した斜視図、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、第7図(A)、(B)は従来の振動ペンの構
造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 11・・・マイクロコンピュータ 13・・・カウンタ 14・・・ラッチ回路15.1
7・・・入カボート jhtn’3rli″1utr+斜視fZj第2図(B
) ↑ε111′l坊へ断eD躬 第2図(C) ψ4を乃本肯j)とε示しrて斜視6ろ第2図(E) 芦rJ麹敞言、床斜糀躬 第2図(D) ;疫柩枦陀辻江凸蓄すのフ゛o−7フ肪第5図 ↑鵠nゼオ取74イ仏置のδ全明M 第6図 V巨隨酒1)定を示しヒ7意斤知乙 第4図 掻采/ltaぺ〉牝婦郭ハざ酢ni 第7図
た説明図、第2図(A)は第1図の振動ペンの構造を示
した説明図、第2図(B)は振動ペンに用いられる振動
子の構造を示した斜視図、第2図(C)は第2図(A)
の素子の構造を説明する断面図、第2図(D)、(E)
は異なる振動子の構造を示した斜視図、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、第7図(A)、(B)は従来の振動ペンの構
造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 11・・・マイクロコンピュータ 13・・・カウンタ 14・・・ラッチ回路15.1
7・・・入カボート jhtn’3rli″1utr+斜視fZj第2図(B
) ↑ε111′l坊へ断eD躬 第2図(C) ψ4を乃本肯j)とε示しrて斜視6ろ第2図(E) 芦rJ麹敞言、床斜糀躬 第2図(D) ;疫柩枦陀辻江凸蓄すのフ゛o−7フ肪第5図 ↑鵠nゼオ取74イ仏置のδ全明M 第6図 V巨隨酒1)定を示しヒ7意斤知乙 第4図 掻采/ltaぺ〉牝婦郭ハざ酢ni 第7図
Claims (1)
- 1)振動ペンから入力された振動を振動伝達板上の所定
位置に設けられた振動センサにより検出して振動伝達板
上での振動伝達時間から前記振動ペンによる振動伝達板
への振動入力位置を検出する座標入力装置において、前
記振動ペンに設けられる振動発生用の振動子を分極方向
に対して振動方向が直角な圧電素子から構成し、この圧
電素子の振動方向を振動ペンのペン軸方向にほぼ一致さ
せるとともに圧電素子の駆動信号入力を圧電素子の側方
の分極面から行なうことを特徴とする座標入力装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63282407A JPH02129714A (ja) | 1988-11-10 | 1988-11-10 | 座標入力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63282407A JPH02129714A (ja) | 1988-11-10 | 1988-11-10 | 座標入力装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02129714A true JPH02129714A (ja) | 1990-05-17 |
Family
ID=17652010
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63282407A Pending JPH02129714A (ja) | 1988-11-10 | 1988-11-10 | 座標入力装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02129714A (ja) |
-
1988
- 1988-11-10 JP JP63282407A patent/JPH02129714A/ja active Pending
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