JPH07209097A - 温度移相回路及び座標入力装置 - Google Patents
温度移相回路及び座標入力装置Info
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- JPH07209097A JPH07209097A JP155594A JP155594A JPH07209097A JP H07209097 A JPH07209097 A JP H07209097A JP 155594 A JP155594 A JP 155594A JP 155594 A JP155594 A JP 155594A JP H07209097 A JPH07209097 A JP H07209097A
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- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/043—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using propagating acoustic waves
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- User Interface Of Digital Computer (AREA)
- Control Of Temperature (AREA)
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】入力信号の位相を温度に応じて変え、温度によ
る位相ずれを補正する。 【構成】移相部１０１は、同じ温度特性を持つ２つサー
ミスタと、同じ容量の２つのコンデンサをブリッジ状に
接続して成る。入力Ｅinに対して、出力Ｅoutは、その
増幅率が１であり、その位相が、tan-1[(ー2ωCR)/±(1ー
(ωCR)2)]だけずれる。ここでＲは温度に応じて指数関
数的に変動する値である。そのため、温度に応じて出力
信号の位相をずらすことができる。また、この回路を超
音波振動を利用した座標入力装置に応用し、温度の変動
による振動の位相のずれを補正し、温度に対して安定し
た座標入力を可能とすることができる。
る位相ずれを補正する。 【構成】移相部１０１は、同じ温度特性を持つ２つサー
ミスタと、同じ容量の２つのコンデンサをブリッジ状に
接続して成る。入力Ｅinに対して、出力Ｅoutは、その
増幅率が１であり、その位相が、tan-1[(ー2ωCR)/±(1ー
(ωCR)2)]だけずれる。ここでＲは温度に応じて指数関
数的に変動する値である。そのため、温度に応じて出力
信号の位相をずらすことができる。また、この回路を超
音波振動を利用した座標入力装置に応用し、温度の変動
による振動の位相のずれを補正し、温度に対して安定し
た座標入力を可能とすることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、温度変化のあ
る環境下において、信号の位相あるいは時間データなど
を温度補償するための温度移相回路、および、それを用
いた超音波による座標入力装置に関するものである。
る環境下において、信号の位相あるいは時間データなど
を温度補償するための温度移相回路、および、それを用
いた超音波による座標入力装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】通常、温度変化の影響を受ける各種電子
機器における対策は以下の通り分類される。
機器における対策は以下の通り分類される。
【０００３】（１）センサ等の電子デバイスの特性の温
度変化が問題となる場合、温度を測定し、得られたデー
タに対し測定温度に応じて補正処理する。特に、高精度
が要求される場合は、電子デバイスの温度を一定に管理
する温度制御機構を設ける。
度変化が問題となる場合、温度を測定し、得られたデー
タに対し測定温度に応じて補正処理する。特に、高精度
が要求される場合は、電子デバイスの温度を一定に管理
する温度制御機構を設ける。
【０００４】（２）電子回路、主に半導体素子の特性の
温度変化が問題となる場合、まず１つ目は、帰還ループ
を回路内に設け、一定の出力振幅が得られるように帰還
制御を行う方法である。２つ目は、温度補償用受動素子
（代表的なものは、温度補償用セラミックコンデンサ）
の温度に対する逆特性を生かして、半導体素子の特性の
温度変化を相殺する方法である。前者は、増幅器のゲイ
ンの安定化や発振器の発振周波数の安定化のために用い
られるのが常であり、後者は、前者と同じ目的で精度を
あまり必要としない場合に用いられるのが一般的であ
る。
温度変化が問題となる場合、まず１つ目は、帰還ループ
を回路内に設け、一定の出力振幅が得られるように帰還
制御を行う方法である。２つ目は、温度補償用受動素子
（代表的なものは、温度補償用セラミックコンデンサ）
の温度に対する逆特性を生かして、半導体素子の特性の
温度変化を相殺する方法である。前者は、増幅器のゲイ
ンの安定化や発振器の発振周波数の安定化のために用い
られるのが常であり、後者は、前者と同じ目的で精度を
あまり必要としない場合に用いられるのが一般的であ
る。
【０００５】次に、温度変化の影響を受ける装置とし
て、超音波方式の座標入力装置について述べる。図２
は、超音波方式の座標入力装置の概略の構成を示すブロ
ック図である。
て、超音波方式の座標入力装置について述べる。図２
は、超音波方式の座標入力装置の概略の構成を示すブロ
ック図である。
【０００６】図中、１は装置全体を制御するとともに座
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内の振動子４を駆動するもの
である。振動子駆動回路２には、演算制御回路１から駆
動信号が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。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による入力は、この振動
伝達板８上をタッチすることで行う。
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内の振動子４を駆動するもの
である。振動子駆動回路２には、演算制御回路１から駆
動信号が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。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による入力は、この振動
伝達板８上をタッチすることで行う。
【０００７】つまり、図中に実線で示す符号Ａの領域
（有効エリア）内を振動ペン３で接触指示することで、
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振動センサ６ａ〜６ｄで検出す
る。検出された振動が振動センサ６で電気信号に変換さ
れ、信号波形検出回路９により波形処理することで、振
動の各振動センサ６ａ〜６ｄへのそれぞれの到達タイミ
ングを抽出する。駆動信号の駆動タイミングから振動の
到達タイミングまでの時間長から、予め求めておいた時
間オフセット分を減算した値を、振動が振動伝達板８上
を伝播するのにかかった振動伝播時間として演算処理を
行い、振動ペン３の指示点より各振動センサ６ａ〜６ｄ
までの距離を算出する。求めた複数以上のペン＝センサ
間距離より、三角測量と同様な手法で座標位置を算出す
ることができるようにしたものである。
（有効エリア）内を振動ペン３で接触指示することで、
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振動センサ６ａ〜６ｄで検出す
る。検出された振動が振動センサ６で電気信号に変換さ
れ、信号波形検出回路９により波形処理することで、振
動の各振動センサ６ａ〜６ｄへのそれぞれの到達タイミ
ングを抽出する。駆動信号の駆動タイミングから振動の
到達タイミングまでの時間長から、予め求めておいた時
間オフセット分を減算した値を、振動が振動伝達板８上
を伝播するのにかかった振動伝播時間として演算処理を
行い、振動ペン３の指示点より各振動センサ６ａ〜６ｄ
までの距離を算出する。求めた複数以上のペン＝センサ
間距離より、三角測量と同様な手法で座標位置を算出す
ることができるようにしたものである。
【０００８】前記、あらかじめ求めておいた時間オフセ
ット分とは、振動ペン３のペン先５を振動が伝播するの
に必要な時間等のように、全ての振動センサ６ａ〜６ｄ
に同じ量のオフセットとして寄与するものと、信号波形
検出回路９内で発生する回路遅延や振動センサ６ａ〜６
ｄの応答時間等の様に、振動センサ６ａ〜６ｄの個々で
異なったオフセット量となるものの和のことで、実際の
振動伝播時間に関係せず存在する時間である。
ット分とは、振動ペン３のペン先５を振動が伝播するの
に必要な時間等のように、全ての振動センサ６ａ〜６ｄ
に同じ量のオフセットとして寄与するものと、信号波形
検出回路９内で発生する回路遅延や振動センサ６ａ〜６
ｄの応答時間等の様に、振動センサ６ａ〜６ｄの個々で
異なったオフセット量となるものの和のことで、実際の
振動伝播時間に関係せず存在する時間である。
【０００９】伝播してきた振動が振動伝達板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の外周部には防振材７が設けら
れている。演算制御回路１は、信号波形検出回路９で抽
出された振動伝達タイミングより座標算出処理を行うと
ともに、ディスプレイ駆動回路１０に座標データの出力
を行い、液晶表示器等のディスプレイ１１に表示され
る。ディスプレイ１１は、振動伝達板８の背後に配置し
ており、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）を透かして見る
ことが可能になっている。
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の外周部には防振材７が設けら
れている。演算制御回路１は、信号波形検出回路９で抽
出された振動伝達タイミングより座標算出処理を行うと
ともに、ディスプレイ駆動回路１０に座標データの出力
を行い、液晶表示器等のディスプレイ１１に表示され
る。ディスプレイ１１は、振動伝達板８の背後に配置し
ており、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）を透かして見る
ことが可能になっている。
【００１０】ここで、装置の周囲温度が変化すると、駆
動タイミングから到達タイミングまでの時間長が変化
し、座標を誤って算出，出力する問題が存在する。その
主な要因は次の通りである。
動タイミングから到達タイミングまでの時間長が変化
し、座標を誤って算出，出力する問題が存在する。その
主な要因は次の通りである。
【００１１】ａ）振動ペン３の温度変化により、ペン先
５内を振動が伝播する時間が変化し、前記あらかじめ求
めておいた時間オフセット分に相当する時間が変化す
る。ペン先５は、振動ペン３の操作感覚、すなわち書き
味等を考慮してポリアミドイミド系プラスチック等を使
用しているが、温度に対して材料中の音速が大きく変化
するためと考えられる。
５内を振動が伝播する時間が変化し、前記あらかじめ求
めておいた時間オフセット分に相当する時間が変化す
る。ペン先５は、振動ペン３の操作感覚、すなわち書き
味等を考慮してポリアミドイミド系プラスチック等を使
用しているが、温度に対して材料中の音速が大きく変化
するためと考えられる。
【００１２】ｂ）振動ペン３の温度変化により、振動ペ
ン３中で発生する振動の周波数が変化する。振動伝達板
８中を伝播する振動は板波であるため、その伝播速度は
周波数に応じて変化する。そのために、振動の伝播時間
自体が変化してしまう。
ン３中で発生する振動の周波数が変化する。振動伝達板
８中を伝播する振動は板波であるため、その伝播速度は
周波数に応じて変化する。そのために、振動の伝播時間
自体が変化してしまう。
【００１３】ｃ）信号波形検出回路９の温度変化に対
し、回路による時間遅延量が変化する。これは、回路内
の半導体素子のスイッチングスピードが温度により大幅
に変化してしまう特性に起因している。振動の周波数に
対し、あらかじめ前記スイッチング・スピードを２桁以
上高い半導体素子を用いていれば、性能の温度変化は抑
えられるが、コスト面を考慮するとこの問題を犠牲にす
ることになる。
し、回路による時間遅延量が変化する。これは、回路内
の半導体素子のスイッチングスピードが温度により大幅
に変化してしまう特性に起因している。振動の周波数に
対し、あらかじめ前記スイッチング・スピードを２桁以
上高い半導体素子を用いていれば、性能の温度変化は抑
えられるが、コスト面を考慮するとこの問題を犠牲にす
ることになる。
【００１４】以上、３点の他に、振動伝達板８の温度変
化による伝播速度変化（周波数が同じ振動でも）や、セ
ンサの応答特性の変化などが考えられるが、上記３点に
比べて、桁違いに小さいと考えられる。
化による伝播速度変化（周波数が同じ振動でも）や、セ
ンサの応答特性の変化などが考えられるが、上記３点に
比べて、桁違いに小さいと考えられる。
【００１５】上記３点の要因による到達タイミングの変
化は、いずれも同一方向の変化、すなわち、温度が上が
ると到達タイミングが遅れ、温度が下がると到達タイミ
ングが早まる結果となって現れる。振動ペン３で発生す
る振動が周波数で５００ＫHz程度の時、０〜４０℃の範
囲で到達タイミングは約４５０ｎｓ程度変化する。振動
ペン３と振動センサ６との距離が同じならば、この到達
タイミングは温度に対して線形に増加することが特徴で
ある。４５０ｎｓとは、振動の約１／４周期に相当する
値であるため、無視できないほど大きい。ここで、４５
０ｎｓの数字をあげたが、装置の使用目的にあわせ、振
動周波数やペン形状等を変えるとこの値も変化するの
で、この数字はあくまで参考値にすぎない。
化は、いずれも同一方向の変化、すなわち、温度が上が
ると到達タイミングが遅れ、温度が下がると到達タイミ
ングが早まる結果となって現れる。振動ペン３で発生す
る振動が周波数で５００ＫHz程度の時、０〜４０℃の範
囲で到達タイミングは約４５０ｎｓ程度変化する。振動
ペン３と振動センサ６との距離が同じならば、この到達
タイミングは温度に対して線形に増加することが特徴で
ある。４５０ｎｓとは、振動の約１／４周期に相当する
値であるため、無視できないほど大きい。ここで、４５
０ｎｓの数字をあげたが、装置の使用目的にあわせ、振
動周波数やペン形状等を変えるとこの値も変化するの
で、この数字はあくまで参考値にすぎない。
【００１６】ａ），ｂ），ｃ）の要因の内、座標算出上
最も大きな要因と考えられるのが、ａ）のペン先５内で
の振動伝播時間変化であり、値の上でも４５０ｎｓの半
分以上を占めている。本来、プラスチックは金属等に比
べて音速が小さいため、同じ伝播長で、温度変化による
伝播時間の変化の絶対量が大きい。よって、現在ペン先
５の長さを極力抑えた構成にしているが、依然、上記程
度の伝播時間差が生じてしまう。
最も大きな要因と考えられるのが、ａ）のペン先５内で
の振動伝播時間変化であり、値の上でも４５０ｎｓの半
分以上を占めている。本来、プラスチックは金属等に比
べて音速が小さいため、同じ伝播長で、温度変化による
伝播時間の変化の絶対量が大きい。よって、現在ペン先
５の長さを極力抑えた構成にしているが、依然、上記程
度の伝播時間差が生じてしまう。
【００１７】この伝播時間差の解消方法として、 α）周囲温度が変化しても、既知の入力点を指示するこ
とで、予め求めておいた時間オフセット分を新しい値に
更新し、そのオフセットで遅延時間を補正する。
とで、予め求めておいた時間オフセット分を新しい値に
更新し、そのオフセットで遅延時間を補正する。
【００１８】β）座標算出に必要なセンサ数より１個以
上多い振動センサを配設し、全ての振動センサの到達タ
イミングに同じ量だけ含まれる時間オフセット分の変化
分を求めた上で、距離及び座標算出処理を行う。
上多い振動センサを配設し、全ての振動センサの到達タ
イミングに同じ量だけ含まれる時間オフセット分の変化
分を求めた上で、距離及び座標算出処理を行う。
【００１９】このような方法で温度変化に対する対策が
為され、振動ペン３（電気音響変換素子）の物理的特性
の変化量が装置の機能自体を左右しないよう構成されて
いた。
為され、振動ペン３（電気音響変換素子）の物理的特性
の変化量が装置の機能自体を左右しないよう構成されて
いた。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように、環境温度の影響化にある電子機器に施された従
来の対策では次のような欠点があった。
ように、環境温度の影響化にある電子機器に施された従
来の対策では次のような欠点があった。
【００２１】１）センサ等の電子デバイスの特性を補償
するには、温度センサ等により温度を測定し補正処理す
るための大型の演算制御システムか、温度を一定に保つ
大型の温度制御システムが必要となり、いずれにしても
装置自体が大型で高価なものになる。
するには、温度センサ等により温度を測定し補正処理す
るための大型の演算制御システムか、温度を一定に保つ
大型の温度制御システムが必要となり、いずれにしても
装置自体が大型で高価なものになる。
【００２２】２）従来の温度補償回路は、回路ゲインあ
るいは発振周波数を一定に保ったり、温度に対して線形
に変化させる目的で使用されており、信号の移相あるい
は信号の検出タイミングを補償することは不可能であ
る。
るいは発振周波数を一定に保ったり、温度に対して線形
に変化させる目的で使用されており、信号の移相あるい
は信号の検出タイミングを補償することは不可能であ
る。
【００２３】また、使用される温度補償用セラミックコ
ンデンサは、高精度なタイプでも±５％の性能幅を持つ
ために、選別せずに、すなわち低コストで補償回路を構
成すると特性バラツキの要因となり、かつ、温度係数が
最大でも数百ｐｐｍ／℃と決して大きくないため、温度
補償できる性能幅も限られてしまう。
ンデンサは、高精度なタイプでも±５％の性能幅を持つ
ために、選別せずに、すなわち低コストで補償回路を構
成すると特性バラツキの要因となり、かつ、温度係数が
最大でも数百ｐｐｍ／℃と決して大きくないため、温度
補償できる性能幅も限られてしまう。
【００２４】さらに、超音波方式の座標入力装置におけ
る従来例では、次のような欠点があった。
る従来例では、次のような欠点があった。
【００２５】１）上記α）の構成においては、装置の使
用者が度々既知の入力点を指示する必要が生じ、使用が
煩雑となり煩わしい。また、既知の入力点を使用者の手
により指示するため、座標算出精度も低下する。
用者が度々既知の入力点を指示する必要が生じ、使用が
煩雑となり煩わしい。また、既知の入力点を使用者の手
により指示するため、座標算出精度も低下する。
【００２６】２）β）の構成においては、構成上必ず１
個以上センサが多く必要となりコストの上昇につなが
る。さらに、時間オフセット分の変化量を算出する際に
使用する到達タイミングには、回路ノイズ等の誤差が含
まれているため求めた時間オフセット分の変化量にも算
出誤差が生じ、α）と同様、座標算出精度の低下が生じ
る。
個以上センサが多く必要となりコストの上昇につなが
る。さらに、時間オフセット分の変化量を算出する際に
使用する到達タイミングには、回路ノイズ等の誤差が含
まれているため求めた時間オフセット分の変化量にも算
出誤差が生じ、α）と同様、座標算出精度の低下が生じ
る。
【００２７】本発明は上記従来例に鑑みて成されたもの
で、簡単な構成で温度変化による位相のずれを補正する
温度移相回路および温度変化に対して安定した座標入力
を行なえる座標入力装置を提供することを目的とする。
で、簡単な構成で温度変化による位相のずれを補正する
温度移相回路および温度変化に対して安定した座標入力
を行なえる座標入力装置を提供することを目的とする。
【００２８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の温度移相回路は次のような構成から成る。
すなわち、周囲の温度に応じて入力信号の位相をずらし
た出力信号を出力する温度移相回路であって、温度変化
に対して抵抗値が変化する感温抵抗部とコンデンサとを
交互にブリッジ状に接続する。
に、本発明の温度移相回路は次のような構成から成る。
すなわち、周囲の温度に応じて入力信号の位相をずらし
た出力信号を出力する温度移相回路であって、温度変化
に対して抵抗値が変化する感温抵抗部とコンデンサとを
交互にブリッジ状に接続する。
【００２９】また、本発明の座標入力装置は次のような
構成から成る。すなわち、振動伝達部材に入力された振
動の入力点を入力座標とする座標入力装置であって、振
動を発生する振動発生手段と、該振動発生手段に発生
し、前記振動伝達部材に入力されて伝達する振動を検知
する検知手段と、該検知手段により検知された振動に基
づいて信号を生成する生成手段と、該生成手段により生
成された信号の位相を、温度に応じて変える移相手段
と、該移相手段により位相を変えられた信号に基づい
て、前記振動発生手段により発生された振動が、前記検
知手段により検知されるまでの時間を測定手段と、該測
定手段により測定された時間に基づいて、前記振動発生
手段により前記振動伝達板に振動が入力された位置の座
標を算出する座標算出手段とを備える。
構成から成る。すなわち、振動伝達部材に入力された振
動の入力点を入力座標とする座標入力装置であって、振
動を発生する振動発生手段と、該振動発生手段に発生
し、前記振動伝達部材に入力されて伝達する振動を検知
する検知手段と、該検知手段により検知された振動に基
づいて信号を生成する生成手段と、該生成手段により生
成された信号の位相を、温度に応じて変える移相手段
と、該移相手段により位相を変えられた信号に基づい
て、前記振動発生手段により発生された振動が、前記検
知手段により検知されるまでの時間を測定手段と、該測
定手段により測定された時間に基づいて、前記振動発生
手段により前記振動伝達板に振動が入力された位置の座
標を算出する座標算出手段とを備える。
【００３０】
【作用】上記構成により、本発明の温度移相回路では、
信号を感温抵抗部とコンデンサとを交互にブリッジ状に
接続した温度移相回路に入力すると、出力は変わらず、
温度に応じて位相が変わった信号が出力される。
信号を感温抵抗部とコンデンサとを交互にブリッジ状に
接続した温度移相回路に入力すると、出力は変わらず、
温度に応じて位相が変わった信号が出力される。
【００３１】また、本発明の座標入力装置では、入力さ
れた振動から生成した信号の位相を温度に応じて変え、
その信号に基づいて入力点の座標位置を検出するため、
温度による信号の位相ずれに起因する座標位置の誤りが
ない。
れた振動から生成した信号の位相を温度に応じて変え、
その信号に基づいて入力点の座標位置を検出するため、
温度による信号の位相ずれに起因する座標位置の誤りが
ない。
【００３２】
【第１実施例】図１（ａ）は、本発明の実施例である温
度移相回路の構成を示す。破線で囲まれた部分が、位相
を移動せしめる移相部であり、図１（ｂ）でその動作を
説明している。ブリッジ型に構成された２組のＲＣ素子
は、その並び順を逆にして組み合せる。Ｒと表示されて
いるのはサーミスタで、Ｃはコンデンサである。２組の
ＲとＣの特性は、それぞれ略等しいもので構成する。本
実施例ではサーミスタを使用しているが、温度に対し抵
抗値が変化する感温抵抗素子であれば他のものでも良
い。例えば金属皮膜抵抗素子の中でも、皮膜を選べば温
度特性を持つ。
度移相回路の構成を示す。破線で囲まれた部分が、位相
を移動せしめる移相部であり、図１（ｂ）でその動作を
説明している。ブリッジ型に構成された２組のＲＣ素子
は、その並び順を逆にして組み合せる。Ｒと表示されて
いるのはサーミスタで、Ｃはコンデンサである。２組の
ＲとＣの特性は、それぞれ略等しいもので構成する。本
実施例ではサーミスタを使用しているが、温度に対し抵
抗値が変化する感温抵抗素子であれば他のものでも良
い。例えば金属皮膜抵抗素子の中でも、皮膜を選べば温
度特性を持つ。
【００３３】図１（ａ）の移相部の出力インピーダンス
は、周波数に応じて大きく変化してしまうので、図１
（ａ）右半分は入力インピーダンスの大きいインスツル
メンテーション・アンプを構成している。ただし、入力
インピーダンスが大きい同一利得の差動増幅器であれ
ば、トランジスタやＦＥＴで構成しても良い。
は、周波数に応じて大きく変化してしまうので、図１
（ａ）右半分は入力インピーダンスの大きいインスツル
メンテーション・アンプを構成している。ただし、入力
インピーダンスが大きい同一利得の差動増幅器であれ
ば、トランジスタやＦＥＴで構成しても良い。
【００３４】図１（ｂ）で示すように、移相部の入出力
特性は次式で表せる。
特性は次式で表せる。
【００３５】 ｜Ｅｏｕｔ／Ｅｉｎ｜ ＝（（ωＣＲ）2＋１）／（（ωＣＲ）2＋１）＝１ …（１） θ＝ｔａｎ-1［−２ωＣＲ／±｛１−（ωＣＲ）2｝］ …（２） ここでθはＥｉｎからみたＥｏｕｔの位相差であり、ω
は角周波数で、Ｅｉｎの周波数がｆのときω＝２πｆと
なる。ＣとＲは、それぞれコンデンサの電気容量値、サ
ーミスタの抵抗値である。（２）式の分母の±符号は、
Ｅｏｕｔの２つの端子の正負の取り方により符号が逆転
する。図１（ａ）の構成では、符号は＋となり、ｏｕｔ
端子には、ｉｎ端子により位相が０〜−１８０°の範囲
で進んだ出力が得られる。
は角周波数で、Ｅｉｎの周波数がｆのときω＝２πｆと
なる。ＣとＲは、それぞれコンデンサの電気容量値、サ
ーミスタの抵抗値である。（２）式の分母の±符号は、
Ｅｏｕｔの２つの端子の正負の取り方により符号が逆転
する。図１（ａ）の構成では、符号は＋となり、ｏｕｔ
端子には、ｉｎ端子により位相が０〜−１８０°の範囲
で進んだ出力が得られる。
【００３６】（１）式で示すように、図１（ａ）の右半
分＝差動増幅部の入力電圧範囲が入力信号に対して充分
に大きい時、波形変形のない同一振幅の信号が得られ
る。（２）式から解るように、出力／入力位相変化量
は、ω＝一定、Ｃ＝一定の条件でＲの値によって一義的
に決定する。
分＝差動増幅部の入力電圧範囲が入力信号に対して充分
に大きい時、波形変形のない同一振幅の信号が得られ
る。（２）式から解るように、出力／入力位相変化量
は、ω＝一定、Ｃ＝一定の条件でＲの値によって一義的
に決定する。
【００３７】ここで、サーミスタの対温度抵抗値の特性
の一般的な例について説明する。基準温度を装置の使用
環境温度範囲の中間の温度として、基準温度でのサーミ
スタの抵抗値をＲｏとすると、サーミスタのある温度で
の抵抗値は次式で表すことができる。
の一般的な例について説明する。基準温度を装置の使用
環境温度範囲の中間の温度として、基準温度でのサーミ
スタの抵抗値をＲｏとすると、サーミスタのある温度で
の抵抗値は次式で表すことができる。
【００３８】 Ｒ＝Ｒ0×ｅｘｐ｛Ｂ×（１／Ｔ−１／Ｔ0）｝ …（３） Ｔ，Ｔ0はそれぞれ絶対温度での使用温度値，基準温度
で、ＢはＢ定数と呼ばれる素子によって異なる定数値で
数千程度の大きさで、ＮＴＣサーミスタでプラス、ＰＴ
Ｃサーミスタでマイナスの符号を持つ。（３）式で解る
ように、サーミスタの抵抗値は温度に関して指数関数的
に減少あるいは増加する。
で、ＢはＢ定数と呼ばれる素子によって異なる定数値で
数千程度の大きさで、ＮＴＣサーミスタでプラス、ＰＴ
Ｃサーミスタでマイナスの符号を持つ。（３）式で解る
ように、サーミスタの抵抗値は温度に関して指数関数的
に減少あるいは増加する。
【００３９】図３に、Ｂ定数＝３９２０、２５℃での抵
抗値２．５ＫΩのＮＴＣサーミスタを用いて構成した移
相回路の特性の測定結果を示す。回路の使用環境温度範
囲＝０〜４５℃で基準抵抗値（Ｔ＝２０℃＝２９３Ｋ）
＝３．１３ＫΩとなり。Ｃ＝１２０ｐＦのコンデンサを
用い、１組のＣＲによって決まる時定数τ＝ＣＲ＝３７
５ｎｓｅｃ．、遮断周波数ｆｃ＝１／（２πτ）＝４２
４ＫHzとした。これは、ｆ＝５００ＫHzの入力信号周波
数に略等しくなるようにした。図３の縦軸は出力／入力
信号位相変化量を時間で表現したもので、図中の黒点は
各温度での出力／入力時間変化量の実測値をプロットし
たもので、破線は実測値を最小２乗法で近似した直線で
ある。図からも明らかなように温度に対して時間＝位相
が線形に変化する移相回路が実現した。
抗値２．５ＫΩのＮＴＣサーミスタを用いて構成した移
相回路の特性の測定結果を示す。回路の使用環境温度範
囲＝０〜４５℃で基準抵抗値（Ｔ＝２０℃＝２９３Ｋ）
＝３．１３ＫΩとなり。Ｃ＝１２０ｐＦのコンデンサを
用い、１組のＣＲによって決まる時定数τ＝ＣＲ＝３７
５ｎｓｅｃ．、遮断周波数ｆｃ＝１／（２πτ）＝４２
４ＫHzとした。これは、ｆ＝５００ＫHzの入力信号周波
数に略等しくなるようにした。図３の縦軸は出力／入力
信号位相変化量を時間で表現したもので、図中の黒点は
各温度での出力／入力時間変化量の実測値をプロットし
たもので、破線は実測値を最小２乗法で近似した直線で
ある。図からも明らかなように温度に対して時間＝位相
が線形に変化する移相回路が実現した。
【００４０】温度に対して線形な移相特性（図中では時
間量で表している）が得られたことは、自然界の物理現
象の温度特性の多くが線形関係にほぼ近似できることか
ら考えて、温度補償を目的とする場合有利であり、か
つ、基本回路として用いれば応用設計もしやすいという
利点がある。
間量で表している）が得られたことは、自然界の物理現
象の温度特性の多くが線形関係にほぼ近似できることか
ら考えて、温度補償を目的とする場合有利であり、か
つ、基本回路として用いれば応用設計もしやすいという
利点がある。
【００４１】図４に、入力信号周波数ｆ＝７０ＫHz、Ｃ
＝４３ｐＦ（ｆｃ＝１４８１ｋHz）のコンデンサを使用
し、ｆとｆｃを大きくずらした時の同様の特性を示す。
ｆとｆｃがずれると、温度−移相量の線形関係がくず
れ、ずれ量が大きくなるほど変化量が小さく（高温で）
勾配が緩やかになる。移相回路の必要な位相変化特性に
合わせて、図３と図４の特性を使い分けても良い。
＝４３ｐＦ（ｆｃ＝１４８１ｋHz）のコンデンサを使用
し、ｆとｆｃを大きくずらした時の同様の特性を示す。
ｆとｆｃがずれると、温度−移相量の線形関係がくず
れ、ずれ量が大きくなるほど変化量が小さく（高温で）
勾配が緩やかになる。移相回路の必要な位相変化特性に
合わせて、図３と図４の特性を使い分けても良い。
【００４２】［第１実施例の変形例］図５に、図１の移
相回路と異なる構成の移相回路の回路図を示す。コンデ
ンサと対となる感温抵抗器部を、サーミスタ（他の感温
抵抗素子でも良い）と固定抵抗素子とを組み合わせて構
成する。
相回路と異なる構成の移相回路の回路図を示す。コンデ
ンサと対となる感温抵抗器部を、サーミスタ（他の感温
抵抗素子でも良い）と固定抵抗素子とを組み合わせて構
成する。
【００４３】サーミスタのＢ定数は数千程度の大きさし
かないために、必要な移相＝時間変化量が大きすぎた
り、或は、小さすぎたりした場合や、入力信号周波数が
極端に高い、或は、低い場合は、図１の単純な構成では
必要な特性が得られるサーミスタが存在しない。図５の
移相回路は、ｆｃ＝６．１ＫHz（Ｔ＝２０℃）である
が、入力信号周波数ｆ＝６０ＫHzとした場合の出力／入
力温度移相特性を図６に示す。図６から解るように、固
定抵抗素子と感温抵抗素子を適当に組み合わせること
で、同じサーミスタを使用して、入力信号周波数が変っ
ても同じ線形な温度−時間変化量特性が得られる。ただ
し、入力信号周波数が異なるため、移相量で見れば同じ
特性とは言えない。本実施例では、直列に固定抵抗素子
を接続したが、並列接続などでも良いことは言うまでも
ない。
かないために、必要な移相＝時間変化量が大きすぎた
り、或は、小さすぎたりした場合や、入力信号周波数が
極端に高い、或は、低い場合は、図１の単純な構成では
必要な特性が得られるサーミスタが存在しない。図５の
移相回路は、ｆｃ＝６．１ＫHz（Ｔ＝２０℃）である
が、入力信号周波数ｆ＝６０ＫHzとした場合の出力／入
力温度移相特性を図６に示す。図６から解るように、固
定抵抗素子と感温抵抗素子を適当に組み合わせること
で、同じサーミスタを使用して、入力信号周波数が変っ
ても同じ線形な温度−時間変化量特性が得られる。ただ
し、入力信号周波数が異なるため、移相量で見れば同じ
特性とは言えない。本実施例では、直列に固定抵抗素子
を接続したが、並列接続などでも良いことは言うまでも
ない。
【００４４】図７に、もう１つの移相回路の回路図を示
す。必要な移相変化絶対量が充分には得られない場合、
図７に示すように図１（ｂ）の移相部を２段結合するこ
とで、移相量を２倍にすることができる。ｎ段結合すれ
ばｎ倍となるし、異なる移相量の移相部を複数種用意し
組み合せることで、所望の変化量を得ることができ、設
計が容易となることは自明である。
す。必要な移相変化絶対量が充分には得られない場合、
図７に示すように図１（ｂ）の移相部を２段結合するこ
とで、移相量を２倍にすることができる。ｎ段結合すれ
ばｎ倍となるし、異なる移相量の移相部を複数種用意し
組み合せることで、所望の変化量を得ることができ、設
計が容易となることは自明である。
【００４５】以上説明したように、本実施例の移相回路
は、少ない素子で小型に構成できると共に、素子を適当
に選ぶことで、あるいは移相回路を多段接続すること
で、必要な温度移相量を自由に設計でき、応用できる範
囲が広いという効果がある。また、素子の選択次第で、
温度−移相量の変化特性を線形にも設計できるし、非線
形になるよう設計することもできる。
は、少ない素子で小型に構成できると共に、素子を適当
に選ぶことで、あるいは移相回路を多段接続すること
で、必要な温度移相量を自由に設計でき、応用できる範
囲が広いという効果がある。また、素子の選択次第で、
温度−移相量の変化特性を線形にも設計できるし、非線
形になるよう設計することもできる。
【００４６】
【第２実施例】次に、超音波を用いた座標入力装置似付
いて図８を使って説明する。図８は、本発明による超音
波方式の座標入力装置の実施例を示すブロック図であ
る。図２の従来技術に対して大きく異なるのは、信号波
形検出回路９内に移相回路１１を設けたことである。
いて図８を使って説明する。図８は、本発明による超音
波方式の座標入力装置の実施例を示すブロック図であ
る。図２の従来技術に対して大きく異なるのは、信号波
形検出回路９内に移相回路１１を設けたことである。
【００４７】図９は、信号波形検出回路９の構成を示す
ブロック図である。本実施例は、振動伝達板８中を伝播
する板波を利用して振動の群遅延到達時間及び移相遅延
到達時間の２つの振動伝播時間を計測し、高精度に座標
演算出力を可能せしめた原理を利用した構成となってい
る。
ブロック図である。本実施例は、振動伝達板８中を伝播
する板波を利用して振動の群遅延到達時間及び移相遅延
到達時間の２つの振動伝播時間を計測し、高精度に座標
演算出力を可能せしめた原理を利用した構成となってい
る。
【００４８】図１０は信号波形検出回路９の動作を説明
するための波形図である。ただし、図１０では移相回路
の動作については省略してあり、後で詳述する。ここで
は１つの振動センサ、図８の振動センサ６ａの場合につ
いて、図９，図１０を用いて説明するが、その他の振動
センサ６ｂ〜６ｄについても全く同じである。
するための波形図である。ただし、図１０では移相回路
の動作については省略してあり、後で詳述する。ここで
は１つの振動センサ、図８の振動センサ６ａの場合につ
いて、図９，図１０を用いて説明するが、その他の振動
センサ６ｂ〜６ｄについても全く同じである。
【００４９】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への駆動信号と同時に開始される
が、このとき、演算制御回路１から駆動信号４１が送ら
れる。この信号４１により、振動ペン３で発生した振動
は、振動センサ６ａ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６ａで検出される。振動を振動セ
ンサ６ａで検出した信号を前置増幅器３１により増幅し
検出信号波形４２が得られる。この実施例で用いられる
振動は板波であるため、振動伝達板８内での伝播距離に
対して検出波形中の包絡線（以下、エンベロープ）と移
相との相対関係は変化する。そこで、群遅延時間ｔｇと
移相遅延時間ｔｐを検出して、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とｔｐの測定のための信号
４７及び４９が最終的には信号波形検出回路９より出力
される。以下、そこまでのプロセスを順に説明する。
は、振動子駆動回路２への駆動信号と同時に開始される
が、このとき、演算制御回路１から駆動信号４１が送ら
れる。この信号４１により、振動ペン３で発生した振動
は、振動センサ６ａ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６ａで検出される。振動を振動セ
ンサ６ａで検出した信号を前置増幅器３１により増幅し
検出信号波形４２が得られる。この実施例で用いられる
振動は板波であるため、振動伝達板８内での伝播距離に
対して検出波形中の包絡線（以下、エンベロープ）と移
相との相対関係は変化する。そこで、群遅延時間ｔｇと
移相遅延時間ｔｐを検出して、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とｔｐの測定のための信号
４７及び４９が最終的には信号波形検出回路９より出力
される。以下、そこまでのプロセスを順に説明する。
【００５０】図９において、検出信号４２は、エンベロ
ープ検出回路３２によりエンベロープ４２１のみが取り
出されさる。エンベロープ４２１は、２段の微分回路で
構成された変曲点検出回路３３により、入力信号である
エンベロープの立ち上がりの変曲点を、出力波形の最初
の立ち下がりゼロクロス点に変換する、２回微分処理が
行われ２回微分信号４３が出力される。
ープ検出回路３２によりエンベロープ４２１のみが取り
出されさる。エンベロープ４２１は、２段の微分回路で
構成された変曲点検出回路３３により、入力信号である
エンベロープの立ち上がりの変曲点を、出力波形の最初
の立ち下がりゼロクロス点に変換する、２回微分処理が
行われ２回微分信号４３が出力される。
【００５１】また同時に、検出信号４２は、帯域通過フ
ィルタ３５により検出信号の余分な周波数成分が除か
れ、フィルタ出力信号４４が得られる。
ィルタ３５により検出信号の余分な周波数成分が除か
れ、フィルタ出力信号４４が得られる。
【００５２】一方、３６は信号検出回路であり、フィル
タ出力信号４４中の所定レベルの閾値信号４４１（以
下、コンパレートレベルと呼ぶ）を超える部分のパルス
信号４５を形成する。３７は単安定マルチバイブレータ
であり、パルス信号４５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４６を開く。ゲート信号４
６は、ｔｇコンパレータ３４とｔｐコンパレータ３９の
動作スイッチの役割を果たす。まず、ｔｇコンパレータ
３４は、ゲート信号４８の開いている間の２回微分信号
４３の最初の立ち下がりのゼロクロス点（先に述べた様
に、エンベロープの立ち上がり変曲点に相当する）を検
出し、群遅延到達時間信号ｔｇ４９が演算制御回路１に
供給される。また、ｔｐコンパレータ３９は、同様にゲ
ート信号４６の開いている間のフィルタ信号４４を、ス
ライス回路３８でスライスした信号（波形の説明は省
略）の最初の立ち上がりのゼロクロス点（立ち下がりで
も良い）を検出し、移相遅延到達時間信号ｔｐ４７が演
算制御回路１に供給される。
タ出力信号４４中の所定レベルの閾値信号４４１（以
下、コンパレートレベルと呼ぶ）を超える部分のパルス
信号４５を形成する。３７は単安定マルチバイブレータ
であり、パルス信号４５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４６を開く。ゲート信号４
６は、ｔｇコンパレータ３４とｔｐコンパレータ３９の
動作スイッチの役割を果たす。まず、ｔｇコンパレータ
３４は、ゲート信号４８の開いている間の２回微分信号
４３の最初の立ち下がりのゼロクロス点（先に述べた様
に、エンベロープの立ち上がり変曲点に相当する）を検
出し、群遅延到達時間信号ｔｇ４９が演算制御回路１に
供給される。また、ｔｐコンパレータ３９は、同様にゲ
ート信号４６の開いている間のフィルタ信号４４を、ス
ライス回路３８でスライスした信号（波形の説明は省
略）の最初の立ち上がりのゼロクロス点（立ち下がりで
も良い）を検出し、移相遅延到達時間信号ｔｐ４７が演
算制御回路１に供給される。
【００５３】移相遅延到達時間信号ｔｐ４７は、本実施
例では反射の影響を受けにくくするために最初の立ち上
がりまでの時間を計時することとしたが、構成によって
は２回目以降の立ち上がりでも良い。また、スライス回
路３８は、コンパレータの入力レベル範囲を一定に保
ち、コンパレータの出力特性を安定化するために、単に
波形をスライスしているにすぎない。
例では反射の影響を受けにくくするために最初の立ち上
がりまでの時間を計時することとしたが、構成によって
は２回目以降の立ち上がりでも良い。また、スライス回
路３８は、コンパレータの入力レベル範囲を一定に保
ち、コンパレータの出力特性を安定化するために、単に
波形をスライスしているにすぎない。
【００５４】次に移相回路ｂ１１２の動作について図１
１を使って説明する。
１を使って説明する。
【００５５】入力信号となるフィルタ出力信号を、動作
を理解しやすいように７１の波形とする。移相回路ｂ１
１２の出力信号波形は７２となる。連続信号でなくフィ
ルタ出力信号７１の様なパルス状の入力信号に対して、
移相回路は興味深い特性を示す。すなわち、図１１に示
したように、出力／入力の移相変化θ（図中では時間相
当量として表示）は式（２）に従って変化するが、入力
信号７１のエンベロープ７１１と出力信号７２のエンベ
ロープ７２１のピークは、「遅延時間」と示した回路遅
延時間分だけ遅れてくる。移相回路ｂ１１２の特性を変
化させて（Ｃ，Ｒの値を変えて）、得られる移相量θを
変化させても回路遅延時間分はほとんど変化しない。
を理解しやすいように７１の波形とする。移相回路ｂ１
１２の出力信号波形は７２となる。連続信号でなくフィ
ルタ出力信号７１の様なパルス状の入力信号に対して、
移相回路は興味深い特性を示す。すなわち、図１１に示
したように、出力／入力の移相変化θ（図中では時間相
当量として表示）は式（２）に従って変化するが、入力
信号７１のエンベロープ７１１と出力信号７２のエンベ
ロープ７２１のピークは、「遅延時間」と示した回路遅
延時間分だけ遅れてくる。移相回路ｂ１１２の特性を変
化させて（Ｃ，Ｒの値を変えて）、得られる移相量θを
変化させても回路遅延時間分はほとんど変化しない。
【００５６】よって、図９の群遅延到達時間ｔｇを温度
補償するために設ける移相回路ａ１１１は、移相回路ｂ
１１２と同じものであってはならない。入力信号となる
エンベロープ信号４２１の中心周波数成分をｆとして、
式（２）を用いて移相量を別途設計する必要があり、移
相回路ｂ１１２の設計で用いたｆ（振動の周波数）と比
較して、１桁近く低い周波数となる。
補償するために設ける移相回路ａ１１１は、移相回路ｂ
１１２と同じものであってはならない。入力信号となる
エンベロープ信号４２１の中心周波数成分をｆとして、
式（２）を用いて移相量を別途設計する必要があり、移
相回路ｂ１１２の設計で用いたｆ（振動の周波数）と比
較して、１桁近く低い周波数となる。
【００５７】図１２に、図９の回路の温度補償特性をｔ
ｇ，ｔｐそれぞれについて測定した結果を示す。入力信
号は、電気的に温度に対し安定な基準信号を用いた。従
来技術の項で述べた温度による到達タイミングの変化
は、ペン中での振動伝播時間が変化するのが主因である
ため、群遅延時間ｔｇについても移相遅延時間ｔｐにつ
いてもほぼ同じ量の時間変化量が発生し、それは温度に
対して線形に変化することは先に述べた。図１２の特性
は、温度変化に対する遅延時間の変化が直線的であるた
め、本実施例の座標入力装置において、前記温度に対す
る遅延時間変化を相殺するのに望ましい特性である。
ｇ，ｔｐそれぞれについて測定した結果を示す。入力信
号は、電気的に温度に対し安定な基準信号を用いた。従
来技術の項で述べた温度による到達タイミングの変化
は、ペン中での振動伝播時間が変化するのが主因である
ため、群遅延時間ｔｇについても移相遅延時間ｔｐにつ
いてもほぼ同じ量の時間変化量が発生し、それは温度に
対して線形に変化することは先に述べた。図１２の特性
は、温度変化に対する遅延時間の変化が直線的であるた
め、本実施例の座標入力装置において、前記温度に対す
る遅延時間変化を相殺するのに望ましい特性である。
【００５８】以上説明したように、本実施例の座標入力
装置は、装置の使用者の手を煩わせずに済み、また、余
分なセンサ及びそれに付随する回路が必要なく、温度変
化に対する振動到達タイミングのずれ量の特性にマッチ
した高精度の補正が可能であり、温度変化にに対して安
定して高精度の座標入力を行なうことができる。
装置は、装置の使用者の手を煩わせずに済み、また、余
分なセンサ及びそれに付随する回路が必要なく、温度変
化に対する振動到達タイミングのずれ量の特性にマッチ
した高精度の補正が可能であり、温度変化にに対して安
定して高精度の座標入力を行なうことができる。
【００５９】［第２実施例の変形例］図９は、群遅延時
間ｔｇと位相遅延時間ｔｐ両方を用いた高精度な座標入
力装置であるが、群遅延時間ｔｇのみを用いた低精度な
座標入力装置において、移相回路を備えることで同じ効
果が得られる。
間ｔｇと位相遅延時間ｔｐ両方を用いた高精度な座標入
力装置であるが、群遅延時間ｔｇのみを用いた低精度な
座標入力装置において、移相回路を備えることで同じ効
果が得られる。
【００６０】図１３に群遅延時間ｔｇのみを計測する信
号波形検出回路のブロック図を示す。図９の下段を除
き、ゲート信号４６を生成するための入力信号に検出信
号４２を用いた構成となっている。このような構成の信
号波形検出回路を用いれば、群遅延時間を用いて振動入
力位置の算出を行なうことができる。この場合にも、温
度変化に対する群遅延時間のずれを補正して、温度変化
に対して安定した座標入力を行なうことができる。
号波形検出回路のブロック図を示す。図９の下段を除
き、ゲート信号４６を生成するための入力信号に検出信
号４２を用いた構成となっている。このような構成の信
号波形検出回路を用いれば、群遅延時間を用いて振動入
力位置の算出を行なうことができる。この場合にも、温
度変化に対する群遅延時間のずれを補正して、温度変化
に対して安定した座標入力を行なうことができる。
【００６１】また、群速度と位相速度の差が小さい板波
（振動伝達板８の板圧縮や振動周波数及び振動モードを
限定する）を利用し、位相遅延時間のみを検出し、座標
演算処理する座標入力装置にも応用可能である。図１４
に位相遅延時間ｔｐのみを計測する信号波形検出回路の
例を示す。図９の上段のエンベロープ検出回路３２以降
を除いた構成である。このような構成の信号波形検出回
路を用いれば、位相遅延時間を用いて振動入力位置の算
出を行なうことができる。この場合にも、温度変化に対
する位相遅延時間のずれを補正して、温度変化に対して
安定した座標入力を行なうことができる。
（振動伝達板８の板圧縮や振動周波数及び振動モードを
限定する）を利用し、位相遅延時間のみを検出し、座標
演算処理する座標入力装置にも応用可能である。図１４
に位相遅延時間ｔｐのみを計測する信号波形検出回路の
例を示す。図９の上段のエンベロープ検出回路３２以降
を除いた構成である。このような構成の信号波形検出回
路を用いれば、位相遅延時間を用いて振動入力位置の算
出を行なうことができる。この場合にも、温度変化に対
する位相遅延時間のずれを補正して、温度変化に対して
安定した座標入力を行なうことができる。
【００６２】以上のように、温度変化が生じても、装置
全体で発生する時間オフセット分の変化を相殺する位相
量を生成する移相手段を設けたことで、温度補償が実現
し安定で信頼性の高い座標入力装置が実現する。
全体で発生する時間オフセット分の変化を相殺する位相
量を生成する移相手段を設けたことで、温度補償が実現
し安定で信頼性の高い座標入力装置が実現する。
【００６３】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。
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。
【００６４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる温
度移相回路は、小型で構成できると共に、必要な温度移
相量を自由に設計でき応用できる範囲が広いという効果
がある。
度移相回路は、小型で構成できると共に、必要な温度移
相量を自由に設計でき応用できる範囲が広いという効果
がある。
【００６５】さらに、本発明にかかる座標入力装置は、
簡単な構成で温度に対して安定な座標検出を行うことが
できる。
簡単な構成で温度に対して安定な座標検出を行うことが
できる。
【００６６】
【図１】温度移相回路の説明図である。
【図２】従来の座標入力装置の説明図である。
【図３】移相回路の移相特性図である。
【図４】ｆｃをずらした時の移相回路の移相特性図であ
る。
る。
【図５】本発明にかかる他の実施例の説明図である。
【図６】図５の回路の移相特性図である。
【図７】本発明にかかるもう一つの実施例の説明図であ
る。
る。
【図８】もう一つの発明にかかる座標入力装置の説明図
である。
である。
【図９】信号波形検出回路の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図１０】信号処理の波形タイミングチャート図であ
る。
る。
【図１１】移相回路のパルス波形入力に対する動作説明
図である。
図である。
【図１２】移相手段の移相特性図である。
【図１３】本発明にかかる他の実施例の説明図である。
【図１４】本発明にかかるもう一つの実施例の説明図で
ある。
ある。
１ 演算制御回路 ２ 振動子駆動回路 ３ 振動入力ペン ４ 振動子 ５ ペン先 ６ａ〜６ｄ 振動センサ ７ 防振材 ８ 振動伝達板 ９ 信号波形検出回路
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０３Ｌ 1/02 8730−5Ｊ (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 (72)発明者 佐藤 肇 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 (9)
- 【請求項１】 周囲の温度に応じて入力信号の位相をず
らした出力信号を出力する温度移相回路であって、 温度変化に対して抵抗値が変化する感温抵抗部とコンデ
ンサとを交互にブリッジ状に接続したことを特徴とする
温度移相回路。 - 【請求項２】 前記感温抵抗部は温度変化に対して指数
関数的に抵抗値が変化するサーミスタを含み、基準温度
における前記感温抵抗の基準抵抗値と前記コンデンサの
容量値とにより定まる遮断周波数が、入力信号の周波数
に略等しくなるように、前記基準抵抗値と容量値とを組
み合わせることを特徴とする請求項１記載の温度移相回
路。 - 【請求項３】 前記ブリッジ状に接続される感温抵抗部
およびコンデンサは、それぞれ略同じ特性の素子を用い
ることを特徴とする請求項１または２記載の温度移相回
路。 - 【請求項４】 前記感温抵抗部は、温度変化に対して指
数関数的に抵抗値が変化する感温抵抗器と抵抗値が固定
された固定抵抗器とを組み合わせて成ることを特徴とす
る請求項１乃至３いずれかに記載の温度移相回路。 - 【請求項５】 複数の前記温度移相回路を、その出力信
号を入力信号として多段接続してなることを特徴とする
請求項１乃至４いずれかに記載の温度移相回路。 - 【請求項６】 振動伝達部材に入力された振動の入力点
を入力座標とする座標入力装置であって、 振動を発生する振動発生手段と、 該振動発生手段に発生し、前記振動伝達部材に入力され
て伝達する振動を検知する検知手段と、 該検知手段により検知された振動に基づいて信号を生成
する生成手段と、 該生成手段により生成された信号の位相を、温度に応じ
て変える移相手段と、 該移相手段により位相を変えられた信号に基づいて、前
記振動発生手段により発生された振動が、前記検知手段
により検知されるまでの時間を測定手段と、 該測定手段により測定された時間に基づいて、前記振動
発生手段により前記振動伝達板に振動が入力された位置
の座標を算出する座標算出手段と、を備えることを特徴
とする座標入力装置。 - 【請求項７】 前記生成手段は、前記検知手段により検
知された振動の所定周波数成分を信号として取り出す濾
過手段を有し、前記移相手段は前記濾過手段により取り
出された所定周波数の信号の位相を変えることを特徴と
する請求項６記載の座標入力装置。 - 【請求項８】 前記生成手段は、前記検知手段により検
知された振動の包絡線を生成する包絡線生成手段を有
し、前記移相手段は前記包絡線の位相を変えることを特
徴とする請求項６記載の座標入力装置。 - 【請求項９】 前記移相手段は、前記生成手段により発
生された信号に含まれる、環境温度に応じた位相の変化
を補正し、温度に関らず一定の位相出力とするよう信号
を移相することを特徴とする請求項６乃至８いずれかに
記載の座標入力装置。
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