JPH05189135A - Coordinate input device - Google Patents

Coordinate input device

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JPH05189135A
JPH05189135A JP456592A JP456592A JPH05189135A JP H05189135 A JPH05189135 A JP H05189135A JP 456592 A JP456592 A JP 456592A JP 456592 A JP456592 A JP 456592A JP H05189135 A JPH05189135 A JP H05189135A
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JP
Japan
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vibration
signal
coordinate
detected
waveform
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Withdrawn
Application number
JP456592A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaki Tokioka
正樹 時岡
Kiyoshi Kaneko
潔 兼子
Atsushi Tanaka
淳 田中
Katsuyuki Kobayashi
克行 小林
Yuichiro Yoshimura
雄一郎 吉村
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide the high-accuracy coordinate input device. CONSTITUTION:When vibrations are applied to a vibration transmitting board 8 by a vibrating pen 3, they are transmitted through the transmitting board 8 and detected by vibration sensors 6a-6d. Only the prescribed frequency is extracted from the detected signal by a band pass filter 9, this signal is logarithmically amplified by a logarithmical amplifier 10 and afterwards, it is judged whether the signal reaches a prescribed level or not. When the signal reaches it, with that time point as transmission delay time, a distance from a coordinate indicator to the vibration sensors 6a-6d is calculated. Then, the input coordinate value of the vibrating pen 3 is calculated from the measured distance.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば弾性振動の伝達
遅延時間を利用して振動源の位置を特定し、座標入力を
行わせる座標入力装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a coordinate input device for specifying a position of a vibration source by utilizing a transmission delay time of elastic vibration and for inputting coordinates.

【0002】[0002]

【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。この種の装置では、入力された文字,図
形などからなる画像情報は、CRTディスプレイなどの
表示装置やプリンタなどの記録装置に表示,出力され
る。このような座標入力装置のうち、タブレット型の座
標入力装置における座標検出方法として、次にあげる各
種の方式が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a coordinate input device using various input pens and tablets has been known as a device for inputting handwritten characters, graphics and the like into a processing device such as a computer. In this type of device, the input image information including characters and figures is displayed and output on a display device such as a CRT display or a recording device such as a printer. Among such coordinate input devices, the following various methods are known as a coordinate detection method in a tablet type coordinate input device.

【0003】抵抗膜と対向配置されたシート材により
構成され、押圧された点の抵抗値の変化によりその座標
値を検出する方式。
A method of detecting the coordinate value of a pressed point by a change of the resistance value of the sheet material, which is made of a sheet material arranged to face the resistance film.

【0004】対向配置された導電シートなどの電磁な
いし静電誘導をもとに座標位置を検出する方式。
A method of detecting a coordinate position based on electromagnetic or electrostatic induction of a conductive sheet or the like arranged opposite to each other.

【0005】入力ペンからタブレットに伝達される超
音波振動をもとに、入力ペンの座標位置を検出する方
式。
A method of detecting the coordinate position of the input pen based on the ultrasonic vibration transmitted from the input pen to the tablet.

【0006】しかし、これらの方式を採用した従来の座
標入力装置には次のような欠点があった。
However, the conventional coordinate input device adopting these methods has the following drawbacks.

【0007】すなわち、上述の抵抗膜利用タイプのもの
(の場合)は抵抗体の均一性がそのまま図形入力の精
度を左右するので、均一性の優れた抵抗体を必要とし、
大型の装置になるほどその作成は困難なものとなり、高
精度を必要とする装置には不向きである。また、X座標
用とY座標用の2枚の抵抗膜が必要となるので、座標入
力面の透明度が低下してしまう。このため、原稿等に重
ねて使用する場合などは、原稿が見にくくなるという欠
点もある。
That is, in the case of (the case of) the type using the resistance film described above, the uniformity of the resistor directly influences the accuracy of the figure input, so that the resistor having excellent uniformity is required,
The larger the device, the more difficult it is to make, and it is not suitable for devices that require high precision. In addition, since two resistance films for the X coordinate and the Y coordinate are required, the transparency of the coordinate input surface is reduced. For this reason, there is also a drawback that the original becomes difficult to see when it is used by overlapping it with the original.

【0008】次に、電磁誘導を利用したタイプのもの
(の場合)は、電線がマトリックス状に配置されてお
り、その座標検出精度はマトリックス状に配設されてい
る電線の位置、つまり加工精度により直接左右されるの
で、高精度な入力装置では非常に高価なものとなる。
Next, in the case of the type utilizing electromagnetic induction (in the case of), the electric wires are arranged in a matrix, and the coordinate detection accuracy is the position of the electric wires arranged in the matrix, that is, the processing accuracy. It is very expensive in a high-precision input device, because it is directly influenced by.

【0009】これらの方式に比べて超音波による方式
(の場合)は、入力面であるタブレット上を伝搬して
くる波の遅延時間を検出して位置座標を算出する方式で
あり、タブレット上にマトリックス状電線等の細工が施
されていないので、コスト的に安価な装置を提供するこ
とが可能である。しかもタブレットに透明な板硝子を用
いれば他の方式に比べて透明度の高い座標入力装置を構
成することができる。
Compared to these methods, the ultrasonic method (in the case of) is a method for calculating the position coordinates by detecting the delay time of a wave propagating on the tablet which is the input surface, and Since no work such as a matrix electric wire is applied, it is possible to provide an inexpensive device. Moreover, if a transparent plate glass is used for the tablet, it is possible to construct a coordinate input device having higher transparency than other methods.

【0010】しかしながら、従来の超音波方式の座標入
力装置では、センサで出力される波の検出波形は、振動
入力ペンとセンサの距離で波の減衰により振幅レベルが
変化するばかりでなく、操作者による入力ペンの筆圧の
大小にも大きく依存する。
However, in the conventional ultrasonic type coordinate input device, the detected waveform of the wave output by the sensor not only changes the amplitude level due to the attenuation of the wave depending on the distance between the vibration input pen and the sensor, but also the operator. It greatly depends on the pen pressure of the input pen.

【0011】従って、検出信号波形がある一定レベル以
上となったところを特定点として遅延時間を検出した場
合(そのレベルはノイズと区別するためにある一定以上
の値が必要である)、検出信号波形のレベルの大小によ
って同じ座標位置にもかかわらず検出される特定点が前
後し何周期分かずれることになり、座標を誤検出してし
まうという欠点が生じる。この問題に対処するために、
検出信号波形の包絡線を電気的に取り出し、微分処理す
るなどして包絡線のピーク、または包絡線の変曲点を特
定点として検出し遅延時間を測定する方法がとられてい
た。
Therefore, when the delay time is detected with a specific point where the detection signal waveform is above a certain level (the level needs to have a certain value or more to distinguish from noise), the detection signal is detected. Depending on the level of the waveform, the specific point detected despite the same coordinate position moves back and forth and shifts by several cycles, which causes a defect that the coordinate is erroneously detected. To address this issue,
A method has been adopted in which the envelope of the detected signal waveform is electrically extracted and subjected to differential processing to detect the peak of the envelope or the inflection point of the envelope as a specific point and measure the delay time.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】これらの方法では、前
述の反射波による検出精度の低下の問題をなくすため
に、検出波形の先頭部分を特定点として位相遅延時間と
群遅延時間または位相遅延時間のみを検出する必要があ
る。しかし、位相遅延時間は検出波形の振幅が一定レベ
ル以上となった付近を特定点とするために、検出波形の
レベルが小さくなると先頭部分より時間軸上で遅いとこ
ろが特定点となってしまう問題があるし、さらに群遅延
時間は波形の包絡線のピークあるいは変曲点を特定点と
するために、先頭部分が特定点とはならないという問題
がある。そのため、いずれの方法でも反射波の影響を受
けずに安定に検出波形の先頭部分から遅延時間を測定す
ることは困難であり、それは座標検出精度の低下の新た
な要因となっているという問題があり、また、反射波に
よる影響を避けようとすると座標入力板を十分大きくし
なければならず、装置が大型化してしまうという問題が
あった。
In these methods, in order to eliminate the above-mentioned problem of deterioration of the detection accuracy due to the reflected wave, the phase delay time and the group delay time or the phase delay time with the leading portion of the detected waveform as a specific point. Only need to detect. However, since the phase delay time is the specific point near the amplitude of the detected waveform being above a certain level, there is a problem that when the level of the detected waveform becomes smaller, the specific point is later on the time axis than the beginning part. In addition, since the group delay time has the peak or inflection point of the envelope of the waveform as the specific point, there is a problem that the head portion does not become the specific point. Therefore, it is difficult to measure the delay time from the beginning of the detected waveform stably without being affected by the reflected wave by any of the methods, which is a new cause of deterioration of the coordinate detection accuracy. However, in order to avoid the influence of reflected waves, the coordinate input plate must be made sufficiently large, which causes a problem that the device becomes large.

【0013】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
で、高精度な座標検出が可能であり、しかも小型な座標
入力装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional example, and an object thereof is to provide a small-sized coordinate input device capable of highly accurate coordinate detection.

【0014】[0014]

【問題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の座標入力装置は以下のような構成からなる。
In order to achieve the above object, the coordinate input device of the present invention has the following configuration.

【0015】振動を伝播する座標入力面に複数の振動セ
ンサを配設し、振動を発生する座標指示具と前記センサ
のそれぞれとの距離を振動の到達時間から計測し、前記
座標指示具による前記座標入力面での指示点を座標値と
して演算出力する座標入力装置であって、前記振動セン
サにより検出された振動に基づいて電気信号を生成する
信号生成手段と、前記信号生成手段により生成された信
号を対数増幅する手段と、前記対数増幅された信号が所
定レベルに達したことを判定する手段とを備え、前記指
示具で振動が発生されてから、前記所定レベルに達した
時点までを振動の到達時間として前記距離の計測を行う
ことを特徴とする。
A plurality of vibration sensors are arranged on a coordinate input surface for propagating vibration, and the distance between each of the coordinate indicator and the sensor for generating vibration is measured from the arrival time of the vibration, and the coordinate indicator is used to measure the distance. A coordinate input device for calculating and outputting a designated point on a coordinate input surface as a coordinate value, the signal generating unit generating an electric signal based on the vibration detected by the vibration sensor, and the signal generating unit generated by the signal generating unit. It comprises means for logarithmically amplifying the signal, and means for determining that the logarithmically amplified signal has reached a predetermined level, and vibrates from the time when the indicator is vibrated until the time when the predetermined level is reached. The distance is measured as the arrival time.

【0016】[0016]

【作用】上記構成により、座標指示具で座標入力面に与
えられた振動は振動センサで検出され、それに基づく電
気信号が生成される。この信号は対数増幅されてから所
定のレベルに達しているか判定され、達したならばその
時点を伝達遅延時間として、座標指示具と振動センサと
の距離を測定する。
With the above structure, the vibration applied to the coordinate input surface by the coordinate pointing device is detected by the vibration sensor, and an electric signal based on the vibration is generated. This signal is logarithmically amplified, and then it is determined whether or not it has reached a predetermined level, and if it has reached that level, the distance between the coordinate indicator and the vibration sensor is measured with that point of time as the transmission delay time.

【0017】[0017]

【実施例】図1は本実施例に於ける座標入力装置の構造
を示している。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、振動ペン3内のペン先を振動させるも
のである。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、振動ペン3による座標入力は、こ
の振動電圧板8上をタッチすることで行う。つまり、図
示に実線で示す符号Aの領域(以下、有効エリア)内を
振動ペン3で指定する事で、振動ペン3で発生した振動
が振動伝達板8に入射され、入射されたこの振動を計測
・処理することで振動ペン3の位置座標を算出すること
ができるようにしたものである。
FIG. 1 shows the structure of a coordinate input device according to this embodiment. In the figure, 1 controls the entire apparatus,
It is an operation control circuit for calculating the coordinate position. Reference numeral 2 is a vibrator drive circuit for vibrating the pen tip inside the vibrating pen 3. Reference numeral 8 is a vibration transmission plate made of a transparent member such as acrylic or glass plate, and the coordinate input by the vibration pen 3 is performed by touching the vibration voltage plate 8. That is, the vibration generated by the vibrating pen 3 is made incident on the vibration transmission plate 8 by designating the area (hereinafter, referred to as an effective area) indicated by a solid line A in the figure with the vibrating pen 3, and The position coordinates of the vibrating pen 3 can be calculated by measuring and processing.

【0018】伝播してきた波が振動伝達板8の端面で反
射し、その反射波が中央部に戻るのを防止(減少)する
ために、振動伝達板8の外周には防振材7が設けられ、
図1に示すように防振材の内側近傍に圧電素子等、機械
的振動を電気信号に変換する振動センサ6a〜6dが固
定されている。振動センサ6a〜6dで変換された電気
信号はバンドパスフィルタ9で単一周波数成分のみ取り
出された後に、対数増幅器10で対数増幅処理される。
対数増幅処理された信号は、信号波形検出回路11で更
に後述する波形検出処理がなされた後に演算制御回路1
に出力される。13は液晶表示器等のドット単位の表示
が可能なディスプレイであり、振動伝達板の背後に配置
している。そしてディスプレイ駆動回路12の駆動によ
り振動ペン3によりなぞられた位置にドットを表示し、
それを振動伝達板8(透明部材からなる)を透してみる
事が可能になっている。
In order to prevent (decrease) the propagating wave from being reflected at the end face of the vibration transmitting plate 8 and returning to the central portion of the vibration transmitting plate 8, a vibration isolator 7 is provided on the outer periphery of the vibration transmitting plate 8. The
As shown in FIG. 1, vibration sensors 6a to 6d, such as piezoelectric elements, which convert mechanical vibrations into electric signals are fixed near the inside of the vibration isolator. The electric signals converted by the vibration sensors 6a to 6d are extracted by the bandpass filter 9 only for a single frequency component, and then logarithmically amplified by the logarithmic amplifier 10.
The signal subjected to logarithmic amplification processing is further subjected to waveform detection processing, which will be described later, in the signal waveform detection circuit 11, and then the arithmetic control circuit 1
Is output to. Reference numeral 13 is a display such as a liquid crystal display capable of displaying in dot units, and is arranged behind the vibration transmission plate. Then, by driving the display drive circuit 12, dots are displayed at the position traced by the vibrating pen 3.
It is possible to see it through the vibration transmission plate 8 (made of a transparent member).

【0019】振動ペン3に内蔵された振動子4は、振動
子駆動回路2によって駆動される。振動子4の駆動信号
は演算制御回路1から低レベルのパルス信号として供給
され、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によって機械的な振動に変換され、ペン先5を介
して振動伝達板8に伝達される。
The vibrator 4 built in the vibrating pen 3 is driven by the vibrator driving circuit 2. The drive signal for the vibrator 4 is supplied as a low-level pulse signal from the arithmetic control circuit 1, amplified by a predetermined gain by the vibrator drive circuit 2, and then applied to the vibrator 4. The electric drive signal is converted into mechanical vibration by the vibrator 4, and is transmitted to the vibration transmission plate 8 via the pen tip 5.

【0020】ここで振動子4の振動周波数はガラスなど
の振動伝達板8に板波を発生する事が出来る値に選択さ
れる。また、振動子駆動の際、振動伝達板8に対して図
2の垂直方向に振動するモードが選択される。また、振
動子4の振動周波数をペン先5を含んだ共振周波数とす
る事で効率のよう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の表面の傷や障害物等の影
響を受けにくいという利点を有する。
Here, the vibration frequency of the vibrator 4 is selected to a value capable of generating a plate wave on the vibration transmission plate 8 such as glass. Further, when driving the vibrator, a mode in which the vibration transmitting plate 8 vibrates in the vertical direction of FIG. 2 is selected. Further, by setting the vibration frequency of the vibrator 4 to the resonance frequency including the pen tip 5, it is possible to efficiently perform vibration conversion. The elastic wave transmitted to the vibration transmission plate 8 as described above is a plate wave, and has an advantage that it is less susceptible to scratches or obstacles on the surface of the vibration transmission plate as compared to surface waves.

【0021】<演算制御回路の説明>上述した構成に於
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,振動ペン3内に振動子4を駆動さ
せる信号を出力すると共に、その内部タイマ(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、
振動ペン3より発生した振動は振動伝達板8上を伝播
し、振動センサ6a〜6d迄の距離に応じて遅延して到
達する。
<Description of Arithmetic and Control Circuit> In the above-mentioned configuration, the arithmetic and control circuit 1 operates every predetermined period (for example, every 5 ms).
Then, a signal for driving the vibrator 4 is output to the vibrator driving circuit 2 and the vibrating pen 3, and the internal timer (which is composed of a counter) starts timing. And
The vibration generated by the vibrating pen 3 propagates on the vibration transmission plate 8 and arrives with a delay depending on the distance to the vibration sensors 6a to 6d.

【0022】信号波形検出回路11は各振動センサ6a
〜6d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〜6dまでの振動到達時
間の検出、そして振動ペンの座標位置を算出する。また
演算制御回路1は、この算出された振動ペン3の位置情
報を基にディスプレイ駆動回路12を駆動して、ディス
プレイ13による表示を制御したり、あるいはシリア
ル,パラレル通信によって外部機器に座標出力を行なう
(不図示)。
The signal waveform detection circuit 11 includes the vibration sensors 6a.
The signal from 6d is detected, and the signal which shows the vibration arrival timing to each vibration sensor is generated by the waveform detection processing described later. The arithmetic control circuit 1 inputs this signal for each sensor, The vibration arrival time to the sensors 6a to 6d is detected, and the coordinate position of the vibration pen is calculated. Further, the arithmetic control circuit 1 drives the display drive circuit 12 based on the calculated position information of the vibrating pen 3 to control the display by the display 13, or outputs the coordinate output to an external device by serial or parallel communication. Perform (not shown).

【0023】図3は実施例の演算制御回路1の概略構成
を示すブロック図で、各構成要素及びその動作概略を以
下に説明する。
FIG. 3 is a block diagram showing a schematic structure of the arithmetic and control circuit 1 of the embodiment, and each constituent element and its operation outline will be described below.

【0024】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,操作手順を記憶したROM、そして計算等
に使用するRAM、定数等を記憶する不揮発性メモリ等
によって構成されている。33は不図示の基準クロック
を計時するタイマ(例えばカウンタなどにより構成され
ている)であって、振動子駆動回路2に振動ペン3内の
振動子4の駆動を開始させるためのスタート信号を入力
すると、その計時を開始する。これによって、計時開始
とセンサによる振動検出の同期がとられ、センサ6a〜
6dにより振動が検出されるまでの遅延時間が測定でき
ることになる。
In the figure, reference numeral 31 is a microcomputer for controlling the arithmetic control circuit 1 and the coordinate input apparatus as a whole, and an internal counter, a ROM storing operation procedures, a RAM used for calculation and the like, and a nonvolatile memory storing constants and the like. It is composed of a memory. Reference numeral 33 is a timer (not shown) that counts a reference clock and is configured to input a start signal to the vibrator driving circuit 2 to start driving the vibrator 4 in the vibration pen 3. Then, the timing starts. By this, the start of timing and the vibration detection by the sensor are synchronized, and the sensors 6a ...
The delay time until the vibration is detected by 6d can be measured.

【0025】信号波形検出回路11より出力される各振
動センサ6a〜6dよりの振動到達タイミング信号は、
検出信号入力ポート35を介してラッチ回路34a〜3
4dに入力される。ラッチ回路34a〜34dのそれぞ
れは、各振動センサ6a〜6dに対応しており、対応す
るセンサよりのタイミング信号を受信すると、その時の
タイマ33の計時値をラッチする。こうして全ての検出
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がこの判定回路36から
の信号を受信すると、ラッチ回路34a〜34dから各
々の振動センサまでの振動到達時間をラッチ回路より読
み取り、所定の計算を行なって、振動伝達板8上の振動
ペン3の座標位置を算出する。そして、I/Oポート3
7を介してディスプレイ駆動回路12に算出した座標位
置情報を出力することにより、例えばディスプレイ12
の対応する位置にドット等を表示することができる。あ
るいはI/Oポート37を介しインターフェース回路
に、座標位置情報を出力することによって、外部機器に
座標値を出力することができる。
The vibration arrival timing signals from the vibration sensors 6a to 6d output from the signal waveform detection circuit 11 are
Latch circuits 34 a to 3 via the detection signal input port 35
4d is input. Each of the latch circuits 34a to 34d corresponds to each of the vibration sensors 6a to 6d, and when receiving the timing signal from the corresponding sensor, it latches the measured value of the timer 33 at that time. When the determination circuit 36 determines that all detection signals have been received in this manner, it outputs a signal to that effect to the microcomputer 31. When the microcomputer 31 receives the signal from the determination circuit 36, the vibration arrival time from the latch circuits 34a to 34d to the respective vibration sensors is read from the latch circuit, a predetermined calculation is performed, and the vibration on the vibration transmission plate 8 is vibrated. The coordinate position of the pen 3 is calculated. And I / O port 3
By outputting the calculated coordinate position information to the display drive circuit 12 via 7, the display 12
A dot or the like can be displayed at the position corresponding to. Alternatively, the coordinate value can be output to an external device by outputting the coordinate position information to the interface circuit via the I / O port 37.

【0026】<振動伝搬時間検出の説明(図4,図5)
>以下、振動センサ3までの振動到達時間を計測する原
理に付いて説明する。
<Description of Vibration Propagation Time Detection (FIGS. 4 and 5)
> Hereinafter, the principle of measuring the vibration arrival time to the vibration sensor 3 will be described.

【0027】図4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、振動センサ6aの場合に
付いて説明するが、その他の振動センサ6b,6c,6
dについても全く同じである。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
の出力と同時に開始することは既に説明した。この時、
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。この信号41によって、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。
FIG. 4 is a diagram for explaining a detection waveform input to the signal waveform detection circuit 9 and a vibration transmission time measuring process based on the detection waveform. The vibration sensor 6a will be described below, but the other vibration sensors 6b, 6c, 6
The same is true for d. It has already been described that the measurement of the vibration transmission time to the vibration sensor 6a starts simultaneously with the output of the start signal to the vibrator drive circuit 2. At this time,
A drive signal 41 is applied from the oscillator drive circuit 2 to the oscillator 4. The ultrasonic vibration transmitted from the vibration pen 3 to the vibration transmission plate 8 by the signal 41 is transmitted to the vibration sensor 6a.
After traveling for a time tg corresponding to the distance up to, the vibration sensor 6a detects the vibration.

【0028】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。この実施例で用いられ
ている振動は板波であるため振動伝達板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。ここでエンベロープ421の進む速度、即ち、群速
度をVg、そして位相422の位相速度をVpとする。
この群速度Vg及び位相速度Vp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。
The signal indicated by 42 in the figure shows the signal waveform detected by the vibration sensor 6a. Since the vibration used in this embodiment is a plate wave, the envelope 421 and the phase 422 of the detected waveform with respect to the propagation distance in the vibration transmission plate 8
During vibration transmission, the relationship of changes according to the transmission distance. Here, the traveling speed of the envelope 421, that is, the group speed is Vg, and the phase speed of the phase 422 is Vp.
The distance between the vibration pen 3 and the vibration sensor 6a can be detected from the group velocity Vg and the phase velocity Vp.

【0029】まず、エンベロープ421にのみ着目する
と、その速度はVgであり、ある特定の波形上の点、例
えば変曲点や図示43で示す信号のようにピークを検出
すると、振動ペン3及び振動センサ6aの間の距離は、
その振動伝達時間をtgとして、 d=Vg・tg …(1) で与えられる。この式は振動センサ6aの一つに関する
ものであかる、同じ式により他の3つの振動センサ6b
〜6dと振動ペン3の距離も同様にして表すことができ
る。
First, focusing only on the envelope 421, its velocity is Vg, and when a point on a certain specific waveform, for example, an inflection point or a peak such as a signal shown in FIG. 43 is detected, the vibration pen 3 and the vibration are detected. The distance between the sensors 6a is
Given that the vibration transmission time is tg, d = Vg · tg (1) This equation relates to one of the vibration sensors 6a. The same equation applies to the other three vibration sensors 6b.
The distance between 6d and the vibrating pen 3 can be similarly expressed.

【0030】更に、より高精度な座標決定をするため
に、位相信号の検出に基づく処理を行なう。位相波形信
号422の特定の検出点、例えば振動印加から、ある所
定の信号レベル46後のゼロクロス点までの時間をTp
45(信号47に対し所定幅の窓信号44を生成し、位
相信号422と比較することで得る)とすれば、振動セ
ンサと振動ペンの距離は、 d=n・λp+Vp・tp …(2) となる。ここでλpは弾性波の波長、nは整数である。
Further, in order to determine the coordinates with higher accuracy, processing based on the detection of the phase signal is performed. The time from the specific detection point of the phase waveform signal 422, for example, the vibration application to the zero cross point after a certain predetermined signal level 46 is Tp.
45 (obtained by generating the window signal 44 having a predetermined width with respect to the signal 47 and comparing it with the phase signal 422), the distance between the vibration sensor and the vibration pen is d = n · λp + Vp · tp (2) Becomes Here, λp is the wavelength of the elastic wave, and n is an integer.

【0031】前記(1)式と(2)式から上記の整数n
は、 n=int[(Vg・tg−Vp・tp)/λp+1/N] …(3) と表される。
From the above equations (1) and (2), the above integer n
Is expressed as n = int [(Vg · tg−Vp · tp) / λp + 1 / N] (3).

【0032】ここで、Nは“0”以外の実数であり、適
当な値を用いる。例えば、N=2とすれば±1/2波長
以内のtg等の変動であれば、nを決定することができ
る。
Here, N is a real number other than "0", and an appropriate value is used. For example, if N = 2, then n can be determined if there is a variation such as tg within ± 1/2 wavelength.

【0033】上記のようにしてもとめたnを(2)式に
代入することで、振動ペン3及び振動センサ6a間の距
離を精度良く測定することができる。上述した2つの振
動伝達時間tgおよびtpの測定のため信号43及び4
5の生成は、信号波形検出回路11により行なわれる
が、この信号波形検出回路11は図5に示すように構成
される。
By substituting the determined value n into the equation (2), the distance between the vibration pen 3 and the vibration sensor 6a can be accurately measured. Signals 43 and 4 for measuring the above two vibration transmission times tg and tp
Generation of 5 is performed by the signal waveform detection circuit 11, which is configured as shown in FIG.

【0034】図5は実施例の信号波形検出回路11の構
成を示すブロック図である。図5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、帯域通過フィル
タ511により検出信号の余分な周波数成分が除かれ、
例えば、絶対値回路及び、低域通過フィルタ等により構
成される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。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5
3によって検出される。ピーク検出回路はモノマルチバ
イブレータ等から構成された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(図4信号43)が形成され、演算制御回路1に
入力される。
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the signal waveform detection circuit 11 of the embodiment. In FIG. 5, the output signal of the vibration sensor 6a is amplified to a predetermined level by the preamplifier circuit 51. The bandpass filter 511 removes extra frequency components of the detected signal from the amplified signal,
For example, it is input to the envelope detection circuit 52 including an absolute value circuit and a low-pass filter, and only the envelope of the detection signal is extracted. The timing of the envelope peak is determined by the envelope peak detection circuit 5
3 is detected. In the peak detection circuit, a signal tg (signal 43 in FIG. 4) which is an envelope delay time detection signal having a predetermined waveform is formed by the tg signal detection circuit 54 composed of a mono multivibrator or the like, and the signal tg is input to the arithmetic control circuit 1.

【0035】一方、55は信号検出回路であり、エンベ
ロープ検出回路52で検出されたエンベロープ信号42
1中の所定レベルの閾値信号46(以下、コンパレート
レベルと呼ぶ)を越える部分のパルス信号47を形成す
る。56は単安定マルチバイブレータであり、パルス信
号47の最初の立ち上がりでトリガされた所定時間幅の
ゲート信号44を開く。57はtpコンパレータであ
り、ゲート信号44の開いている間の位相信号422の
最初の立ち上がりのゼロクロス点を検出し、位相遅延時
間信号tp45が演算制御回路1に供給されることにな
る。尚、以上説明した回路は振動センサ6aに対するも
のであり、他の振動センサにも同じ回路が設けられてい
る。
On the other hand, 55 is a signal detection circuit, which detects the envelope signal 42 detected by the envelope detection circuit 52.
The pulse signal 47 of a portion exceeding the threshold value signal 46 (hereinafter, referred to as a comparator level) having a predetermined level in 1 is formed. 56 is a monostable multivibrator, which opens the gate signal 44 of a predetermined time width triggered by the first rising edge of the pulse signal 47. Reference numeral 57 denotes a tp comparator, which detects the first rising zero-cross point of the phase signal 422 while the gate signal 44 is open, and supplies the phase delay time signal tp45 to the arithmetic control circuit 1. The circuit described above is for the vibration sensor 6a, and the same circuit is provided for other vibration sensors.

【0036】<遅延時間補正の説明>前記ラッチ回路に
よってラッチされた振動伝達時間は、厳密には前述のホ
ーン5中を音波が進む時間や、センサで出力された信号
を回路で処理する時間等を含んでいる。そこで波が振動
伝達板8上を伝播する時間以外のこれらの遅延時間を固
有遅延時間etと定義する。また基準となる点における
群遅延時間と位相遅延時間の差を位相オフセット時間t
offと定義する。これらにより生じる誤差は、振動ペ
ン3から振動伝達板8、振動センサ6a〜6dへと行な
われる振動伝達の際に必ず同じ量が含まれる。そこで、
例えば図6の原点Oの位置を前述の基準点とし、振動セ
ンサ6aまでの距離をR1=(X/2)とした場合、原
点Oにて振動ペン3で入力を行ない実測された原点Oか
らセンサ6aまでの実測の振動伝達時間をtgz′,t
pz′、また原点Oからセンサまでの真の伝達時間をt
gz,tpzとすれば、これらは固有遅延時間etおよ
び位相オフセットtoffに関して、 tgz'=tgz+et …(4) tpz'=tpz+et+toff …(5) の関係がある。
<Explanation of delay time correction> Strictly speaking, the vibration transmission time latched by the latch circuit is, for example, the time during which the sound wave travels in the horn 5, the time during which the signal output from the sensor is processed by the circuit, and the like. Is included. Therefore, these delay times other than the time when the wave propagates on the vibration transmission plate 8 are defined as the intrinsic delay time et. Further, the difference between the group delay time and the phase delay time at the reference point is defined as the phase offset time t.
Defined as off. The error caused by these is always included in the same amount when the vibration is transmitted from the vibration pen 3 to the vibration transmission plate 8 and the vibration sensors 6a to 6d. Therefore,
For example, when the position of the origin O in FIG. 6 is set as the reference point and the distance to the vibration sensor 6a is R1 = (X / 2), the origin O is measured by the vibration pen 3 at the origin O. The measured vibration transmission time to the sensor 6a is tgz ', t
pz ', and the true transmission time from the origin O to the sensor is t
Assuming gz and tpz, these have a relationship of tgz '= tgz + et (4) tpz' = tpz + et + toff (5) with respect to the intrinsic delay time et and the phase offset toff.

【0037】一方、任意の入力点P点での実測値tg′
tp′は同様に、 tg'=tg+et …(6) tp'=tp+et+toff …(7) となる。この(4)(6),(5)(7)両者の差を求
めると、 tg'-tgz'=(tg+et)-(tgz+et)=tg-tgz …(8) tp'-tpz'=(tp+et+toff)-(tpz+et+toff)=tp-tpz …(9) となり、各伝達時間に含まれる固有遅延時間etおよび
位相オフセットtoffが除去され、原点Oの位置から
入力点Pの間のセンサ6a位置を起点とする距離に応じ
た真の伝達遅延時間の差を求めることができ、前記
(2)(3)式を用いればその距離差を求めることがで
きる。振動センサ6aから原点Oまでの距離はあらかじ
め不揮発性メモリ等に記憶してあり既知できるので、振
動ペン3と振動センサ6a間の距離を決定できる。他の
センサ6b〜6dについても同様に求めることができ
る。上記、原点Oにおける実測値tgz’及びtpz’
はあらかじめ不揮発性メモリに記憶され、(2),
(3)式の計算の前に(8),(9)式が実行され精度
の高い測定ができる。
On the other hand, the measured value tg 'at an arbitrary input point P
Similarly, tp 'is tg' = tg + et (6) tp '= tp + et + toff (7). When the difference between these (4), (6), (5) and (7) is calculated, tg'-tgz '= (tg + et)-(tgz + et) = tg-tgz (8) tp'-tpz '= (tp + et + toff)-(tpz + et + toff) = tp-tpz (9), the intrinsic delay time et and the phase offset toff included in each transmission time are removed, and from the position of the origin O. It is possible to obtain the difference in the true transmission delay time according to the distance from the position of the sensor 6a between the input points P as the starting point, and it is possible to obtain the difference in distance by using the equations (2) and (3). Since the distance from the vibration sensor 6a to the origin O is stored in advance in a non-volatile memory or the like and can be known, the distance between the vibration pen 3 and the vibration sensor 6a can be determined. The other sensors 6b to 6d can be similarly obtained. The measured values tgz 'and tpz' at the origin O
Is previously stored in the non-volatile memory, and (2),
The equations (8) and (9) are executed before the calculation of the equation (3), and highly accurate measurement can be performed.

【0038】<座標位置算出の説明(図6)>次に実際
に振動ペン3による振動伝達板8上の座標位置検出の原
理を説明する。今、振動伝達板8上の4辺の中点近傍に
4つの振動センサ6a〜6dを符号S1〜S4の位置に
設けると、先に説明した原理に基づいて、振動ペン3の
位置Pから各々の振動センサ6a〜6dの位置までの直
線距離da〜ddを求めることができる。更に演算制御
回路1でこの直線距離da〜ddに基づき、振動ペン3
の位置Pの座標(x,y)の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。
<Description of Coordinate Position Calculation (FIG. 6)> Next, the principle of actually detecting the coordinate position on the vibration transmission plate 8 by the vibration pen 3 will be described. Now, if four vibration sensors 6a to 6d are provided at positions S1 to S4 near the midpoints of four sides on the vibration transmission plate 8, each of the vibration sensors 3a to 6d from the position P of the vibrating pen 3 based on the principle described above. The linear distances da to dd to the positions of the vibration sensors 6a to 6d can be obtained. Further, the arithmetic control circuit 1 uses the vibrating pen 3 based on the linear distances da to dd.
From the Pythagorean theorem of the coordinates (x, y) of the position P of, the following equation can be used.

【0039】 x=(da+db)・(da−db)/2X …(10) y=(dc+dd)・(dc−dd)/2Y …(11) ここで、X,Yはそれぞれ振動センサ6a,6b間の距
離、振動センサ6c,6d間の距離である。
X = (da + db) · (da−db) / 2X (10) y = (dc + dd) · (dc−dd) / 2Y (11) where X and Y are vibration sensors 6a and 6b, respectively. And the distance between the vibration sensors 6c and 6d.

【0040】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.

【0041】<信号前段処理の効果の説明>ここで、対
数増幅器10の特性について説明する。対数増幅器10
は図7に示すように数点のオペアンプ等の電子部品の組
合せで簡単に構成することができる。対数変換はトラン
ジスタのベース・エミッタ電圧とコレクタ電流の電圧電
流特性を利用しており、図7で出力電圧Voは入力電圧
Viに対して次式の値を持つ。
<Explanation of Effect of Signal Pre-Processing> Here, characteristics of the logarithmic amplifier 10 will be described. Logarithmic amplifier 10
Can be easily configured by combining several electronic components such as operational amplifiers as shown in FIG. The logarithmic conversion utilizes the voltage-current characteristics of the base-emitter voltage and the collector current of the transistor, and the output voltage Vo in FIG. 7 has a value of the following equation with respect to the input voltage Vi.

【0042】 Vo = -k・T・(R7+R8)/(q・R7)・Loge(R6・Vi/R1/VCC) ここで、k;ポルツマン定数、 T:絶対温度、 q;電子電荷量、 e;自然対数の底、 Ri ;レジスタRi の抵抗値、 VCC;電源電圧である。Vo = -k · T · (R 7 + R 8 ) / (q · R 7 ) · Log e (R 6 · Vi / R 1 / V CC ) where, k: Poltzmann constant, T: absolute Temperature, q: electronic charge amount, e: base of natural logarithm, R i : resistance value of resistor R i , V CC : power supply voltage.

【0043】すなわち、出力電圧が入力電圧の対数値に
比例することがわかる。
That is, it can be seen that the output voltage is proportional to the logarithmic value of the input voltage.

【0044】図7の対数増幅器の特性の概略を図8に示
す。入力する電気信号には連続波を用いて、入力と出力
のPEAK to PEAKの値を測定した。実線で示したのが実測
の入力信号電圧振幅に対する出力信号電圧振幅の値であ
る。破線は理想的な対数増幅器の特性である。特性図の
直線部分の傾きは、図7の抵抗R8 の抵抗値を変えて調
節する。
FIG. 8 shows an outline of the characteristic of the logarithmic amplifier of FIG. Input and output PEAK to PEAK values were measured using a continuous wave as the input electrical signal. The solid line shows the value of the output signal voltage amplitude with respect to the actually measured input signal voltage amplitude. The broken line is the characteristic of an ideal logarithmic amplifier. The slope of the straight line portion of the characteristic diagram is adjusted by changing the resistance value of the resistor R 8 in FIG. 7.

【0045】従来技術で述べたオートゲインコントロー
ルと比較して、対数増幅器の利点は、検出した信号を参
照してゲインを調節するのではなく、トランジスタの特
性をそのまま利用するため全ての入力データを座標検出
に用いることができる点である。また、出力信号最大振
幅レベルは常に一定ではないものの、図8で見られると
おり、入力信号振幅レベルの変化に対して出力信号振幅
レベルの変動が大変小さく、入力レベル変動の影響を排
除するという当初の目的は充分満足する。
The advantage of the logarithmic amplifier as compared with the automatic gain control described in the prior art is that all the input data are stored because the characteristics of the transistor are used as they are instead of adjusting the gain by referring to the detected signal. This is a point that can be used for coordinate detection. Further, although the maximum amplitude level of the output signal is not always constant, as shown in FIG. 8, the fluctuation of the output signal amplitude level is very small with respect to the change of the input signal amplitude level, and the effect of eliminating the influence of the fluctuation of the input level is initially considered. Is sufficiently satisfied.

【0046】図9に実際の検出波形での対数増幅器の特
性を模式的に示す。91,92は対数増幅器に入力され
たレベルの異なる検出波形で、93,94が対数増幅器
の出力波形である。波形毎の比較でわかるのは、先にも
述べたレベル変動の影響の排除の効果である。入力信号
91と92では2倍程度のレベル差があるものの、出力
信号93と94でのレベル差は数%にとどまっている。
信号波形検出回路の構成から考えると、図4で説明した
ゲート信号47を作るためのコンパレートレベル46
(図9点線)に対して、入力信号91では波形の3発目
が、入力信号92では4発目が所定レベルに達した信号
として検出される。また、入力信号92よりレベルの低
い波形に対しては、このコンパレートレベル46では検
出されなくなる。しかし、対数増幅後の出力信号93,
94では、出力信号93で1発目、出力信号94では2
発目が検出されており、図8の特性図からみても、レベ
ルが10倍以上低下してもコンパレートレベル46より
大きく増幅されるので検出可能となり、レベルの低下に
対しても誤検出がなくなる。実際に運用するうえでは、
オペレータの筆圧の増加による予想以上のレベルの増加
に対しても出力はほぼ一定となることが同じく図8から
容易に想像ができ、レベル増加のための誤検出もなくな
る。
FIG. 9 schematically shows the characteristics of the logarithmic amplifier in the actual detection waveform. Reference numerals 91 and 92 are detection waveforms having different levels input to the logarithmic amplifier, and 93 and 94 are output waveforms of the logarithmic amplifier. What can be seen from the comparison for each waveform is the effect of eliminating the influence of the level fluctuation described above. Although the input signals 91 and 92 have a double level difference, the output signals 93 and 94 have a level difference of only a few percent.
Considering the configuration of the signal waveform detection circuit, the comparator level 46 for generating the gate signal 47 described in FIG.
In contrast to (dotted line in FIG. 9), the third waveform of the input signal 91 and the fourth waveform of the input signal 92 are detected as signals having reached a predetermined level. Further, a waveform whose level is lower than that of the input signal 92 cannot be detected by the comparison level 46. However, the output signal 93 after logarithmic amplification,
In 94, the output signal 93 is the first shot, and in the output signal 94, it is 2 shots.
The eye is detected, and as seen from the characteristic diagram of FIG. 8, even if the level is reduced by a factor of 10 or more, it is detected because it is amplified more than the comparator level 46. Disappear. In actual operation,
It can be easily imagined from FIG. 8 that the output becomes almost constant even when the level is increased more than expected due to the increase in the writing pressure of the operator, and erroneous detection due to the level increase is eliminated.

【0047】さらに、強調しておきたいのは、対数増幅
器としたことによるもうひとつの利点である。オートゲ
インコントロールは検出信号波形のピーク値を参照して
ゲインを設定するため波形の大きさは変わるものの、波
形の形は変わらない。しかし対数増幅器の場合、波形の
中の一つ一つの振幅に応じて出力振幅が決まるため図9
で示したように波形の形そのものが変化する。これによ
り、検出波形の先頭部分(実際はピークに対してレベル
が相当低い)がより強調されるために、前にも触れた
が、波形の先頭部分がコンパレートレベル46により検
出されやすくなる。実際に、従来の構成では、先頭部分
のレベルが回路のダイナミック・レンジに対して非常に
小さいために、コンパレートレベル46を安定に小さい
値で設定して先頭部分を検出することは難しかった。し
かし対数増幅を行うことにより、先頭部分、すなわち小
さい信号レベルを強調して増幅することで、tp信号4
5の検出ポイントを検出波形に対して先頭部分付近にも
ってくることを容易にしたことになる。
Furthermore, it is another advantage to be emphasized that the logarithmic amplifier is used. Since the automatic gain control sets the gain by referring to the peak value of the detection signal waveform, the waveform size changes, but the waveform shape does not change. However, in the case of a logarithmic amplifier, the output amplitude is determined according to the amplitude of each of the waveforms.
As shown in, the waveform shape itself changes. As a result, since the head portion of the detected waveform (actually, the level is considerably lower than the peak) is emphasized more, the head portion of the waveform is easily detected by the comparator level 46, as mentioned above. In fact, in the conventional configuration, since the level of the leading portion is very small with respect to the dynamic range of the circuit, it is difficult to set the comparator level 46 at a stable small value and detect the leading portion. However, by performing logarithmic amplification, by emphasizing and amplifying the leading portion, that is, a small signal level, the tp signal 4
This means that it is easy to bring the detection points of 5 to the vicinity of the head portion with respect to the detected waveform.

【0048】さらに、tg信号43についても考えてみ
る。図4ではtg信号は検出波形の包絡線のピークまで
としていた。しかし、tg信号を時間軸上でより前にも
って来たいとき、波形の包絡線の前部の変曲点までとし
て構成する。この時に対数増幅を行うと、図9のように
検出波形が変形するために包絡線の変曲点がさらに前に
来ることは容易に推察される。すなわち、tg信号につ
いても対数増幅処理を行うことで検出ポイントが先頭近
くにくることとなる。
Further, consider the tg signal 43. In FIG. 4, the tg signal is up to the peak of the envelope of the detected waveform. However, when it is desired to bring the tg signal earlier on the time axis, it is configured up to the inflection point in the front part of the envelope of the waveform. If logarithmic amplification is performed at this time, it is easily inferred that the inflection point of the envelope comes further ahead because the detected waveform is deformed as shown in FIG. That is, the logarithmic amplification process of the tg signal also brings the detection point near the beginning.

【0049】しかし、単に検出点を前方にもってくるだ
けでは新たな問題が発生する。検出ポイントでの検出信
号の周波数成分が、振動ペン3と振動センサ6間の距離
によって変化するために座標検出精度が低下してしま
う。すなわち、利用している板波は、位相速度,群速度
のいずれもが波の周波数によって異なる値を持つという
特徴を持ち(分散性と呼ばれている)、そのためにセン
サにより検出される検出波形は振動ペンとセンサ間の距
離によって異なってくる。すなわち、振動ペンとセンサ
間の距離が遠ざかれば遠ざかるほど、伝播する波のうち
周波数のより高い成分とより低い成分のセンサへの到達
時間の差が広がってしまうためである。
However, simply bringing the detection point forward causes a new problem. Since the frequency component of the detection signal at the detection point changes depending on the distance between the vibration pen 3 and the vibration sensor 6, the coordinate detection accuracy deteriorates. That is, the plate wave used has the characteristic that both the phase velocity and the group velocity have different values depending on the frequency of the wave (called dispersiveness), and therefore the detection waveform detected by the sensor. Depends on the distance between the vibrating pen and the sensor. That is, the farther the distance between the vibrating pen and the sensor, the wider the difference in the arrival time of the higher frequency component and the lower frequency component of the propagating wave at the sensor.

【0050】板波の非対称モードの場合では、周波数が
高いほど、速度は早くなる傾向にあるためセンサに早く
到達し、低い成分ほど遅く到達する。これを時間軸上の
検出波形でみてみると、距離が長くなるほど高い周波数
成分が時間軸上でより前にきて、低いものがより後に現
れる。単一の周波数の波のみを伝播させればこの現象は
生じないが、現実には技術的に困難である。このため
に、検出波形より遅延時間を取り出す特定点が検出波形
のピーク近傍であるならば常に一定の周波数(波形全体
の周波数成分の平均値)の波の情報が得られるが、特定
点がピークから離れれば離れるほど検出点での波の周波
数は、振動ペンとセンサ間距離に応じて激しく変化する
ことになる。
In the case of the asymmetric mode of the plate wave, the higher the frequency, the faster the speed tends to reach the sensor, so that the sensor arrives earlier and the lower component reaches the sensor later. Looking at this with the detection waveform on the time axis, the higher the frequency component, the earlier the frequency component appears on the time axis, and the lower one appears later as the distance increases. This phenomenon does not occur if only waves of a single frequency are propagated, but it is technically difficult in reality. For this reason, if the specific point from which the delay time is extracted from the detected waveform is near the peak of the detected waveform, wave information of a constant frequency (average value of the frequency components of the entire waveform) is always obtained, but the specific point is the peak. The farther away from, the frequency of the wave at the detection point changes drastically according to the distance between the vibrating pen and the sensor.

【0051】よって、本発明では対数増幅する前段にバ
ンドパスフィルタ9により検出波形から単一周波数成分
のみを取り出す処理を行う。先頭部分を検出することに
すればするほど検出波形前方の微弱な信号を検出してし
まうために、バンドパスフィルタ9の帯域は狭いほど望
ましい。twin−T型のバンドパスフィルタや表面波
フィルタなどであれば、Q=50以上のものが容易に得
られる。
Therefore, in the present invention, the process of extracting only a single frequency component from the detected waveform is performed by the bandpass filter 9 before the logarithmic amplification. Since the weaker signal in front of the detected waveform is detected as the leading portion is detected, it is preferable that the band pass filter 9 has a narrow band. With a twin-T type bandpass filter or a surface wave filter, a filter having Q = 50 or more can be easily obtained.

【0052】また、上記実施例では、tp信号とtg信
号を利用した座標位置算出の構成を示したが、tp信号
のみを、あるいはtg信号のみを利用した座標位置算出
の構成であっても、必要とされるtp,tg信号は同じ
であるので、それらも本実施例と同様に構成できる。
Further, in the above embodiment, the configuration of the coordinate position calculation using the tp signal and the tg signal is shown, but the configuration of the coordinate position calculation using only the tp signal or only the tg signal is also possible. Since the required tp and tg signals are the same, they can be configured in the same manner as this embodiment.

【0053】以上から明らかなように、本実施例の座標
入力装置は、センサ6で検出した信号からバンドパスフ
ィルタにより単一周波数成分のみを取り出し、取り出し
た信号を対数増幅器により対数増幅処理を行った後に波
形処理することで、検出レベルの高低の影響を受けるこ
となく正確な到達遅延時間の算出が行え、これに基づい
て高精度の座標検出を行うことができる。さらに、検出
波形の時間軸上での先頭付近での遅延時間の算出が可能
となり、伝達板端面からの反射波の影響による誤検出や
検出精度の低下がなくなることにより、振動伝達板ひい
ては装置形状が小型の装置を提供することができる。
As is clear from the above, the coordinate input device of this embodiment takes out only a single frequency component from the signal detected by the sensor 6 by the bandpass filter, and performs logarithmic amplification processing on the taken out signal by the logarithmic amplifier. By performing the waveform processing after the correction, it is possible to accurately calculate the arrival delay time without being affected by the level of the detection level, and based on this, highly accurate coordinate detection can be performed. Furthermore, it is possible to calculate the delay time near the beginning of the detected waveform on the time axis, eliminating erroneous detection and reduction in detection accuracy due to the influence of the reflected wave from the end face of the transmission plate, and thus the vibration transmission plate and thus the device shape. Can provide a small device.

【0054】尚、本発明は、複数の機器から構成される
システムに適用しても、1つの機器から成る装置に適用
しても良い。また、本発明はシステム或は装置にプログ
ラムを供給することによって達成される場合にも適用で
きることは言うまでもない。
The present invention may be applied to a system composed of a plurality of devices or an apparatus composed of a single device. Further, it goes without saying that the present invention can be applied to the case where it is achieved by supplying a program to a system or an apparatus.

【0055】[0055]

【発明の効果】以上説明したように本発明にかかる座標
入力装置は、小型に構成できると共に、高精度な座標検
出を行うことができる。
As described above, the coordinate input device according to the present invention can be made compact and can detect coordinates with high accuracy.

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

【図1】座標入力装置の概略説明図である。FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of a coordinate input device.

【図2】振動ペンの概略説明図である。FIG. 2 is a schematic explanatory diagram of a vibrating pen.

【図3】演算制御回路の構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of an arithmetic control circuit.

【図4】信号処理のタイミングチャートである。FIG. 4 is a timing chart of signal processing.

【図5】振動波形検出回路の構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a vibration waveform detection circuit.

【図6】座標位置算出のための説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram for calculating coordinate positions.

【図7】対数増幅器の構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram of a logarithmic amplifier.

【図8】対数増幅器の入出力特性図である。FIG. 8 is an input / output characteristic diagram of a logarithmic amplifier.

【図9】対数増幅器の特性の模式的な説明図である。FIG. 9 is a schematic explanatory diagram of characteristics of a logarithmic amplifier.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 演算制御回路、 2 振動子駆動回路、 3 振動ペン、 6 振動センサ、 8 振動伝達板、 9 バンドパスフィルタ、 10 対数増幅器、 11 信号波形検出回路である。 1 operation control circuit, 2 vibrator drive circuit, 3 vibrating pen, 6 vibration sensor, 8 vibration transmission plate, 9 band pass filter, 10 logarithmic amplifier, 11 signal waveform detection circuit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 克行 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 吉村 雄一郎 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Katsuyuki Kobayashi 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Yuichiro Yoshimura 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Within the corporation

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 振動を伝播する座標入力面に複数の振動
センサを配設し、振動を発生する座標指示具と前記セン
サのそれぞれとの距離を振動の到達時間から計測し、前
記座標指示具による前記座標入力面での指示点を座標値
として演算出力する座標入力装置であって、 前記振動センサにより検出された振動に基づいて信号を
生成する信号生成手段と、 前記信号生成手段により生成された信号を対数増幅する
手段と、 前記対数増幅された信号が所定レベルに達したことを判
定する手段と、を備え、 前記指示具で振動が発生されてから、前記所定レベルに
達した時点までを振動の到達時間として前記距離の計測
を行うことを特徴とする座標入力装置。
1. A plurality of vibration sensors are arranged on a coordinate input surface for propagating vibration, and the distance between each of the coordinate indicating tools that generate vibration and the sensor is measured from the arrival time of the vibration, and the coordinate indicating tools. Is a coordinate input device for calculating and outputting a designated point on the coordinate input surface as a coordinate value, the signal generating unit generating a signal based on the vibration detected by the vibration sensor, and the signal generating unit generating the signal. And means for logarithmically amplifying the signal, and means for determining that the logarithmically amplified signal has reached a predetermined level, from when vibration is generated by the indicator until the time when the predetermined level is reached. The coordinate input device is characterized in that the distance is measured with the arrival time of vibration as.
【請求項2】前記信号生成手段は、前記振動センサの出
力信号から所定の周波数成分を濾過する手段を備えるこ
とを特徴とする請求項1記載の座標入力装置。
2. The coordinate input device according to claim 1, wherein the signal generating means includes means for filtering a predetermined frequency component from the output signal of the vibration sensor.
JP456592A 1992-01-14 1992-01-14 Coordinate input device Withdrawn JPH05189135A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1986004320A1 (en) * 1985-01-25 1986-07-31 Hitachi, Ltd. Solid electrolyte

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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