JPH02130616A - Coordinate input device - Google Patents

Coordinate input device

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Publication number
JPH02130616A
JPH02130616A JP63283865A JP28386588A JPH02130616A JP H02130616 A JPH02130616 A JP H02130616A JP 63283865 A JP63283865 A JP 63283865A JP 28386588 A JP28386588 A JP 28386588A JP H02130616 A JPH02130616 A JP H02130616A
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JP
Japan
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vibration
signal
detected
circuit
oscillation
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Pending
Application number
JP63283865A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiyoshi Kaneko
潔 兼子
Yuichiro Yoshimura
雄一郎 吉村
Shinnosuke Taniishi
谷石 信之介
Katsuyuki Kobayashi
克行 小林
Takeshi Kamono
武志 鴨野
Ryozo Yanagisawa
柳沢 亮三
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Publication of JPH02130616A publication Critical patent/JPH02130616A/en
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Abstract

PURPOSE:To detect the exact position of coordinates by correcting an oscillation transmitting time to an attention oscillation sensor based on the change of a signal characteristic to be detected by the oscillation sensor and calculating the coordinate position of an oscillating pen based on the correspondent oscillation transmitting time. CONSTITUTION:A user has an oscillating pen 3 in a hand and inputs the coordinates in the position on an oscillation transmitting board 8. The oscillation transmitting board 8 transmits the ultrasonic oscillation, which is received from the oscillating pen 3, to oscillation sensors 6a-6c. Signals to be detected by the sensors 6a-6c are respectively given to a signal waveform detecting circuit 9 and from the oscillation transmitting time to the sensor to be obtained by the detecting circuit 9, the position of the oscillating pen 3 is detected in an arithmetic and control circuit 1. The detecting circuit 9 detects the change of the signal characteristic in the detected signal, for example, an envelope level and the detected change is sent to the circuit 1. The circuit 1 corrects the oscillation transmitting time to the attention sensor based on the detected result of the envelope level and detects the position of the oscillating pen 3. Then, the correct position of the coordinates can be detected.

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、特に振動ペン内の振動子から発
生した振動を振動伝達板に設けられた複数の振動センサ
により検出し、各振動センサまでの振動伝達時間から前
記振動ペン位置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 generated from a vibrator in a coordinate input device, particularly a vibrating pen, using a plurality of vibration sensors provided on a vibration transmission plate. The present invention relates to a coordinate input device that detects the position of the vibrating pen from the vibration transmission time to the sensor.

[従来の技術] この方式を簡単に説明すると以下の如くである。[Conventional technology] A brief explanation of this method is as follows.

振動伝達板(タブレットの座標入力面をなしている)上
に入力ペンを接触させ、その入力ペンから発生する振動
を振動伝達板の所定位置に設けられた複数の振動センサ
で検出する。そして、各振動センサへの振動遅延時間を
計測することで、指示座標位置を算出する。
An input pen is brought into contact with a vibration transmission plate (forming the coordinate input surface of the tablet), and vibrations generated from the input pen are detected by a plurality of vibration sensors provided at predetermined positions on the vibration transmission plate. Then, the designated coordinate position is calculated by measuring the vibration delay time for each vibration sensor.

振動波として板波弾性波を利用したこの種の装置におい
て、この振動遅延時間を決定するには、群速度による遅
延時間Tgを測定することで行う。詳しく説明すれば、
振動センサで検出された電気信号の包絡線の所定位置を
もって、その振動が注目センサに到達したと認識し、振
動ペンから注目振動センサまでの振動遅延時間を決定し
ている。
In this type of device that uses plate wave elastic waves as vibration waves, the vibration delay time is determined by measuring the delay time Tg due to the group velocity. If you explain in detail,
Based on a predetermined position of the envelope of the electrical signal detected by the vibration sensor, it is recognized that the vibration has reached the sensor of interest, and the vibration delay time from the vibration pen to the vibration sensor of interest is determined.

通常、この包絡線の所定位置としては、そのピーク位置
や変曲点を検出することが多い。
Usually, the peak position or inflection point of the envelope is often detected as the predetermined position of the envelope.

また、更に位相速度による振動遅延時間Tpを検出し、
Tg、’rpにより演算して、振動ペンの座標位置を測
定する構成になっている。
Furthermore, the vibration delay time Tp due to the phase velocity is detected,
It is configured to calculate the coordinate position of the vibrating pen by calculating Tg and 'rp.

[発明が解決しようとする課題] ところが、振動センサで検出された検出信号は分散等に
より、その振動センサと振動ペンとの距離により波形が
変化することがわかった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, it has been found that the waveform of the detection signal detected by the vibration sensor changes depending on the distance between the vibration sensor and the vibration pen due to dispersion and the like.

そして、この波形変化により、先に説明した検出法で検
出された群速度の到達時間Tgは距離に対して直線性が
維持されず、正確な座標位置を検出するための障害とな
っていた。
Due to this waveform change, the arrival time Tg of the group velocity detected by the detection method described above does not maintain linearity with respect to distance, which has been an obstacle to detecting accurate coordinate positions.

本発明はかかる課題に鑑みなされたものであり、振動伝
播距離による振動センサの検出波形変化にかかわらず、
正確な座標位置を検出することを可能ならしめる座標入
力装置を提供しようとするものである。
The present invention was made in view of this problem, and regardless of the change in the detection waveform of the vibration sensor due to the vibration propagation distance,
It is an object of the present invention to provide a coordinate input device that makes it possible to detect accurate coordinate positions.

[課題を解決するための手段] この課題を解決するために本発明は以下に示す構成を備
える。
[Means for Solving the Problem] In order to solve this problem, the present invention includes the configuration shown below.

すなわち、 振動ペンから発生した振動を振動伝達板に設けられた複
数の振動センサにより検出し、各振動センサまでの振動
伝達時間から前記振動ペン位置を検出する座標入力装置
において、前記振動センサで検出された信号の信号特性
の変化を検出する検出手段と、該検出手段の検出結果に
基づいて、注目振動センサに対する振動伝達時間を補正
する補正手段と、該補正手段で補正された各々の振動セ
ンサに対応する振動伝達時間に基づいて、前記振動ペン
の座標位置を算出する算出手段とを備える。
That is, in a coordinate input device that detects vibrations generated from a vibrating pen by a plurality of vibration sensors provided on a vibration transmission plate, and detects the position of the vibrating pen from the vibration transmission time to each vibration sensor, the vibration generated by the vibration pen is detected by the vibration sensor. a detection means for detecting a change in the signal characteristics of the detected signal, a correction means for correcting the vibration transmission time to the vibration sensor of interest based on the detection result of the detection means, and each vibration sensor corrected by the correction means. calculation means for calculating the coordinate position of the vibrating pen based on the vibration transmission time corresponding to the vibration transmission time.

[作用] かかる本発明の構成において、振動センサで検出された
信号の信号特性を検出手段で検出し、その検出結果に基
づいて、補正手段が振動伝達時間を補正する。そして、
各振動センサに対応する補正後の振動伝達時間に基づい
て、算出手段が振動ペンの座標位置を算出するものであ
る。
[Operation] In the configuration of the present invention, the detection means detects the signal characteristics of the signal detected by the vibration sensor, and the correction means corrects the vibration transmission time based on the detection result. and,
The calculation means calculates the coordinate position of the vibrating pen based on the corrected vibration transmission time corresponding to each vibration sensor.

[実施例] 以下、添付図面に従って本発明に係る実施例を詳細に説
明する。
[Embodiments] Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

〈装置構成の説明(第1図)〉 第1図は本実施例における座標入力装置の構造を示して
いる。
<Description of device configuration (FIG. 1)> FIG. 1 shows the structure of the coordinate input device in this embodiment.

図中、1は装置全体を制御すると共に、座標位置を算出
する演算制御回路である。2は振動子駆動回路であって
、振動ベン3のペン先を振動させるための駆動信号を発
生する。8はアクリルやガラス板等、透明部材からなる
振動伝達板であり、振動ベン3による座標入力はこの振
動伝達板8上をタッチさせることで行う。そして、この
振動伝達板8の外周には、反射した振動が中央部に戻る
のを防止(減少)させるための反射防止材7が設けられ
、その境界に圧電素子等、機械的振動を電気信号に変換
する振動センサ6a〜6cが図示の位置に固定されてい
る。
In the figure, 1 is an arithmetic control circuit that controls the entire device and calculates coordinate positions. Reference numeral 2 denotes a vibrator drive circuit, which generates a drive signal for vibrating the pen tip of the vibrating pen 3. Reference numeral 8 denotes a vibration transmission plate made of a transparent member such as an acrylic or glass plate, and coordinate input using the vibration ben 3 is performed by touching the top of this vibration transmission plate 8. An anti-reflection material 7 is provided on the outer periphery of the vibration transmission plate 8 to prevent (reduce) the reflected vibration from returning to the center, and a piezoelectric element or the like is placed at the boundary of the anti-reflection material 7 to convert the mechanical vibration into an electrical signal. Vibration sensors 6a to 6c are fixed at the positions shown in the figure.

9は各振動センサ6a〜6cで振動を検出した旨の信号
を演算制御回路1に出力する信号波形検出回路である。
Reference numeral 9 denotes a signal waveform detection circuit that outputs a signal indicating that vibration has been detected by each of the vibration sensors 6a to 6c to the arithmetic control circuit 1.

11はCRT (或いは液晶表示器)等のドツト単位の
表示が可能なデイスプレィであり、振動伝達板8の背後
に配置している。そして、デイスプレィ駆動回路10の
駆動により振動ベン3によりなぞられた位置にドツトを
表示し、それを振動伝達板8(透明部材よりなるので)
を透して見ることが可能になっている。すなわち、検出
された振動ベン3の座標に対応したデイスプレィ11上
の位置にドツト表示が行われ、振動ベン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
紙に書き込みを行ったように振動ベンの軌跡の後に現れ
る。
Reference numeral 11 denotes a display capable of displaying dots, such as a CRT (or liquid crystal display), and is arranged behind the vibration transmission plate 8. Then, by driving the display drive circuit 10, a dot is displayed at the position traced by the vibration bevel 3, and the dot is displayed on the vibration transmission plate 8 (as it is made of a transparent material).
It is now possible to see through it. That is, a dot is displayed at a position on the display 11 corresponding to the detected coordinates of the vibrating ben 3, and an image composed of elements such as points and lines input by the vibrating ben 3 is displayed as if it were written on paper. Appears after the trajectory of the vibrating ben.

また、このような構成によればデイスプレィ11にはそ
のメニュー表示を行ない、振動ベン3によりその項目を
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。
Further, according to such a configuration, the menu is displayed on the display 11, and input methods such as having the vibrating ben 3 select the item or displaying a prompt and touching the vibrating ben 3 at a predetermined position can be performed. It can also be used.

第2図に実施例の振動ベン3の構造(断面図)を示す。FIG. 2 shows the structure (cross-sectional view) of the vibrating vent 3 according to the embodiment.

振動ベン3は振動子駆動回路2により供給された信号に
基づいて振動する振動子(圧電素子よりなる)4と、そ
の振動子4から発生した超音波振動を振動伝達板8に伝
えるためのホーン部(ペン先)5が設けられている。
The vibrator 3 includes a vibrator (made of a piezoelectric element) 4 that vibrates based on a signal supplied by the vibrator drive circuit 2, and a horn for transmitting ultrasonic vibrations generated from the vibrator 4 to a vibration transmission plate 8. A portion (pen nib) 5 is provided.

尚、振動子4の駆動信号は演算制御回路1から供給され
た低レベルのパルス信号を、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。
Note that the drive signal for the vibrator 4 is a low-level pulse signal supplied from the arithmetic control circuit 1, which is amplified by a predetermined gain by a vibrator drive circuit 2 capable of low impedance driving, and then applied to the vibrator 4. be done.

ここで、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、この振動子駆動回路2よ
り印加される駆動信号の周波数は振動子4の共振周波数
とし、効率の良い振動を得ている。
Here, 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. Furthermore, the frequency of the drive signal applied from the vibrator drive circuit 2 is set to the resonance frequency of the vibrator 4 to obtain efficient vibration.

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, and compared to surface waves, scratches on the surface of the vibration transmission plate, etc.
It has the advantage of being less affected by obstacles.

く演算制御回路の説明(第3図)〉 上述した構成において、演算制御回路1は所定周期毎(
例えば5ms毎)に振動子駆動回路2に振動ベン3内の
振動子4を駆動させる信号(振動子4の共振周波数の繰
り返し周期を持つパルス信号)を出力すると共に、その
内部のタイマ(カウンタで構成されている)による計時
を開始させる。そして、振動ベン3より発生した振動は
振動センサ6a〜6cまでの距離に応じて遅延して、到
達する。振動波形検出回路9は各振動センサ6a〜6c
からの信号を検出して、後述する波形検出処理により各
振動センサへの振動到達タイミングを示す信号を生成す
るが、演算制御回路1は各センサ毎のこの信号を入力し
、各々の振動センサ6a〜6cまでの振動到達時間の検
出、そして振動ベンの座標位置を算出する。
Explanation of the arithmetic control circuit (Fig. 3)> In the above-described configuration, the arithmetic control circuit 1 operates at a predetermined period (Figure 3).
For example, every 5 ms), the transducer drive circuit 2 outputs a signal (a pulse signal having a repetition period of the resonant frequency of the transducer 4) to drive the transducer 4 in the vibrator 3, and also outputs a signal (a pulse signal having a repetition period of the resonant frequency of the transducer 4) to the transducer drive circuit 2. (configured) starts timing. The vibrations generated by the vibration vent 3 arrive with a delay depending on the distance to the vibration sensors 6a to 6c. The vibration waveform detection circuit 9 includes each vibration sensor 6a to 6c.
The arithmetic control circuit 1 inputs this signal for each sensor and generates a signal indicating the timing of vibration arrival at each vibration sensor through waveform detection processing described later. Detection of the vibration arrival time up to 6c and calculate the coordinate position of the vibration ben.

そして、演算制御回路1はこの算出された振動ベン3の
座標位置情報を基に、デイスプレィ駆動回路10を駆動
して、デイスプレィ11による表示動作を制御する。
Then, the arithmetic control circuit 1 drives the display drive circuit 10 based on the calculated coordinate position information of the vibrating ben 3 to control the display operation of the display 11.

第3図に実施例における演算制御回路1の内部構成を示
し、各構成要素及びその動作概要を以下に説明する。
FIG. 3 shows the internal configuration of the arithmetic control circuit 1 in the embodiment, and each component and its operation outline will be explained below.

図中、31は演算制御回路1及び本座標入力装置全体を
制御するマイクロコンピュータであり、内部カウンタ、
動作手順や後述する補正テーブルを記憶したROM31
 a、そしてワークエリアとして使用するRAM3 l
 bを内蔵している。33は必要とされる分解能から選
択された基準クロックを計時するタイマ(カウンタより
構成されている)であって、振動子駆動回路2に振動ベ
ン3内の振動子4を駆動を開始させるためのスタート信
号を出力することで、その計時を開始する。すなわち、
これによって、計時開始と振動発生の時期の同期が取ら
れることになる。
In the figure, 31 is a microcomputer that controls the arithmetic control circuit 1 and the entire coordinate input device, and includes internal counters,
ROM31 that stores operating procedures and correction tables to be described later
a, and RAM3 l used as a work area
It has a built-in b. 33 is a timer (consisting of a counter) that measures a reference clock selected from the required resolution, and is used to cause the vibrator drive circuit 2 to start driving the vibrator 4 in the vibrating vent 3. The time measurement is started by outputting a start signal. That is,
This synchronizes the start of time measurement and the timing of vibration generation.

その地番構成要素となる回路は順を追って説明する。The circuits that constitute the lot number components will be explained in order.

先ず、マイクロコンピュータ31は、タイマ33等にリ
セット信号を出力し、それらを−旦クリアする。この後
、振動子駆動回路2に振動ベン3内の振動子4を駆動さ
せる旨の信号を出力する。
First, the microcomputer 31 outputs a reset signal to the timer 33, etc., and clears them once. Thereafter, a signal is output to the vibrator drive circuit 2 to drive the vibrator 4 in the vibrating vent 3.

尚、この結果、タイマ33はその計時を開始することに
なる。
Note that as a result of this, the timer 33 starts counting time.

こうして、振動オーブン3より発生した振動は各振動セ
ンサ6a〜6cに各々の距離に応じた遅延時間を経過後
到達する。そして、詳細は後述するが、信号波形検出回
路9を介して得られた各振動センサ6a〜6cの振動到
達のタイミング信号は、検出信号入力ボート35を介し
て、ラッチ回路34a〜34cに入力される。ラッチ回
路34a〜34cは振動センサ6a〜6cに対応してお
り、各々は対応する振動センサの信号であるタイミング
信号を受信すると、その時点でのタイマ33の計時値を
ラッチする。そして、全ての検出信号の受信がなされた
ことを判定回路36が判定すると、マイクロコンピュー
タ31にその旨の信号を出力する。マイクロコンピュー
タ31が判定回路36からこの信号を受信したときには
、ラッチ回路34a〜34cから各々の振動センサまで
の振動到達時間を読み取る。そして、詳細は後述するが
、信号波形検出回路9内のエンベロープレベル検出回路
からの情報を基に、各々の振動センサ6a〜6bで検出
された振動到達時間を補正し、所定の計算を経て、振動
ベン3による振動伝達板8上の座標位置を算出する。そ
して、I10ボート37を介してデイスプレィ駆動回路
lOに算出した座標位置情報を出力することにより、例
えばデイスプレィの対応する位置にドツト等を表示する
In this way, the vibrations generated by the vibration oven 3 reach each of the vibration sensors 6a to 6c after a delay time corresponding to each distance has elapsed. Although the details will be described later, the timing signals of the vibration arrival of each vibration sensor 6a to 6c obtained via the signal waveform detection circuit 9 are inputted to the latch circuits 34a to 34c via the detection signal input port 35. Ru. The latch circuits 34a to 34c correspond to the vibration sensors 6a to 6c, and when each receives a timing signal that is a signal from the corresponding vibration sensor, it latches the time value of the timer 33 at that time. When the determination circuit 36 determines that all detection signals have been received, it outputs a signal to that effect to the microcomputer 31. When the microcomputer 31 receives this signal from the determination circuit 36, it reads the vibration arrival time from the latch circuits 34a to 34c to each vibration sensor. Although the details will be described later, based on the information from the envelope level detection circuit in the signal waveform detection circuit 9, the vibration arrival time detected by each of the vibration sensors 6a to 6b is corrected, and after a predetermined calculation, The coordinate position on the vibration transmission plate 8 by the vibration ben 3 is calculated. Then, by outputting the calculated coordinate position information to the display drive circuit IO via the I10 boat 37, a dot or the like is displayed at the corresponding position on the display, for example.

尚、最大遅延時間を過ぎても、判定回路36より信号到
達を示す信号が入力されないときには、振動ペン3によ
る座標入力がなかったものとして、座標位置の演算を行
わず、先のリセット処理以降の処理を実行する。
If the signal indicating the arrival of the signal is not inputted from the determination circuit 36 even after the maximum delay time has passed, it is assumed that no coordinates have been input by the vibrating pen 3, and the coordinate position is not calculated, and the processing after the previous reset process is performed. Execute processing.

く振動伝播時間検出の説明(第4図、第5図)〉以下、
振動センサまでの振動到達時間の計測の原理を説明する
Explanation of vibration propagation time detection (Figures 4 and 5)> Below,
The principle of measuring the vibration arrival time to the vibration sensor will be explained.

第4図は信号波形検出回路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ための
図である。尚、以下では、振動センサ6aを用いて説明
するが、その他の振動センサ6b、6cについても全く
同じである。
FIG. 4 shows the detected waveform input to the signal waveform detection circuit 9,
FIG. 3 is a diagram for explaining a vibration transmission time measurement process based on this. Note that although the vibration sensor 6a will be explained below, the same applies to the other vibration sensors 6b and 6c.

振動センサ6aへの振動伝達時間の計測は、振動子駆動
回路2へのスタート信号の出力でもって開始することは
既に説明した。
It has already been explained that the measurement of the vibration transmission time to the vibration sensor 6a starts with the output of the start signal to the vibrator drive circuit 2.

このとき、振動子駆動回路2から振動子4へは駆動信号
41が印加されている。
At this time, a drive signal 41 is applied from the vibrator drive circuit 2 to the vibrator 4.

この信号に同期して振動ペン3から振動伝達板8に伝達
された超音波振動は、振動センサ6aまでの距離に応じ
た時間tgをかけて進行した後、振動センサ6aで検出
される0図示の42で示す信号は振動センサ6aが検出
した信号波形を示している。
The ultrasonic vibrations transmitted from the vibrating pen 3 to the vibration transmission plate 8 in synchronization with this signal travel for a time tg corresponding to the distance to the vibration sensor 6a, and then are detected by the vibration sensor 6a. The signal indicated by 42 indicates the signal waveform detected by the vibration sensor 6a.

ところで、実施例で用いられている振動は板波であり、
そのため振動伝達板8内での伝播距離に対して検出波形
のエンベロープ421と位相422の関係は振動伝達中
に、その伝達距離に応じて変化する。
By the way, the vibration used in the example is a plate wave,
Therefore, the relationship between the envelope 421 and the phase 422 of the detected waveform with respect to the propagation distance within the vibration transmission plate 8 changes during vibration transmission according to the transmission distance.

ここで、エンベロープ421の進む速度、すなわち、群
速度をVg、そして位相422の位相速度なVpとする
。この群速度Vgおよび位相速度Vpの違いから振動ペ
ン3と振動センサ6a間の距離を検出することができる
Here, let Vg be the advancing speed of the envelope 421, that is, the group velocity, and Vp be the phase velocity of the phase 422. The distance between the vibrating pen 3 and the vibration sensor 6a can be detected from the difference between the group velocity Vg and the phase velocity Vp.

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
を図示の43で示す信号のように検出すると、振動ペン
3および振動センサ6aの間の距離dはその振動伝達時
間なtgとしてd=Vg−tg       ・・・■
この式は振動センサ6a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6b、6cと振動ペ
ン3の距離も同様の原理で表わされる。
First, focusing only on the envelope 421, its speed is Vg, and when a point on a certain waveform, for example a peak, is detected as in the signal 43 shown in the figure, the distance between the vibrating pen 3 and the vibration sensor 6a is d is the vibration transmission time tg, and d=Vg-tg...■
Although this formula relates to one of the vibration sensors 6a,
The distances between the other two vibration sensors 6b and 6c and the vibration pen 3 are also expressed by the same principle using the same formula.

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う。
Furthermore, in order to determine coordinate values with higher precision, processing based on phase signal detection is performed.

位相波形信号422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(
信号43で所定幅の窓信号44を生成し、位相信号42
2と比較することで得る)とれば振動センサと振動ペン
の距離dはd=n・λp+vp−tp ・・・■ となる。ここでλpは弾性波の波長、nは整数である。
The time from a specific detection point of the phase waveform signal 422, for example, vibration application to a zero crossing point after passing the peak, is tp(
A window signal 44 of a predetermined width is generated using the signal 43, and a phase signal 42 is generated.
2), the distance d between the vibration sensor and the vibration pen becomes d=n·λp+vp-tp...■. Here, λp is the wavelength of the elastic wave, and n is an integer.

前記、■式と0式から上記の整数nはn= [(Vg−
tg−Vp−tp)/λp+1/Nl      ・・
・■ と表される。
The above integer n can be calculated from the formula (■) and the formula (0) as n= [(Vg-
tg-Vp-tp)/λp+1/Nl...
・It is expressed as ■.

ここでNは0以外の実数であり、適当な数値を用いる。Here, N is a real number other than 0, and an appropriate value is used.

たとえばN=2とし、±172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0
式に代入することで、振動ペン3および振動センサ6a
間の距離、ひいては振動ペン3と振動センサ6b、6c
間の距離を正確に測定することができる。
For example, if N=2 and within ±172 wavelengths, n can be determined. Set n calculated as above to 0
By substituting into the formula, the vibration pen 3 and the vibration sensor 6a
The distance between the vibrating pen 3 and the vibration sensors 6b, 6c
The distance between can be measured accurately.

上述した2つの振動伝達時間tgおよびtpの測定のた
めの信号43及び45は信号波形検出回路9により行わ
れるが、この信号波形検出回路9は第5図に示すように
構成される。
The signals 43 and 45 for measuring the two vibration propagation times tg and tp mentioned above are generated by the signal waveform detection circuit 9, and this signal waveform detection circuit 9 is configured as shown in FIG.

第5図において、振動センサ6aの出力信号は前置増幅
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ビーク検
出回路53によって検出される。ピーク検出信号はモノ
マルチバイブレークなどから構成されたTg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
号である信号Tg(信号53)が形成され、演算制御回
路1に入力される。
In FIG. 5, the output signal of the vibration sensor 6a is amplified to a predetermined level by a preamplifier circuit 51. In FIG. 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 a signal Tg (signal 53), which is an envelope delay time detection signal of a predetermined waveform, by a Tg signal detection circuit 54 composed of a mono multi-by-break circuit, etc., and is input to the arithmetic control circuit 1.

また、この信号Tgは単安定マルチバイブレーク55(
所定パルス幅の信号44を発生)、コンパレートレベル
供給回路56(所定閾値な発生)を経て、遅延時間調整
回路57によって遅延された元信号と比較するため、コ
ンパレータTp検出回路58に供給される。そして、こ
のコンパレータTp検出回路58からは位相遅延時間信
号Tpが演算制御回路lに供給されることになる。
Moreover, this signal Tg is the monostable multi-by-break 55 (
After passing through a comparator level supply circuit 56 (generating a signal 44 with a predetermined pulse width) and a signal 44 having a predetermined pulse width, it is supplied to a comparator Tp detection circuit 58 for comparison with the original signal delayed by a delay time adjustment circuit 57. . The comparator Tp detection circuit 58 supplies the phase delay time signal Tp to the arithmetic control circuit l.

一方、群速度の遅延時間信号を示す信号Tg及び位相遅
延時間信号Tpとは別個に、エンベロープ検出回路52
より検出されたエンベロープのレベルがエンベロープレ
ベル検出回路59で検出されている。エンベロープレベ
ル検出回路は例えば、A/D変換器であって、そのレベ
ルデータは演算制御回路Iに出力され、先に説明した補
正処理に用いられる。
On the other hand, the envelope detection circuit 52 separately from the signal Tg indicating the group velocity delay time signal and the phase delay time signal Tp.
The envelope level detected by the envelope level detection circuit 59 is detected by the envelope level detection circuit 59. The envelope level detection circuit is, for example, an A/D converter, and its level data is output to the arithmetic control circuit I and used in the correction process described above.

以上説明した回路は振動センサ6aに対するものであり
、他の振動センサ6b、6cにも同じ回路が設けられる
The circuit explained above is for the vibration sensor 6a, and the same circuit is provided for the other vibration sensors 6b and 6c.

そこで、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lに入力される
Therefore, if the number of sensors is generalized to h, then h detection signals each of envelope delay time Tgl-h and phase delay time Tpl-h are input to the arithmetic control circuit l.

そして、演算制御回路1では上記のTgl〜h、Tpl
〜h信号を入力ボート35から入力し、各々のタイミン
グなトリガとしてタイマ33の計時値(カウント値)を
ラッチ回路34a〜34cに取り込む。タイマ33は振
動ペンの駆動に同期してスタートされているので、ラッ
チ回路34〜34cには、各振動センサ6a〜6Cのエ
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
タがラッチされることになる。
Then, in the arithmetic control circuit 1, the above Tgl~h, Tpl
~h signals are input from the input port 35, and the time values (count values) of the timer 33 are taken into the latch circuits 34a to 34c as respective timing triggers. Since the timer 33 is started in synchronization with the driving of the vibrating pen, the latch circuits 34 to 34c will latch data indicating the respective delay times of the envelope and phase of each of the vibration sensors 6a to 6C. .

く補正処理と座標位置算出の説明 (第6図〜第8図)〉 次に、実施例における振動伝達時間の補正と、その補正
による座標位置算出処理を説明する。
Explanation of correction processing and coordinate position calculation (FIGS. 6 to 8)> Next, correction of the vibration transmission time in the embodiment and coordinate position calculation processing based on the correction will be described.

上述した処理によって求められた群速度の遅延時間Tg
とその距離との関係を示すと、第7図の実線に示す様に
、a領域でその直線性が失われる。換言すれば、得られ
たTgがa領域内にある場合には、当然、検出される座
標位置に影響がでてきて、正確な座標位置が得られなく
なる。
Group velocity delay time Tg obtained by the above process
As shown by the solid line in FIG. 7, the linearity is lost in region a, as shown by the solid line in FIG. In other words, if the obtained Tg is within the a region, the detected coordinate position will naturally be affected, making it impossible to obtain an accurate coordinate position.

これは、振動ペン3の指示位置と振動センサ6a(他の
センサについても同じ)との距離がある値以上になると
急速にその波形が変形することに起因している。また、
同様に、振動センサ6aにより得られた電気信号(第4
図の信号42に対応している)の検出レベル(振幅)と
それらの距離との関係は第8図に示す様になっていて、
その距離が大きければ大きい程、検出信号のレベルが小
さくなっていく。
This is because the waveform rapidly deforms when the distance between the indicated position of the vibrating pen 3 and the vibration sensor 6a (the same applies to other sensors) exceeds a certain value. Also,
Similarly, the electrical signal (fourth
The relationship between the detection level (amplitude) of signal 42 (corresponding to signal 42 in the figure) and their distance is as shown in Figure 8.
The greater the distance, the lower the level of the detection signal.

そこで、実施例では、この検出信号のレベルをエンベロ
ープレベル検出回路59でもって、エンベロープのレベ
ルを検出することで、間接的に検出し、その検出された
レベルでもって各振動センサによる遅延時間を補正する
ものである。換言すれば、検出したレベルを基に、RO
M31 a内に格納された補正テーブルを参照して補正
量ΔTgを得、そのΔTgを補正前のTgから減算する
ことで補正する。
Therefore, in this embodiment, the level of this detection signal is detected indirectly by detecting the envelope level using the envelope level detection circuit 59, and the delay time caused by each vibration sensor is corrected using the detected level. It is something to do. In other words, based on the detected level, RO
The correction amount ΔTg is obtained by referring to the correction table stored in M31a, and the correction is performed by subtracting the ΔTg from the Tg before correction.

尚、ここでは補正量ΔTgを実測値゛rgより減算する
場合だけに限定されるものではない2例えば、真の遅延
時間Tg=補正量f×実測値Tgとした関係で求めても
良い。尚、この場合、補正量fの値であるが、a領域外
の直線性が保たれている部分に対しては”1“にし、a
領域内にあっては、1未満の対応する数値とする。
Note that this is not limited to the case where the correction amount ΔTg is subtracted from the actual measurement value rg. For example, the correction amount ΔTg may be calculated using the relationship of true delay time Tg=correction amount f×actual measurement value Tg. In this case, the value of the correction amount f is set to "1" for the portion where linearity is maintained outside the a region, and
Within the area, the corresponding numerical value is less than 1.

こうして得られた補正後の遅延時間Tgを基にして、振
動センサ6aと振動ベン3との正確な距離が算出できる
Based on the corrected delay time Tg thus obtained, an accurate distance between the vibration sensor 6a and the vibration ben 3 can be calculated.

以下、振動ベン3の座標入力位置の算出の原理を説明す
る。
The principle of calculating the coordinate input position of the vibrating vent 3 will be explained below.

今、振動伝達板8上の振動センサ6aの座標をS、(O
,O)、すなわち、原点とし、振動センサ6b、6cの
座標位置をS b(X、O)、 5−(0,Y)とする
。そして、振動ベンの座標P(x、y)とする。
Now, the coordinates of the vibration sensor 6a on the vibration transmission plate 8 are S, (O
, O), that is, the origin, and the coordinate positions of the vibration sensors 6b and 6c are S b (X, O), 5-(0, Y). Then, let the coordinates of the vibrating ben be P(x, y).

そして、先に説明した原理に基づいて求められた振動ベ
ン3と各振動センサ6a〜6cまでの距離を夫々d1〜
dcとすると、求めるP(x、y)は三平方の定理より
、次式の如くなる。
Then, the distances between the vibration vent 3 and each of the vibration sensors 6a to 6c, which were determined based on the principle explained earlier, are calculated from d1 to 6c, respectively.
When dc is assumed, the obtained P(x, y) is as shown in the following equation according to the Pythagorean theorem.

ここで、′X”及び”Y”は振動センサ6aからの振動
センサ6b、6cの横及び縦方向の距離である。
Here, 'X' and 'Y' are the horizontal and vertical distances of the vibration sensors 6b and 6c from the vibration sensor 6a.

以上のようにして振動ベン3の位置座標をリアルタイム
で検出することができることになる。
In the manner described above, the position coordinates of the vibrating ben 3 can be detected in real time.

以上説明した様に本実施例によれば、振動センサの検出
信号の波形変形による検出遅延時間を補正することによ
り、正確な座標位置を検出することが可能となる。
As described above, according to this embodiment, by correcting the detection delay time due to the waveform deformation of the detection signal of the vibration sensor, it is possible to detect an accurate coordinate position.

尚、実施例では、検出信号のレベルと距離の関係から補
正量を得て、正確な座標位置を算出したが、これに限定
されるものではない。
In the embodiment, the correction amount is obtained from the relationship between the level of the detection signal and the distance, and the accurate coordinate position is calculated, but the present invention is not limited to this.

例えば、エンベロープの周波数成分もその距離に応じて
変化するから、その周波数成分の変化をTgの補正量に
対応させるようにしても構わない。
For example, since the frequency component of the envelope also changes depending on the distance, the change in the frequency component may be made to correspond to the correction amount of Tg.

[発明の効果] 以上説明した様に本発明によれば、振動伝播距離による
振動センサの検出波形変化にかかわらず、正確な座標位
置を検出することが可能となる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, it is possible to detect accurate coordinate positions regardless of changes in the detection waveform of the vibration sensor due to the vibration propagation distance.

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

第1図は本実施例の座標入力装置のブロック構成図、 第2図は振動ベンの構造を示す図、 第3図は実施例における演算制御回路の内部構成を示す
図、 第4図は振動ベンと振動センサとの間の距離測定を説明
するための図、 第5図は実施例における信号波形検出回路の一部構成内
容を示す図、 第6図は座標位置算出の原理を説明するための図、 第7図は始動伝達時間と距離の関係を示す図、第8図は
振動センサによる検出レベルと距離の関係を示す図であ
る。 図中、1・・・演算制御回路、2・・・振動子駆動回路
、3・・・振動ペン、4・・・振動子、6a〜6C・・
・振動センサ、7・・・防振材、8・・・振動伝達板、
9・・・信号波形検出回路、10・・・デイスプレィ駆
動回路、11・・・デイスプレィ、31・・・マイクロ
コンピュータ、31 a=ROM、3 l b−RAM
。 33・・・タイマ、34a〜34c・・・ラッチ回路、
35・・・検出信号入力ボート、36・・・判定回路、
37・・・I10ボートである。 キャノン株式会社 (抄出口跡)
Fig. 1 is a block diagram of the coordinate input device of this embodiment, Fig. 2 is a diagram showing the structure of the vibration vent, Fig. 3 is a diagram showing the internal configuration of the arithmetic control circuit in the embodiment, and Fig. 4 is a vibration Figure 5 is a diagram for explaining the distance measurement between Ben and the vibration sensor. Figure 5 is a diagram showing a partial configuration of the signal waveform detection circuit in the embodiment. Figure 6 is for explaining the principle of coordinate position calculation. FIG. 7 is a diagram showing the relationship between starting transmission time and distance, and FIG. 8 is a diagram showing the relationship between detection level by a vibration sensor and distance. In the figure, 1... Arithmetic control circuit, 2... Vibrator drive circuit, 3... Vibrating pen, 4... Vibrator, 6a to 6C...
・Vibration sensor, 7... Vibration isolating material, 8... Vibration transmission plate,
9... Signal waveform detection circuit, 10... Display drive circuit, 11... Display, 31... Microcomputer, 31 a=ROM, 3 l b-RAM
. 33...Timer, 34a-34c...Latch circuit,
35...Detection signal input port, 36...Judgment circuit,
37...I10 boat. Canon Co., Ltd. (Sho exit site)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 振動ペンから発生した振動を振動伝達板に設けられた複
数の振動センサにより検出し、各振動センサまでの振動
伝達時間から前記振動ペン位置を検出する座標入力装置
において、 前記振動センサで検出された信号の信号特性の変化を検
出する検出手段と、 該検出手段の検出結果に基づいて、注目振動センサに対
する振動伝達時間を補正する補正手段と、 該補正手段で補正された各々の振動センサに対応する振
動伝達時間に基づいて、前記振動ペンの座標位置を算出
する算出手段とを備えることを特徴とする座標入力装置
[Scope of Claims] A coordinate input device that detects vibrations generated from a vibrating pen using a plurality of vibration sensors provided on a vibration transmission plate, and detects the position of the vibrating pen from the vibration transmission time to each vibration sensor, comprising: a detection means for detecting a change in signal characteristics of a signal detected by the vibration sensor; a correction means for correcting the vibration transmission time to the vibration sensor of interest based on the detection result of the detection means; A coordinate input device comprising: calculation means for calculating the coordinate position of the vibrating pen based on the vibration transmission time corresponding to each vibration sensor.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0585842A2 (en) * 1992-08-31 1994-03-09 Canon Kabushiki Kaisha Coordinate input apparatus, vibration sensing device and method of evaluating same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61183733A (en) * 1985-02-12 1986-08-16 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Input position correcting method of input position detecting device
JPS61183732A (en) * 1985-02-12 1986-08-16 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Input position correcting method of input position detecting device
JPS61194523A (en) * 1985-02-23 1986-08-28 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Coordinate input display device
JPS61240316A (en) * 1985-04-17 1986-10-25 Canon Inc Optical coordinate input device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61183733A (en) * 1985-02-12 1986-08-16 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Input position correcting method of input position detecting device
JPS61183732A (en) * 1985-02-12 1986-08-16 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Input position correcting method of input position detecting device
JPS61194523A (en) * 1985-02-23 1986-08-28 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Coordinate input display device
JPS61240316A (en) * 1985-04-17 1986-10-25 Canon Inc Optical coordinate input device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0585842A2 (en) * 1992-08-31 1994-03-09 Canon Kabushiki Kaisha Coordinate input apparatus, vibration sensing device and method of evaluating same
EP0585842A3 (en) * 1992-08-31 1994-09-07 Canon Kk Coordinate input apparatus, vibration sensing device and method of evaluating same
US5570299A (en) * 1992-08-31 1996-10-29 Canon Kabushiki Kaisha Coordinate input apparatus, vibration sensing device and method of evaluating same

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