JPH07175580A

JPH07175580A - 座標入力装置

Info

Publication number: JPH07175580A
Application number: JP32040293A
Authority: JP
Inventors: Hajime Sato; 肇佐藤; Ryozo Yanagisawa; 亮三柳沢; Atsushi Tanaka; 淳田中; Yuichiro Yoshimura; 雄一郎吉村; Masaki Tokioka; 正樹時岡; Katsuyuki Kobayashi; 克行小林
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-12-20
Filing date: 1993-12-20
Publication date: 1995-07-14

Abstract

(57)【要約】【目的】入力ペンの筆圧変化に係りなくより正確な座
標検出を行う。【構成】入力ペン４に設けられた感圧センサ２１は入
力ペンの匡体２５の中心軸ａにそってかけられた圧力を
検出し、その圧力に従って、演算制御回路１は駆動電圧
制御回路２を介して振動子２３を駆動する駆動電圧を制
御する。これによって、装置利用者が入力ペン４を用い
て座標入力を行うときの筆圧が変化しても振動子２３か
ら発生する超音波の出力レベルが一定となるように制御
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は座標入力装置に関し、特
に、超音波によって弾性波を発生させその弾性波信号に
よって振動入力点の座標を検出する座標入力装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、入力ペンに実装した振動子から超
音波を発生させ、その超音波によって振動伝達板に弾性
波を励起させ、その弾性波の伝播を検知して弾性波入力
点の座標を検出する座標入力装置は、検出した信号を増
幅するための増幅回路を振動検出回路に内蔵し、小さな
信号レベルを増幅している。

【０００３】また、入力ペンから発生する超音波の振動
出力レベルは、その入力ペンが振動伝達板に接する圧力
（使用者の筆圧）の大きさで変動し、これが検出波形レ
ベルを変動させるため、入力ペン内に感圧センサを設け
て筆圧に応じた信号を発生させるとともに、振動検出回
路では、感圧センサからの出力値で検出時の閾値を制御
し、その検出波形レベルの変動に対応して検出信号のレ
ベル変動を補正している。

【０００４】一方、入力ペンの出力レベルを使用者が制
御できるように制御部を設けた入力ペンもある。これ
は、検出波形のレベルの上限及び下限が所定の閾値内に
なければ、使用者にその旨の信号を送り、使用者は振動
入力ペンの駆動電圧を適当な値に切り換える操作をする
か、或は、検出レベルに応じて入力ペンの出力を自動的
に変更するように構成したものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例では、増幅回路の性能には限界があるため、筆圧の小
さいときのペン出力を増幅して得られた波形レベルで
は、本来ペンによって筆圧を加えて弾性波振動を入力し
た点とは異なる点を座標検出点とすることがあり、検出
精度の低下を招くという問題がある。

【０００６】さらに、感圧センサが測定する筆圧は入力
ペンの筺体に加わるさまざまな荷重が合成されたもので
あり、純粋な振動系に対する負荷とは異なるため、同じ
筆圧でもペンの角度が違うような場合、測定される筆圧
値が同じであっても振動系に対する負荷は異なることも
ある。したがって、その筆圧値が振動系の負荷を正確に
反映したものではなく、結果としてな不適切な検出信号
レベルを行ってしまい検出精度の低下を招くという問題
もある。

【０００７】さらにまた、検出レベルに応じて入力ペン
の駆動電圧を制御する構成では、原理上、最初に入力ペ
ンから超音波を発振させ、その後また、座標を算出する
ために駆動電圧を変えて振動子駆動回路を駆動させる必
要があるため、座標を算出しない間も超音波発振のため
電力を消費してしまう。特に、その入力ペンがワイヤレ
スの構成の場合には、電池消耗が速く運用コスト効率が
悪化する。たとえ、入力ペンがワイヤレスではなく装置
本体部と接続されて電力の供給を受けている場合でも装
置全体の消費電力の増大につながりやはり都合が悪い。

【０００８】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
で、装置利用者が座標入力にかけた筆圧に応じてより正
確に座標入力点を検出することができる座標入力装置を
提供することを目的としている。

【０００９】

【課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。即ち、ボード上の任意の点の座標を検出する座標入
力装置であって、弾性波を発生し、前記ボードの任意の
点に圧接して前記弾性波を前記ボードに入力して入力指
示を行う入力指示手段と、前記入力指示手段によって入
力した弾性波を検知する検知手段と、前記検知手段によ
って検知された弾性波に基づいて、前記ボード上の入力
指示点の座標を算出する算出手段と、前記入力指示手段
を前記ボードに圧接する圧力の変化に係らず前記入力指
示手段が発生する弾性波の強度が一定となるように前記
入力指示手段を制御する制御手段とを有することを特徴
とする座標入力装置を備える。

【００１０】

【作用】以上のような構成により本発明は、入力指示手
段をボードに圧接する圧力の変化に係らず、その入力指
示手段が発生する弾性波の強度が一定となるように入力
指示手段の制御を行う。

【００１１】

【実施例】

［第１実施例］＜装置の全体構成の説明（図１）＞図１は本発明の代表
的な実施例である座標入力装置の構成を示すブロック図
である。図１において、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、２は駆動電圧を制御
して駆動レベルを可変する駆動電圧制御回路、３は超音
波を発生する振動子を振動させる振動子駆動回路、４は
超音波を発生する振動子を内蔵した振動入力ペン（以
下、入力ペンという）、５は入力ペン５の筆圧を検出し
て駆動電圧制御回路２に出力する筆圧検出回路である。

【００１２】また、６はアクリルやガラス板等の透明部
材からなる振動伝達板、７は振動伝達板６の外周に設け
られ反射した弾性波が再び振動伝達板の中央部に伝播し
て戻るのを防止（減少）する防振材（ダンパ）、８ａ〜
８ｄは振動伝達板６の四隅に固定された圧電素子等、機
械的振動を電気信号に変換する振動センサである。入力
ペン５による座標入力は、振動伝達板６をタッチするこ
とで行い、実際には、図１に示すようにに実線で示す領
域Ａ（以下、有効エリアという）内を入力ペン５で指定
する。

【００１３】さらに、９は各振動センサ６ａ〜６ｄ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、１０は振動伝達板６の背面に設置されド
ット単位の表示が可能なＬＣＤディスプレイ（ＬＣ
Ｄ）、１１はＬＣＤ１０を駆動するディスプレイ駆動回
路である。

【００１４】上記構成により、入力ペン４によりなぞら
れた位置に対応するＬＣＤ１０の画素にドットを表示す
ることにより、透明部材からなる振動伝達板８を透して
入力点を目視確認する事が可能になる。

【００１５】また上記構成の装置に於いて、演算制御回
路１は所定周期毎（例えば、１０ｍｓ毎）に、振動子駆
動回路３に入力ペン４の振動子を駆動させる信号（スタ
ート信号）を出力させて入力ペン４より超音波を発生さ
せる。一方、演算制御回路１の内部タイマ（カウンタで
構成されている）では計時を開始する。そして、入力ペ
ン４より発生した超音波振動は振動伝達板６上の振動入
力点より振動センサ８ａ〜８ｄ迄の距離に応じて遅延し
て振動センサ８ａ〜８ｄに到達する。

【００１６】信号波形検出回路９は振動センサ８ａ〜８
ｄからの信号を検出して、後述する波形検出処理により
振動センサへの振動到達タイミングを示す信号（検出信
号）を生成する。演算制御回路１は信号波形検出回路９
が出力する各センサ毎のこの信号を入力して、振動セン
サ６ａ〜６ｄまでの振動到達時間を検出し、入力ペン４
の座標位置を算出する。さらに、演算制御回路１は、こ
の算出された入力ペン４の位置情報に基づいてディスプ
レイ駆動回路１０を駆動して、ＬＣＤ１１の表示を制御
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（不図示）に座標出力を行なう。

【００１７】＜入力ペンの構成説明（図２）＞図２は入
力ペン４の詳細な構成を模式的に示す図である。図２に
おいて、２１は入力ペン４の筆圧を検出するストレイン
ゲージ等の感圧センサ、２２は感圧センサ２１と振動子
を支持する支持体、２３は超音波を発振する振動子、２
４は振動子２３のエネルギーを効率良くペン先に伝達さ
せるホーン、２５はペンの種々の構成要素を実装する筒
状の筺体２５、２６は筺体２５の内側を滑らかに移動で
きるペン先２６である。

【００１８】以上の構成により入力ペン４の軸方向（図
２のａ）の筆圧、即ち、振動子２３に対する負荷を検出
することができる。

【００１９】入力ペン４に内蔵された振動子２３は振動
子駆動回路３によって駆動される。振動子２３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、さらに感圧センサ２１の出力を検出する筆圧
検出回路５の出力に応じて、駆動電圧制御回路２で振動
子駆動回路３の駆動電圧を制御し、所定のゲインで増幅
された後、振動子２３に印加される。その電気的な駆動
信号は振動子２３によって機械的な超音波振動に変換さ
れ、ホーン２４およびペン先２６を介して振動伝達板８
に伝達される。

【００２０】ここで、振動子２３の振動周波数はガラス
やアクリル板などの振動伝達板８に縦波を発生する事が
出来る値に選択される。従って、振動子駆動の際には、
振動伝達板８に対して、図２の入力ペンが垂直方向に振
動するモードが選択される。また、振動子２３の振動周
波数をホーン２４およびペン先２６を含んだ共振周波数
とする事で効率のよい振動変換が可能になる。

【００２１】このようにして振動伝達板８に伝えられる
弾性波は縦波（疎密波）であり、表面波などに比して振
動伝達板の表面の傷、障害物等の影響を受けにくいとい
う利点を有する。

【００２２】＜演算制御回路の説明（図３）＞図３は演
算制御回路１の詳細な構成を示すブロック図である。図
３において、３１は演算制御回路１と装置全体を制御す
るマイクロコンピュータ（ＭＰＵ）であり、内部カウン
タ、制御プログラムや定数等を記憶したＲＯＭ、ＭＰＵ
が実行する座標計算等の作業領域として使用するＲＡＭ
を有している。３２ａ〜３２ｄは基準クロック（不図
示）に基づいて計時するカウンタであって、振動子駆動
回路３に入力ペン４の振動子２３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
が取られ、振動センサ８ａ〜８ｄ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。なお、カウ
ンタ３２ａ〜３２ｄそれぞれは、振動センサ８ａ〜８ｄ
各々に対応している。

【００２３】３４は振動センサ８ａ〜８ｄすべてからの
検出信号が受信されたことを判定する判定回路、３５は
信号波形検出回路９が出力する振動センサ８ａ〜８ｄへ
の振動到達タイミングを示す信号（検出信号）を入力す
る検出信号入力回路、３６は算出された入力座標値を外
部機器に出力するＩ／Ｏポートである。

【００２４】以上の構成において、振動波形検出回路９
より出力される振動センサ８ａ〜８ｄよりの振動到達タ
イミング信号（検出信号）は、検出信号入力回路３５を
介してカウンタ３２ａ〜３２ｄに入力される。次に、振
動センサ８ａ〜８ｄからの全ての検出信号の受信がなさ
れたことを判定回路３４が判定すると、判定回路３４は
ＭＰＵ３１にその旨の信号を出力する。ＭＰＵ３１が判
定回路３４からの信号を受信すると、カウンタ３２ａ〜
３２ｄから振動センサ８ａ〜８ｄまでの振動到達時間を
ラッチして読み取り、所定の計算を行なって、振動伝達
板６上の入力ペン４が指示する座標位置を算出する。

【００２５】そして、Ｉ／Ｏポート３６を介してディス
プレイ駆動回路１０に算出した座標位置情報を出力する
ことにより、例えば、ＬＣＤ１１上の対応する位置にド
ット等を表示することができるし、或は、外部機器に座
標位置情報を出力することができる。

【００２６】＜振動伝搬時間検出の説明（図４〜図５）
＞ここでは、入力ペン４が指示した振動伝達板６上の振
動入力点から振動センサ８ａ〜８ｄまでの弾性波の振動
到達時間を計測する原理に付いて説明する。

【００２７】図４は振動波形検出回路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
するための各種信号のタイムチャートである。また、図
５は振動波形検出回路９の詳細な構成を示すブロック図
である。なお、以下の説明では、振動入力点から振動セ
ンサ８ａまでの弾性波の振動到達時間の計測に注目して
説明するが、その他の振動センサ８ｂ〜８ｄについても
振動到達時間の計測の原理は全く同じである。

【００２８】振動センサ８ａへの振動伝達時間の計測
は、振動子駆動回路３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
３から振動子２３へはスタート信号（図４の４１）が印
加されている。スタート信号４１の印加を契機として発
生した超音波によって、入力ペン５から振動伝達板６に
伝達された超音波振動は、振動センサ８ａまでの距離に
応じた時間をかけて進行した後、振動センサ８ａで検出
される。

【００２９】振動センサ８ａが検出した信号は、信号波
形検出回路９に入力されると、図５に示す前置増幅回路
５１において増幅され、その増幅された検出信号はエン
ベロープ検出回路５２と帯域通過フィルタ５１１とに入
力される。エンベロープ検出回路５２に入力される信号
の波形は、図４の４２２（位相信号）のようになってい
る。そして、エンベロープ検出回路５２により図４の４
２１に示すようなエンベロープが取り出される。取り出
されたエンベロープ信号４２１は、２回微分回路５３に
よって微分されて、図４の４３のような波形になり、ｔ
_g 信号検出回路５４に入力される。ｔ_g 信号検出回路５
４は、モノマルチバイブレータ等から構成され、図４の
４８に示すように、２回微分されたエンベロープ信号４
３の所定レベルを越えた後のゼロクロス点を検出するこ
とにより、図４の４９に示す遅延時間検出信号（ｔ_g ）
を生成する。

【００３０】一方、ｔ_p 信号検出回路５５は、帯域通過
フィルタ５１１によってノイズ成分が除去された後の信
号（図４の４４）を入力して、所定レベル（図４の４４
１）を閾値として取り出される信号幅についてのパルス
信号（図４の４５）を生成する。そして、パルス信号４
５に対して所定幅の窓信号（図４の４６）を生成し、図
４の４７に示すようなゼロクロス点までの時間（ｔ_p ）
を得る。

【００３１】さて弾性波を構成する種々の波の位相の関
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、エンベロープ信号４２１の伝播する速度、即ち、
群速度をＶ_g 、そして、位相信号４２２の進む速度、即
ち、位相速度をＶ_p とする。この群速度（Ｖ_g ）及び位
相速度（Ｖ_p ）から入力ペン４が指示した位置から振動
センサ８ａまでの距離を検出することができる。

【００３２】まず、エンベロープ信号４２１にのみ着目
すると、その速度はＶ_g であり、ある特定の波形上の
点、例えば、変曲点や図４の４３で示す信号のようにピ
ークを検出すると、入力ペン４の指示位置と振動センサ
８ａの間の距離（ｄ）は、その振動伝達時間が遅延時間
（ｔ_g ）となるので、ｄ＝Ｖ_g ・ｔ_g ………… （１）で与えられる。

【００３３】この式は振動センサ８ａに関するものであ
るが、同じ式により他の３つの振動センサ８ｂ〜８ｄと
入力ペン４との距離も同様にして表すことができる。

【００３４】更に、より高精度な座標決定のために位相
信号４２２の検出に基づく処理を行なう。位相信号４２
２から先述のように検出したｔ_p より、振動センサ８ａ
とペン４の指示位置との距離（ｄ）は、ｄ＝ｎ・λ_p ＋Ｖ_p ・ｔ_p ………… （２）となる。ここで、λ_p は弾性波の波長、ｎは整数であ
る。

【００３５】（１）式と（２）式から整数ｎは、ｎ＝［（Ｖ_g ・ｔ_g −Ｖ_p ・ｔ_p ）／λ_p ＋１／Ｎ］ ………… （３）と表される。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ｔ_g 等の変動であれば、ｎを決定することができ
る。このようにして求めたｎを（２）式に代入すること
で、入力ペン４の指示位置と振動センサ８ａとの間の距
離を精度良く測定することができる。

【００３６】尚、以上説明した回路は振動センサ８ａ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。

【００３７】＜振動子の駆動電圧制御の説明（図６〜図
７）＞図６（ａ）は、駆動電圧が一定のとき、筆圧と入
力ペン４の出力レベルの関係を示す図である。図６
（ａ）が示すように、入力ペン４は、それに対する負荷
が大きければ（即ち、筆圧が大きい）出力レベルが大き
くなるという特徴がある。図６（ｂ）は、本実施例の筆
圧検出回路５で検出される入力ペン４の筆圧と駆動電圧
制御回路２で制御される駆動電圧の関係を示す図であ
る。図６（ｂ）が示すように、筆圧がゼロのとき、即
ち、入力指示が行われていないときには駆動電圧はゼロ
に制御される。一方、筆圧が入力状態であると判断でき
る所定の筆圧αのとき、駆動電圧は最大値となるように
制御される。さらに、筆圧αを越えるときは、図６に示
すような曲線にそって筆圧の上昇に応じて漸次駆動電圧
が減少するように駆動電圧が制御される。

【００３８】従って、本実施例では、図６（ａ）に示し
た筆圧と入力ペン４の出力レベルの関係と、図６（ｂ）
に示した筆圧と駆動電圧の関係とを組み合わせて考えて
みると、筆圧と入力ペン４の出力レベルの関係は図７に
示すようになる。即ち、所定の値α以上の筆圧では、そ
の筆圧の値に係りなく駆動電圧の最大値で設定された出
力レベルの所定の値で一定になるよう、駆動電圧を変化
させるように制御が行われる。なお、駆動電圧の最大値
は、信号波形検出回路９を構成する回路群で決められた
値になるように設定される。

【００３９】このようにして、筆圧に関係なく入力ペン
４の出力レベルは一定となるので、結果として信号波形
検出回路９で検出される検出レベルも、入力ペン４の入
力指示位置と振動センサ８ａ〜８ｄとの間の距離が一定
ならば、筆圧に関係なく一定となる。従って、信号波形
検出回路９では、予め領域Ａの四隅に設けられた各振動
センサに対する最近点と最遠点の入力レベルの範囲内に
検出レベルを設定することで、筆圧の大小による誤検出
を防ぐことができる。

【００４０】＜座標位置算出の説明（図８）＞ここで
は、先に説明した原理に基づいて、入力ペン４の指示位
置Ｐから各々の振動センサ８ａ〜８ｄが設けられた位置
までの直線距離ｄａ〜ｄｄを求める手順について説明す
る。そのため、図８に示すように、振動伝達板６上の４
辺の頂点近傍のＳａ〜Ｓｄの位置に４つの振動センサ８
ａ〜８ｄを設け、Ｓａの点を座標原点とし横方向にｘ軸
を、縦方向にｙ軸をとるような直角座標系を考える。こ
こで、Ｐの座標を（ｘ，ｙ）、Ｓｂ（Ｘ，０）、Ｓｃ
（Ｘ，Ｙ）、Ｓｄ（０，Ｙ）とする。

【００４１】演算制御回路１では、直線距離ｄａ〜ｄｄ
に基づき、入力ペン４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。

【００４２】ｘ＝Ｘ／２＋（ｄａ＋ｄｂ）・（ｄａ−ｄｂ）／２Ｘ ………… （４）ｙ＝Ｙ／２＋（ｄａ＋ｄｂ）・（ｄａ−ｄｂ）／２Ｙ ………… （５）ここで、Ｘ，Ｙはそれぞれ振動センサ８ａ，８ｂ間の距
離、振動センサ８ｃ，８ｄ間の距離である。

【００４３】従って本実施例によれば、入力ペンの軸方
向の筆圧を検知して、筆圧が所定値以下ならば振動子駆
動回路の駆動電圧をゼロに制御し、所定値以上のときは
筆圧の変化に従って駆動電圧を制御し入力ペン４の出力
レベルを一定にするので、入力ペン４が指示する位置の
座標を消費電力を抑えながら高精度で検出することがで
きる。

【００４４】［第２実施例］第１実施例では入力ペン４
の筒状の筺体２５の中心軸に感圧センサを１個配置する
ことにより、入力ペン４の軸方向の筆圧を直接測定する
例について説明したが、本実施例では、入力ペン４の筺
体とペン先が固定されている例について説明する。な
お、本実施例でも入力座標装置本体の構成は第１実施例
で説明したものと同じとしその説明は省略する。

【００４５】図９は本実施例に従う入力ペン４の詳細な
構成を示す断面図である。図９の上部に示されているの
は、線分ｂ−ｂ′を通る平面によって入力ペン４を切断
したときの断面図である。図９において、９１ａ〜９１
ｄはストレインゲージ等の感圧センサであり、隣り合う
センサが中心軸から直角となり、２つのセンサ同士が相
対向するように配置されている。９２は振動子を支持す
る支持体、９３は超音波を発生する振動子、９４はホー
ンである。

【００４６】本実施例では、入力ペン４の中心軸ａ方向
の筆圧を検出するために筆圧検出回路５で感圧センサ９
１ａ〜９１ｄのそれぞれの出力値を演算する。

【００４７】ここで、感圧センサ９１ａの検出値がＡ、
感圧センサ９１ａと相対向する感圧センサ９１ｃの検出
値がＣとすると、この検出値Ａおよび検出値Ｃは各々、
ａ軸方向の圧力と、絶対値が等しく向きの反対な入力ペ
ン５に加わる圧縮力と引張力に対応するａ軸方向以外の
圧力との和にほぼ等しい。従って、感圧センサ９１ａと
９１ｃに加わる圧力に応じた検出値Ａ及びＣは、次のよ
うになる。

【００４８】Ａ（検出値）≒ Ａ１（軸方向の圧力）＋Ａ２（軸
方向以外の圧力）Ｃ（検出値）≒ Ａ１（軸方向の圧力） − Ａ２（軸
方向以外の圧力）ゆえに、ａ軸方向の圧力に応じた検出値は、Ａ＋Ｃ ≒ ２＊Ａ１となる。感圧体９１ｂと９１ｄに関しても同様に計算で
きる。

【００４９】以上のように、各感圧体９１ａ〜９１ｄの
検出値を演算することにより、入力ペン４の軸方向の筆
圧を検出できる。

【００５０】従って本実施例に従えば、筺体とペン先が
固定されているような構造の入力ペンについても、その
入力ペンに設けられた４つの感圧センサから得た検出値
を用いて入力ペンの軸方向以外の圧力を相殺し、軸方向
のみの圧力（筆圧）を検出してより正確な座標検出を行
うことができる。

【００５１】［第３実施例］第１実施例で説明したよう
に、振動センサ８ａ〜８ｄと入力ペン４の指示位置との
間の距離が一定ならば、振動センサ８ａ〜８ｄが検出す
る検出レベルは一定となる。従って、第１実施例では入
力ペン５が発振する振動が振動センサ８ａ〜８ｄに到達
する遅延時間を計時することで入力ペンの指示する座標
を算出した。本実施例では、振動センサ８ａ〜８ｄが検
出する検出レベルを用いて入力ペン４の振動伝達板６上
での入力点を特定する場合について説明する。

【００５２】図１０は入力ペン４の指示位置と振動セン
サ８ａ〜８ｄとの間の距離と振動波形検出回路９で検出
されるセンサ検出レベルとの関係を示す図である。図１
０に示すように、入力ペン５と振動センサ８ａ〜８ｄと
の間の距離とセンサ検出レベルには一定の関係がある。
従って、このセンサ検出レベルと距離の関係に基づい
て、逆に検出レベルを測定することで、距離を求めるこ
とができる。ただし実際には、入力ペン４と振動センサ
８ａ〜８ｄとの間の距離が大きい場合、センサ検出レベ
ルは距離の変化に対してその変化量が小さいので、検出
レベルの変化量の大きい、即ち、入力ペン−センサ間距
離の比較的短いところで使用する。

【００５３】例えば、図１１に示すようなセンサの配置
である場合には、エリア１については、振動センサＳａ
とＳｄ、エリア２については、振動センサＳｂとＳｃを
用いて次のように座標を算出する。

【００５４】エリア１について：ｙ＝Ｙ／２＋（ｄａ＋ｄｄ）・（ｄａ−ｄｄ）／２Ｙ ………… （６）ｘ＝√（ｄａ² −ｙ² ） ………… （７）エリア２について：ｙ＝Ｙ／２＋（ｄｂ＋ｄｃ）・（ｄｂ−ｄｃ）／２Ｙ ………… （８）ｘ＝Ｘ√（ｄｂ² −ｙ² ） ………… （９）従って本実施例に従えば、センサ検出レベルを利用し
て、かつ入力ペン４の入力指示位置に依存して特定の振
動センサの情報を用いて、振動伝達板６上の座標を求め
ることができる。

【００５５】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良いし、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。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、入
力指示手段をボードに圧接する圧力の変化に係らず、そ
の入力指示手段が発生する弾性波の強度が一定となるよ
うに入力指示手段の制御を行い、つねに適切な強度の弾
性波がボードに入力されることになるので、検知手段が
検知する弾性波のレベルも安定する。これによって、よ
り正確に入力座標の検出ができるという効果がある。

【００５７】また、つねに適切な強度の弾性波がボード
に入力され、入力座標の検出に際して、何度も弾性波を
入力する必要がなくなるので、弾性波発生のために余分
な電力を消費しなくとも良いという利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の代表的な実施例である座標入力装置の
構成を示すブロック図である。

【図２】入力ペン４の詳細な構成を模式的に示す図であ
る。

【図３】演算制御回路１の詳細な構成を示すブロック図
である。

【図４】振動波形検出回路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
各種信号のタイムチャートである。

【図５】信号波形検出回路９の詳細な構成を示すブロッ
ク図である。

【図６】筆圧と、入力ペン４の振動子出力レベル及び振
動子の駆動電圧の関係を示す図である。

【図７】筆圧と入力ペン４の出力レベルの関係を示す図
である。

【図８】振動センサの配置図である。

【図９】第２実施例に従う入力ペン４の詳細な構成を示
す断面図である。

【図１０】第３実施例に従う入力ペン−センサ間距離と
振動センサ検出レベルの関係を示す図である。

【図１１】第３実施例に従う振動センサの配置図であ
る。

【符号の説明】

１演算制御回路２駆動電圧制御回路３振動子駆動回路４入力ペン５筆圧検出回路６振動伝達板７防振材８ａ〜８ｄ振動センサ９信号波形検出回路１０ディスプレイ駆動回路１１ＬＣＤ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (72)発明者時岡正樹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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ボード上の任意の点の座標を検出する座
標入力装置であって、弾性波を発生し、前記ボードの任意の点に圧接して前記
弾性波を前記ボードに入力して入力指示を行う入力指示
手段と、前記入力指示手段によって入力した弾性波を検知する検
知手段と、前記検知手段によって検知された弾性波に基づいて、前
記ボード上の入力指示点の座標を算出する算出手段と、前記入力指示手段を前記ボードに圧接する圧力の変化に
係らず前記入力指示手段が発生する弾性波の強度が一定
となるように前記入力指示手段を制御する制御手段とを
有することを特徴とする座標入力装置。
【請求項２】前記入力指示手段は、円筒状の匡体に実
装され、前記入力指示手段は、前記入力指示手段が前記ボードに
圧接したとき、前記円筒状の匡体の中心軸方向にかかる
圧力を検出する圧力検出手段を有し、前記制御手段は、前記圧力検出手段によって検出される
圧力に基づいて、前記入力指示手段が前記ボードに圧接
したとき、前記圧力の変化をとらえることを特徴とする
請求項１に記載の座標入力装置。
【請求項３】前記入力指示手段は、円筒状の匡体に実
装され、前記入力指示手段は、前記匡体の内周面にそって設けら
れた、前記入力指示手段を前記ボードに圧接したときの
圧力を検出する複数の圧力検出手段を有し、前記制御手段は、前記圧力検出手段によって検出される
圧力に基づいて、前記入力指示手段が前記ボードに圧接
したとき、前記圧力の変化をとらえることを特徴とする
請求項１に記載の座標入力装置。
【請求項４】前記算出手段は、前記入力指示手段が弾
性波を発生したときの時刻と、前記検知手段が前記弾性
波を検知したときの時刻とに基づいて、前記入力指示点
の座標を算出することを特徴とする請求項１に記載の座
標入力装置。
【請求項５】前記算出手段は、前記検知手段によって
検知された弾性波の振幅に基づいて、前記ボード上の入
力指示点の座標を算出することを特徴とする請求項１に
記載の座標入力装置。