JPH10149252A - Pen input device and positional coordinate correcting method for the device - Google Patents

Pen input device and positional coordinate correcting method for the device

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Publication number
JPH10149252A
JPH10149252A JP30947896A JP30947896A JPH10149252A JP H10149252 A JPH10149252 A JP H10149252A JP 30947896 A JP30947896 A JP 30947896A JP 30947896 A JP30947896 A JP 30947896A JP H10149252 A JPH10149252 A JP H10149252A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pen
input
ultrasonic
stylus pen
recognizing
Prior art date
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Pending
Application number
JP30947896A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keiichi Tsushimi
圭一 都志見
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP30947896A priority Critical patent/JPH10149252A/en
Publication of JPH10149252A publication Critical patent/JPH10149252A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately correct a deviation on a specified position due to the hand oscillation or the like of an input pen and to execute correction processing preferring response as necessity. SOLUTION: A reception processing part 32 calculates a distance between an ultrasonic wave sender of an input pen 1 and ultrasonic wave receiving elements 31a, 31b based on time required from the sending of an ultrasonic wave from the sender up to its reception by the elements 31a, 31b and an arithmetic processing part 40 receives the distance data through a communication part 33 and calculates the positional coordinates of the input pen 1. At the time, the processing part 40 recognizes pen operation states such as the depression of a plotting button and the moving speed of the pen 1, and when the plotting button e.g. is depressed, heavy correction processing is applied to attain highly accurate correction. In other cases, the heavy correction processing is not applied and correction processing preferring not accuracy but response is executed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、手書き入力機能を
有するコンピュータシステム等におけるペン入力装置に
関し、特に、超音波を用いて入力ペンの位置座標を検出
し当該入力ペンの指示位置を入力するペン入力装置にお
いて、入力ペンに対する超音波送出器の実装位置や手ぶ
れ等に起因する指示位置のずれを当該入力ペンの操作状
況に対応した適宜な精度で補正するための処理方法の改
良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pen input device in a computer system or the like having a handwriting input function, and more particularly, to a pen for detecting the position coordinates of an input pen using ultrasonic waves and inputting a designated position of the input pen. The present invention relates to an improvement in a processing method for correcting, in an input device, a displacement of a pointing position caused by a mounting position of an ultrasonic transmitter with respect to an input pen, a camera shake, or the like with appropriate accuracy corresponding to an operation state of the input pen.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、手書き入力機能を有するコンピュ
ータシステム等における入力装置としては、 1)赤外線方式によるもの 2)感圧方式によるもの 3)静電容量方式によるもの 4)電磁方式によるもの 5)超音波方式によるもの 等が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, input devices in a computer system or the like having a handwriting input function include: 1) an infrared type; 2) a pressure-sensitive type; 3) a capacitive type; 4) an electromagnetic type; An ultrasonic type is known.

【0003】ここで、1)の赤外線方式によるものとし
ては、赤外線を発光するライトペンによるスポット位置
を半導体位置検出素子を用いて検出するもの、入力面に
複数の赤外線発光素子および受光素子を配設して、赤外
線発光素子から発光された赤外線が指、入力ペン等によ
り遮られた位置を受光素子の出力から判別することによ
り指示位置を検出するもの等が知られている。
[0003] In the infrared method of 1), a spot position detected by a light pen that emits infrared light is detected using a semiconductor position detecting element, and a plurality of infrared light emitting elements and a light receiving element are arranged on an input surface. There is known a device that detects an indicated position by determining a position where infrared light emitted from an infrared light emitting element is blocked by a finger, an input pen, or the like from an output of the light receiving element.

【0004】また、2)の感圧方式によるものとして
は、複数のX軸電極が配設された電極シートと複数のY
軸電極が配設された支持体とをドットスペーサを介在さ
せて重ね合わせた感圧パネルを用いたもの、平行する2
枚のプレートを3次元スプリングを介して重ね合わせ、
指、入力ペン等により触れた位置の電流の変化を検出す
ることにより指示位置を検出するもの等が知られてい
る。
[0004] In the pressure sensing method of 2), an electrode sheet provided with a plurality of X-axis electrodes and a plurality of Y-electrodes are arranged.
A pressure-sensitive panel in which a support on which an axis electrode is disposed is overlapped with a dot spacer interposed therebetween,
Sheets are superimposed via a three-dimensional spring,
2. Description of the Related Art There is known a device that detects a designated position by detecting a change in current at a position touched by a finger, an input pen, or the like.

【0005】また、3)の静電容量方式によるものとし
ては、2枚のガラス上に蒸着形成された導電性の膜をそ
れぞれX軸、Y軸電極パターンとしてこの2枚のガラス
を電極パターン形成面を向かい合わせて張り合わせた静
電容量結合方式パネルを用いたもの等が知られている。
[0005] In the case of the method of 3), the conductive films formed by vapor deposition on two sheets of glass are used as X-axis and Y-axis electrode patterns, respectively. A device using a capacitive coupling type panel in which surfaces are bonded to each other is known.

【0006】更に、4)の電磁方式によるものとして
は、入力面に複数のセンサアンテナコイルを配設すると
ともに、入力ペンにはコイルとコンデンサからなる共振
回路を内蔵させ、まず上記複数のセンサアンテナコイル
に交流電流を流すことにより電磁誘導を利用して上記入
力ペンの共振回路に電流を流し、次に上記複数のセンサ
アンテナコイルに流した交流電流をを切り、この状態で
上記上記入力ペンの共振回路に流れる電流により発生す
る磁界を上記複数のセンサアンテナコイルで検出するこ
とにより入力ペンの指示位置を検出するもの等が知られ
ている。
Further, according to the electromagnetic method of 4), a plurality of sensor antenna coils are arranged on an input surface, and a resonance circuit including a coil and a capacitor is built in an input pen. A current is caused to flow through the resonance circuit of the input pen using electromagnetic induction by flowing an alternating current through the coil, and then the alternating current flowing through the plurality of sensor antenna coils is turned off. There is known a device that detects a pointing position of an input pen by detecting a magnetic field generated by a current flowing through a resonance circuit with the plurality of sensor antenna coils.

【0007】また、5)の超音波方式によるものとして
は、 a)ガラス基板上に超音波表面弾性波を発生する超音波
振動素子および超音波受信素子を配設し、指等の弾性波
吸収体の存在を上記超音波受信素子の受信信号の変化か
ら検出する超音波表面弾性波方式によるもの b)特開昭64−10319号に開示されているよう
に、スクリーンパネルの表面に少なくとも2つの超音波
送受信機のセットを実装し、上記各セットの超音波送受
信機から送出された超音波が上記スクリーンパネルで所
望の位置を指示しているスタイラスペンで反射され該セ
ットの超音波送受信機で受信されるまでの時間から上記
スタイラスペンで指示されている上記スクリーンパネル
上の位置を演算算出するようにしたもの c)実開昭64−7340号に開示されているように、
同一平面上の既知な3点以上の点にマイクロホンを配設
するとともに、上記平面上の任意の座標位置に置くこと
のできる発音体を設け、上記マイクロホンの中の2つの
マイクロホンに発生する電圧の時間差から上記発音体を
含む双曲線の位置を決定し、この双曲線の2本以上の交
点から上記発音体の座標位置を決定するようにしたもの
等が知られている。
[0007] In the ultrasonic method of 5), a) an ultrasonic vibration element and an ultrasonic receiving element for generating an ultrasonic surface acoustic wave are provided on a glass substrate to absorb an elastic wave of a finger or the like. An ultrasonic surface acoustic wave system for detecting the presence of a body from a change in the reception signal of the ultrasonic receiving element. B) As disclosed in JP-A-64-10319, at least two A set of ultrasonic transceivers is mounted, and ultrasonic waves transmitted from the ultrasonic transceivers of each set are reflected by a stylus pen indicating a desired position on the screen panel, and are transmitted by the ultrasonic transceivers of the set. The position on the screen panel indicated by the stylus pen is calculated and calculated from the time until it is received. C) The method disclosed in Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 64-7340. As there,
Microphones are arranged at three or more known points on the same plane, and a sounding body which can be placed at an arbitrary coordinate position on the plane is provided, and a voltage generated at two microphones among the microphones is measured. It is known that a position of a hyperbola including the sounding body is determined from a time difference, and a coordinate position of the sounding body is determined from two or more intersections of the hyperbola.

【0008】しかしながら上記従来の1)〜4)の入力
装置はいずれも構造が複雑であり、製造コストが高価に
なるという問題がある。また、任意サイズ、種類の入力
面(ディスプレイ)への適用が困難である。
However, the conventional input devices 1) to 4) have a problem that the structure is complicated and the manufacturing cost is high. In addition, it is difficult to apply an arbitrary size and type of input surface (display).

【0009】また、5)のa)のものもその製造が難し
く、製造コストが高価になるという問題があり、1)〜
4)と同様に任意サイズ、種類の入力面(ディスプレ
イ)への適用が困難であるという問題がある。
Also, the method 5) a) has a problem that its production is difficult and the production cost is high.
As in 4), there is a problem that it is difficult to apply it to an input surface (display) of any size and type.

【0010】更に、5)のb)のものは、操作者の手な
どとスタイラスペンとの区別が不可能であり、それに起
因して誤動作を引き起こす可能性が高いという問題があ
る。また、5)のc)のものは、例えばスタイラスペン
の2次元座標上での指示位置を検出するためには、少な
くとも3個のマイクロホンを配設する必要があり、その
処理も複雑になるという問題がある。また、複数の入力
ペンの使用を可能にするマルチペン機能の実現が難し
い。
[0010] Furthermore, in the case of item 5) b), it is impossible to distinguish between the stylus pen and the hand of the operator, and there is a problem that a malfunction is likely to be caused due to this. In the case of 5) c), it is necessary to arrange at least three microphones, for example, in order to detect the designated position on the two-dimensional coordinates of the stylus pen, and the processing becomes complicated. There's a problem. Also, it is difficult to realize a multi-pen function that enables the use of a plurality of input pens.

【0011】そこで、今日では、スタイラスペンに超音
波送信手段を実装すると共に、スタイラスペンの入力領
域内の所定の箇所に超音波受信手段を配置し、スタイラ
スペンに実装された超音波送信手段から超音波を送出し
た時間と、超音波受信手段により超音波を受信した時間
とからこれら超音波送信手段と超音波受信手段との間の
距離を計測すると共に、この計測距離を用いてスタイラ
スペンの2次元若しくは3次元の位置座標を算出し、こ
の算出された位置座標に基づき所定の入力領域における
スタイラスペンによる指示位置を入力するような超音波
位置検出機構が実現されている。
Therefore, nowadays, the ultrasonic transmitting means is mounted on the stylus pen, and the ultrasonic receiving means is arranged at a predetermined position in the input area of the stylus pen. The distance between the ultrasonic transmitting means and the ultrasonic receiving means is measured from the time when the ultrasonic wave is transmitted and the time when the ultrasonic wave is received by the ultrasonic receiving means, and the stylus pen is used by using the measured distance. An ultrasonic position detecting mechanism has been realized in which two-dimensional or three-dimensional position coordinates are calculated, and a position indicated by a stylus pen in a predetermined input area is input based on the calculated position coordinates.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】この種の超音波位置検
出機構では、スタイラスペンに超音波送出手段を実装す
る場合、当該超音波送出手段をスタイラスペンの外部に
設ける方法とスタイラスペン内部に設ける方法とが一般
的であるが、いずれの場合も、超音波送出手段をスタイ
ラスペンの先端に設けることは物理的に極めて困難なこ
とである。かかる実装形態の場合、スタイラスペンの微
妙な傾きや回転等が超音波送出位置に大きな変動をもた
らし、結果的に、超音波受信側におけるスタイラスペン
の先端位置の誤認識を招来することになる。また、たと
えスタイラスペンの先端部に限りなく近い位置に超音波
送出手段を実装できたとしても、操作者によるスタイラ
スペンの手ぶれという現象は回避し得ず、やはり、超音
波受信側におけるスタイラスペンの先端位置の誤認識の
危険があった。この結果、スタイラスペンの座標位置に
カーソルを対応させて表示するようにしたもの等では、
カーソルの正確な指示位置を表示できず、運用に支障を
来すことになった。
In this type of ultrasonic position detecting mechanism, when the ultrasonic transmitting means is mounted on the stylus pen, the ultrasonic transmitting means is provided outside the stylus pen and provided inside the stylus pen. Although the method is generally used, in any case, it is physically very difficult to provide the ultrasonic wave transmitting means at the tip of the stylus pen. In the case of such a mounting form, a slight tilt, rotation, or the like of the stylus pen causes a large variation in the ultrasonic wave sending position, and as a result, erroneously recognizes the tip position of the stylus pen on the ultrasonic wave receiving side. Further, even if the ultrasonic transmitting means can be mounted as close as possible to the tip of the stylus pen, the phenomenon of shaking of the stylus pen by the operator cannot be avoided. There was a risk of incorrect recognition of the tip position. As a result, in the case of displaying the cursor in correspondence with the coordinate position of the stylus pen, etc.,
It was not possible to display the correct pointing position of the cursor, which hindered operation.

【0013】上記の如く、スタイラスペンにおける超音
波送出手段の実装位置や手ぶれ等に起因してスタイラス
ペンによる入力精度が低下するというこの種の装置に特
有の不都合を解消するために、従来では、例えば、過去
に算出された座標値を複数回の受信タイミングにまでさ
かのぼってサンプリングしておき、これら複数回のサン
プリングデータの平均値を算出することにより、位置座
標の算出値を正しく補正する方法があった。
As described above, in order to solve the inconvenience peculiar to this type of device in which the input accuracy by the stylus pen is reduced due to the mounting position of the ultrasonic wave transmitting means in the stylus pen, the hand shake, etc., conventionally, For example, there is a method of correctly correcting the calculated value of the position coordinates by sampling the coordinate values calculated in the past to a plurality of reception timings and calculating an average value of the sampled data of the plurality of times. there were.

【0014】かかる従来の補正方法によれば、過去の算
出座標値を複数回前までサンプリングしてこれらの平均
値をとるという処理に起因して、スタイラスペンの移動
に対して十分なレスポンスが期待できなかった。実際の
運用を考えた場合、例えば、スタイラスペンを用いて描
画を行う場合のように、滑らかな移動操作が基本となる
状況下ではレスポンスよりも入力精度が優先されて入力
精度上好結果が期待できるが、逆に、カーソルを移動さ
せる等の単純操作の場合には、上記補正処理の適用によ
って、カーソルの移動速度が遅くなり、操作者に対して
思わぬストレスを与えるという問題点があった。
According to such a conventional correction method, a sufficient response to the movement of the stylus pen can be expected due to the processing of sampling the past calculated coordinate values up to a plurality of times before and taking the average value thereof. could not. Considering actual operation, for example, when drawing is performed using a stylus pen, input accuracy is prioritized over response in situations where smooth movement is the basis, and good results are expected in input accuracy. On the other hand, in the case of a simple operation such as moving the cursor, there is a problem that the application of the above-mentioned correction processing slows down the moving speed of the cursor and gives unexpected stress to the operator. .

【0015】なお、この種の位置検出機構における一般
的な計測距離補正方法としては、特開平7-64696号公報
に開示されるように、 6)位置検出機構から読み込まれた座標Piの直前に検出
された座標Pi-1と、座標Piの直後に検出された座標Pi+1
とからPiの有効性を判断するものあるいは、特開昭62-1
75821号公報、特開昭63-14220号公報、特開平4-38510号
公報、特開平8-16308号公報等に開示されるように、 7)超音波送出器を備えたスタイラスペンに対して少な
くとも2,3個の超音波受信器を配し、上記スタイラス
ペンの2次元または3次元の位置座標を検出する超音波
位置検出機構を前提とし、最低限必要とされる超音波受
信器の個数以上の超音波受信器を増設し、これによりス
タイラスペンの位置座標の検出精度を高めたもの等が知
られる。
As a general method of correcting the measured distance in this type of position detecting mechanism, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-64696, 6) Immediately before a coordinate Pi read from the position detecting mechanism. The detected coordinates Pi-1 and the coordinates Pi + 1 detected immediately after the coordinates Pi
To determine the validity of Pi from
No. 75821, JP-A-63-14220, JP-A-4-38510, JP-A-8-16308, etc. 7) For a stylus pen equipped with an ultrasonic transmitter At least two or three ultrasonic receivers are arranged, and an ultrasonic position detecting mechanism for detecting the two-dimensional or three-dimensional position coordinates of the stylus pen is premised. The minimum number of ultrasonic receivers required There is known an ultrasonic receiver which is additionally provided to improve the detection accuracy of the position coordinates of the stylus pen.

【0016】しかしながら、6)のものは、突発的に発
生した電気的ノイズなどによる誤入力防止を目的とした
ものであって、上述した如くの超音波位置検出機構に特
有の、スタイラスペンにおける超音波送出手段の実装位
置や手ぶれ等に起因するスタイラスペン指示位置のずれ
補正には対処し得なかった。
However, the method 6) is intended to prevent an erroneous input due to suddenly generated electrical noise or the like, and is intended to prevent a stylus pen from being peculiar to the ultrasonic position detecting mechanism as described above. It has not been possible to cope with the displacement correction of the stylus pen pointing position caused by the mounting position of the sound wave transmitting means or camera shake.

【0017】また、7)のものでは、必要個数以上の超
音波受信器を設けることにより、検出精度そのものは向
上させ得るが、スタイラスペンにおける超音波送出手段
の実装位置や手ぶれ等に起因するスタイラスペン指示位
置のずれ補正のための対策は一切講じられておらず、結
局は、6)のものと同様、この種の問題に対処し得なか
った。また、この種の超音波位置検出機構では、入力面
に対する超音波受信器の実装にあたって小型、簡易なこ
とが望まれるが、必要個数以上の超音波受信器を設ける
7)のものにあっては、この点において製品価値が低下
するという問題点もあった。
In the case of item (7), the detection accuracy itself can be improved by providing more than the required number of ultrasonic receivers. However, the stylus caused by the mounting position of the ultrasonic wave transmitting means in the stylus pen, camera shake, etc. No measures have been taken to correct the displacement of the pen pointing position, and as a result, as in 6), this type of problem could not be addressed. Also, in this type of ultrasonic position detecting mechanism, it is desired that the ultrasonic receiver is small and simple in mounting the ultrasonic receiver on the input surface. In this respect, there is a problem that the product value is reduced.

【0018】そこで、本発明では、入力ペンにおける超
音波送出器の実装位置や手ぶれ等に起因する指示位置の
ずれを精度良く補正し得ると共に、必要に応じてレスポ
ンスを優先した補正処理にも柔軟に対処し得るペン入力
装置及び当該装置における位置座標補正方法を提供する
ことを目的とする。
Therefore, in the present invention, the displacement of the pointing position caused by the mounting position of the ultrasonic transmitter in the input pen, the hand shake, and the like can be accurately corrected, and the correction processing which prioritizes the response as needed can be flexibly performed. An object of the present invention is to provide a pen input device capable of coping with the above and a position coordinate correction method in the device.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ため、本発明では、入力ペンに実装された超音波送信手
段から超音波を送出した時間と、超音波受信手段により
前記超音波を受信した時間とから前記超音波送信手段と
前記超音波受信手段間の距離を計測する距離計測手段
と、前記計測距離を用いて前記入力ペンの2次元若しく
は3次元の位置座標を算出する演算手段とを具備し、該
演算手段により算出された前記位置座標に基づき所定の
入力領域における前記入力ペンによる指示位置を入力す
るペン入力装置において、前記入力ペンの操作状況を認
識する操作状況認識手段と、前記操作状況認識手段によ
り認識された前記入力ペンの操作状況に対応する補正処
理を適応させることにより前記演算手段における前記位
置座標の算出値を補正する補正処理適応制御手段とを具
備することを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, according to the present invention, a time when an ultrasonic wave is transmitted from an ultrasonic wave transmitting means mounted on an input pen and a time when the ultrasonic wave is received by an ultrasonic wave receiving means. Distance measuring means for measuring a distance between the ultrasonic transmitting means and the ultrasonic receiving means from the measured time, and calculating means for calculating two-dimensional or three-dimensional position coordinates of the input pen using the measured distance. A pen input device for inputting a position indicated by the input pen in a predetermined input area based on the position coordinates calculated by the calculation means, an operation state recognition means for recognizing an operation state of the input pen; By applying a correction process corresponding to the operation status of the input pen recognized by the operation status recognition unit, the calculated value of the position coordinates in the calculation unit is supplemented. Characterized by comprising a correction processing adaptive control means for.

【0020】上記ペン入力装置においては、複数の入力
ペンを使用可能とするマルチペン機能を有し、前記操作
状況認識手段は、前記各々の入力ペン毎にその操作状況
を認識し、前記補正処理適応制御手段は、認識された前
記操作状況に対応する補正処理を前記各々の入力ペン毎
に適応させることを特徴とする。
The above-mentioned pen input device has a multi-pen function for enabling use of a plurality of input pens, and the operation status recognizing means recognizes the operation status of each of the input pens and performs the correction process adaptation. The control means is adapted to apply a correction process corresponding to the recognized operation situation to each of the input pens.

【0021】上記ペン入力装置において、入力ペンの操
作状況と該操作状況に対応した補正処理方式を任意に設
定する設定手段を具備し、前記補正処理適応制御手段
は、前記操作状況認識手段による前記入力ペンの操作状
況の認識結果に対し、該認識結果に対応する前記設定中
の補正処理方式を適応させることを特徴とする。
In the above pen input device, there is provided setting means for arbitrarily setting an operation state of the input pen and a correction processing method corresponding to the operation state, and the correction processing adaptive control means is provided by the operation state recognition means. The present invention is characterized in that the correction processing method being set corresponding to the recognition result is adapted to the recognition result of the operation state of the input pen.

【0022】上記ペン入力装置において、操作状況認識
手段は、前記入力ペンに実装された描画モード設定ボタ
ンのON状態を認識する描画ボタン押下認識手段により
構成されることを特徴とする。
In the above-mentioned pen input device, the operation status recognizing means is constituted by a drawing button press recognizing means for recognizing an ON state of a drawing mode setting button mounted on the input pen.

【0023】上記ペン入力装置において、操作状況認識
手段は、前記入力ペンの移動速度を認識する移動速度認
識手段により構成されることを特徴とする。
In the above pen input device, the operation status recognizing means is constituted by a moving speed recognizing means for recognizing a moving speed of the input pen.

【0024】上記ペン入力装置においては、操作状況認
識手段は、前記入力ペンの3次元または2次元座標位置
を認識する座標位置認識手段により構成されることを特
徴とする。
In the above pen input device, the operation status recognizing means is constituted by coordinate position recognizing means for recognizing a three-dimensional or two-dimensional coordinate position of the input pen.

【0025】上記ペン入力装置において、操作状況認識
手段は、前記入力ペンに実装された描画モード設定ボタ
ンのON状態を認識する描画ボタン押下認識手段、前記
入力ペンの移動速度を認識する移動速度認識手段、前記
入力ペンの3次元または2次元座標位置を認識する座標
位置認識手段のうちの2つ若しくは全てにより構成され
ることを特徴とする。
In the above-mentioned pen input device, the operation status recognizing means includes drawing button press recognizing means for recognizing an ON state of a drawing mode setting button mounted on the input pen, and moving speed recognizing for recognizing the moving speed of the input pen. And two or all of coordinate position recognizing means for recognizing a three-dimensional or two-dimensional coordinate position of the input pen.

【0026】また、本発明のペン入力装置における位置
座標補正方法は、入力ペンに実装された超音波送信手段
から超音波を送出した時間と、超音波受信手段により前
記超音波を受信した時間とから前記超音波送信手段と前
記超音波受信手段間の距離を計測すると共に、前記計測
距離を用いて前記入力ペンの2次元若しくは3次元の位
置座標を算出し、所定の入力領域における前記入力ペン
による指示位置を入力するペン入力装置において、前記
入力ペンの操作状況を認識し、該認識された前記入力ペ
ンの操作状況に対応する補正処理を適応させることによ
り前記位置座標の算出値を補正するようにしたことを特
徴とする。
Further, the position coordinate correcting method in the pen input device of the present invention is characterized in that the ultrasonic wave transmitting means mounted on the input pen transmits ultrasonic waves and the ultrasonic receiving means receives the ultrasonic waves. A distance between the ultrasonic transmitting unit and the ultrasonic receiving unit is measured from the input pen, and a two-dimensional or three-dimensional position coordinate of the input pen is calculated using the measured distance. In the pen input device for inputting the position indicated by the pen, the operation state of the input pen is recognized, and the correction value corresponding to the recognized operation state of the input pen is adapted to correct the calculated value of the position coordinates. It is characterized by doing so.

【0027】上記位置座標補正方法において、認識対象
の操作状況は、前記入力ペンに実装された描画モード設
定ボタンがON状態にある状況、前記入力ペンの移動速
度が所定の移動速度を越えている状況、前記入力ペンの
3次元または2次元座標位置が特定の座標位置範囲外に
ある状況のうちのいずれか1つ若しくは複数の組み合わ
せから成ることを特徴とする。
In the position coordinate correction method, the operation state of the recognition target is a state in which the drawing mode setting button mounted on the input pen is in an ON state, and the moving speed of the input pen exceeds a predetermined moving speed. It is characterized by comprising one or a combination of a situation and a situation where the three-dimensional or two-dimensional coordinate position of the input pen is outside a specific coordinate position range.

【0028】上記位置座標補正方法においては、複数の
入力ペンを使用可能とするマルチペン機能を有し、該各
々の入力ペン毎にその操作状況を認識し、該認識された
前記操作状況に対応する補正処理を前記各々の入力ペン
毎に適応させることを特徴とする。
The position coordinate correction method has a multi-pen function that enables a plurality of input pens to be used, recognizes the operation status of each of the input pens, and responds to the recognized operation status. The correction process is adapted for each of the input pens.

【0029】上記位置座標補正方法において、入力ペン
の操作状況と該操作状況に対応した補正処理方式を任意
に設定する設定手段を具備し、前記入力ペンの操作状況
の認識結果に対し、該認識結果に対応する前記設定中の
補正処理方式を適応させることを特徴とする。
In the position coordinate correction method, there is provided setting means for arbitrarily setting an operation state of the input pen and a correction processing method corresponding to the operation state. It is characterized in that the correction processing method being set corresponding to the result is adapted.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】本発明に係わるペン入力装置は、
入力ペンに設けられた超音波送信手段から送出される超
音波の送信タイミングとこの超音波送信手段から送出さ
れる超音波を受信する超音波受信手段における受信タイ
ミングとの同期をとるように構成したうえで、超音波送
信手段から超音波を送信したタイミングと超音波受信手
段で上記超音波を受信したタイミングとの時間差から当
該超音波送信手段と超音波受信手段との間の距離を算出
し、更にこの超音波送信手段/受信手段間の距離を用い
て上記入力ペンの位置座標を演算して例えばパソコンの
ディスプレイ等の所定の入力領域における上記入力ペン
による指示位置を例えばカーソル等を用いて入力する超
音波位置検出機構を前提とするものである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A pen input device according to the present invention comprises:
The transmission timing of the ultrasonic waves transmitted from the ultrasonic transmission means provided on the input pen is synchronized with the reception timing of the ultrasonic reception means for receiving the ultrasonic waves transmitted from the ultrasonic transmission means. Above, the distance between the ultrasonic transmitting means and the ultrasonic receiving means is calculated from the time difference between the timing at which the ultrasonic wave is transmitted from the ultrasonic transmitting means and the timing at which the ultrasonic wave is received by the ultrasonic receiving means, Further, the position coordinates of the input pen are calculated using the distance between the ultrasonic transmission unit and the reception unit, and the position indicated by the input pen in a predetermined input area such as a display of a personal computer is input using a cursor or the like. This is based on the premise of an ultrasonic position detecting mechanism.

【0031】特に、本発明では、上記機構において、入
力ペンの操作状況を認識し、この認識された入力ペンの
操作状況に対応した補正処理を適応させることにより上
記位置座標の算出値を補正するようにしたものである。
In particular, in the present invention, in the above mechanism, the calculated value of the position coordinates is corrected by recognizing the operation status of the input pen and adapting a correction process corresponding to the recognized operation status of the input pen. It is like that.

【0032】すなわち、本発明においては、入力ペンに
おける超音波送信手段の実装位置や手ぶれ等に起因する
指示位置のずれに対して、常に重い補正処理を施すので
はなく、入力精度の要求されない例えば単純な入力ペン
の移動等に際しては、上記の重い補正処理を全く適応さ
せないようにしたり、あるいは別の軽い補正処理を適応
させることによって、入力ペンに対する不必要な補正処
理を軽減し、入力ペンの高速移動に対しても良好なレス
ポンスが維持できるようにしたものである。
That is, according to the present invention, a heavy correction process is not always performed for the shift of the pointing position caused by the mounting position of the ultrasonic transmitting means in the input pen, the camera shake, or the like. For simple movement of the input pen, etc., the above-described heavy correction processing is not applied at all, or another light correction processing is applied, thereby reducing unnecessary correction processing for the input pen and reducing the input pen. A good response can be maintained even for high-speed movement.

【0033】以下、本発明に係わるペン入力装置の実施
の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。図
1は、本発明に係わるペン入力装置を適用して構成した
情報処理装置の一実施の形態の概略構成をブロック図で
示したものである。この情報処理装置は、入力ペン(以
下、これをスタイラスペンという)1を用いて表示部5
0の表示画面上で指示された指示位置に対応する画像を
表示部50の表示画面上に表示するものである。
Hereinafter, embodiments of the pen input device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an embodiment of an information processing apparatus configured by applying a pen input device according to the present invention. This information processing apparatus uses an input pen (hereinafter referred to as a stylus pen) 1 to display a display unit 5.
The image corresponding to the designated position designated on the display screen 0 is displayed on the display screen of the display unit 50.

【0034】この実施の形態において、スタイラスペン
1には後に詳述するようにその先端から超音波を出力す
る超音波送信手段が設けられており、この超音波送信手
段から送出される超音波に基づき表示部50の表示画面
上における指示位置を検出してこの指示位置に対応する
画像を表示部50の表示画面上に表示する。
In this embodiment, the stylus pen 1 is provided with an ultrasonic transmitting means for outputting an ultrasonic wave from its tip, as will be described later in detail, and the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic transmitting means is provided. The designated position on the display screen of the display unit 50 is detected based on the detected position, and an image corresponding to the designated position is displayed on the display screen of the display unit 50.

【0035】すなわち、本実施の形態に係わる情報処理
装置はスタイラスペン1から発生された超音波を受信す
る2個の超音波受信素子31a、31b、この2個の超
音波受信素子31a、31bの受信出力を処理する超音
波受信部30、この超音波受信部30の処理結果に基づ
きスタイラスペン1による指示位置を演算してこの指示
位置に対応する画像の表示部50における表示制御を行
う演算処理部40を具備して構成される。
That is, the information processing apparatus according to the present embodiment includes two ultrasonic receiving elements 31a and 31b for receiving ultrasonic waves generated from the stylus pen 1, and two ultrasonic receiving elements 31a and 31b. An ultrasonic receiving unit 30 that processes a reception output, an arithmetic process that calculates a position indicated by the stylus pen 1 based on a processing result of the ultrasonic receiving unit 30, and performs display control on the display unit 50 corresponding to the indicated position. It comprises a unit 40.

【0036】この実施の形態に係わる情報処理装置の全
体構成は図2に示す如くである。操作者は、ペンホルダ
34で同期化されたスタイラスペン(超音波送出器)1
を用いて入力領域(表示部50として用いられるDispl
ay装置の表示領域)にて、操作を行う。この時、超音波
受信部30において、スタイラスペン1から送出された
超音波の送/受信タイミングからスタイラスペン1と超
音波センサ(超音波受信素子)31a,31b,…まで
の距離が算出され、演算処理部40としてのComputer
へ入力される。Computerは、超音波受信部30から受
け取った距離値からDisplay装置の表示領域におけるス
タイラスペン1の2次元または3次元位置を算出し、そ
のデータを基にアプリケーション上の処理を行う。
The overall configuration of the information processing apparatus according to this embodiment is as shown in FIG. The operator operates the stylus pen (ultrasonic transmitter) 1 synchronized with the pen holder 34.
Using the input area (Displ used as the display unit 50)
ay Display area of the device). At this time, the ultrasonic receiver 30 calculates the distance between the stylus pen 1 and the ultrasonic sensors (ultrasonic receiving elements) 31a, 31b,... From the transmission / reception timing of the ultrasonic wave transmitted from the stylus pen 1, Computer as arithmetic processing unit 40
Is input to The Computer calculates the two-dimensional or three-dimensional position of the stylus pen 1 in the display area of the display device from the distance value received from the ultrasonic receiving unit 30, and performs a process on the application based on the data.

【0037】図3は、本実施の形態に係わる情報処理装
置の外観構造の具体例を示したものであり、表示部50
としてのCRTディスプレイの表示画面に対して所定の
位置関係で2個の超音波受信素子31a、31bが配設
されており、また図1及び図2にて開示した超音波受信
部30および演算処理部40はこの情報処理装置本体1
00内に内蔵されている。
FIG. 3 shows a specific example of the external structure of the information processing apparatus according to the present embodiment.
The two ultrasonic receiving elements 31a and 31b are disposed in a predetermined positional relationship with respect to the display screen of the CRT display as the first embodiment, and the ultrasonic receiving unit 30 disclosed in FIGS. The unit 40 includes the information processing apparatus main body 1
It is built in 00.

【0038】また、表示部50の表示画面の近傍には、
スタイラスペン1の不使用時にこのスタイラスペン1を
収容するためのペンホルダ34が設けられている。ここ
で、スタイラスペン1はコードレスのスタイラスペンと
して構成され、このスタイラスペン1の駆動電源はこの
スタイラスペン1に内蔵された二次電池が用いられてお
り、上記ペンホルダ34はこの二次電池を充電するため
のアダプタとしての機能も有している。
In the vicinity of the display screen of the display unit 50,
A pen holder 34 for accommodating the stylus pen 1 when the stylus pen 1 is not used is provided. Here, the stylus pen 1 is configured as a cordless stylus pen, a driving power source of the stylus pen 1 is a secondary battery built in the stylus pen 1, and the pen holder 34 charges the secondary battery. It also has a function as an adapter for performing.

【0039】まず、この実施の形態における2個の超音
波受信素子31a、31bの受信出力に基づき表示部5
0の表示画面上に対するスタイラスペン1による指示位
置の検出原理を説明する。
First, the display unit 5 based on the reception outputs of the two ultrasonic receiving elements 31a and 31b in this embodiment.
The principle of detecting the position indicated by the stylus pen 1 on the display screen 0 will be described.

【0040】図4は、表示部50の表示画面に対して所
定の位置関係で配設された2個の超音波受信素子31
a、31bとスタイラスペン1による指示位置の関係を
示したものである。今、この2個の超音波受信素子31
a、31bに固定された2次元座標系X−Yを考え、こ
の表示部50の表示画面の横方向の長さをWとする。
FIG. 4 shows two ultrasonic receiving elements 31 arranged in a predetermined positional relationship with respect to the display screen of the display unit 50.
3A and 3B show the relationship between the position indicated by the stylus pen 1 and 31b. Now, these two ultrasonic receiving elements 31
Considering the two-dimensional coordinate system XY fixed to a and 31b, the horizontal length of the display screen of the display unit 50 is W.

【0041】ここで、超音波受信素子31aは、この2
次元座標系X−Yの原点(0、0)に配設されており、
超音波受信素子31bは、この2次元座標系X−YのY
軸上の点(0、W)に配設されているとする。
Here, the ultrasonic receiving element 31a
It is arranged at the origin (0, 0) of the dimensional coordinate system XY,
The ultrasonic receiving element 31b is provided in the two-dimensional coordinate system XY.
It is assumed that it is arranged at a point (0, W) on the axis.

【0042】また、スタイラスペン1による指示位置
が、この2次元座標系X−Y上の点(x、y)であると
するとし、超音波受信素子31aから点(x、y)まで
の距離をa、超音波受信素子31bから点(x、y)ま
での距離をbとすると、 a2=x2+y2 …(1) b2=(W−x)2+y2 …(2) の関係が成立する。この式(1)〜(2)からx、yに
ついて解くと x=(a2−b2+W)/2W …(3) y=±SQRT[a2−{(a2−b2+W2)/2W}2]…(4) ただし、SQRT(A)はAの平方根を示す。
It is assumed that the position pointed by the stylus pen 1 is a point (x, y) on the two-dimensional coordinate system XY, and a distance from the ultrasonic receiving element 31a to the point (x, y). the a, point from the ultrasonic receiving elements 31b (x, y) and the distance to the b, a 2 = x 2 + y 2 ... (1) b 2 = a (W-x) 2 + y 2 ... (2) The relationship is established. When x and y are solved from the equations (1) and (2), x = (a 2 −b 2 + W) / 2W (3) y = ± SQRT [a 2 − {(a 2 −b 2 + W 2 )] / 2W} 2 ] (4) where SQRT (A) indicates the square root of A.

【0043】となる。ここで、Wは既知の値であるの
で、超音波受信素子31aから点(x、y)までの距離
a、超音波受信素子31bから点(x、y)までの距離
bが分かれば、2個の超音波受信素子31a、31bに
固定された2次元座標系X−Y上におけるスタイラスペ
ン1による指示位置(x、y)を求めることができる。
Is as follows. Here, since W is a known value, if the distance a from the ultrasonic receiving element 31a to the point (x, y) and the distance b from the ultrasonic receiving element 31b to the point (x, y) are known, 2 is obtained. The position (x, y) indicated by the stylus pen 1 on the two-dimensional coordinate system XY fixed to the ultrasonic receiving elements 31a and 31b can be obtained.

【0044】この実施の形態においては、超音波受信素
子31aからスタイラスペン1による指示位置(x、
y)までの距離a、超音波受信素子31bからスタイラ
スペン1による指示位置(x、y)までの距離bを、ス
タイラスペン1の先端から出力される超音波を用いて検
出する。
In this embodiment, the position (x,
The distance a to y) and the distance b from the ultrasonic receiving element 31b to the position (x, y) indicated by the stylus pen 1 are detected using the ultrasonic wave output from the tip of the stylus pen 1.

【0045】具体的には、この距離a、距離bの検出
は、スタイラスペン1の先端から出力される超音波が超
音波受信素子31a、31bで検出されるまでの時間T
a、Tbを検出することにより行われる。
More specifically, the distances a and b are detected by detecting the time T until the ultrasonic waves output from the tip of the stylus pen 1 are detected by the ultrasonic receiving elements 31a and 31b.
This is performed by detecting a and Tb.

【0046】すなわち、スタイラスペン1の先端から出
力される超音波の空間伝達速度をCとすると、上記時間
Ta、Tbを検出することにより上記距離a、距離bは a=C×Ta …(5) b=C×Tb …(6) により求めることができる。
That is, assuming that the spatial transmission speed of the ultrasonic wave output from the tip of the stylus pen 1 is C, the distances a and b can be obtained by detecting the times Ta and Tb as follows: a = C × Ta (5) B) = C × Tb (6)

【0047】このスタイラスペン1の先端から出力され
る超音波が超音波受信素子31a、31bで検出される
までの時間Ta、Tbを検出する処理は、図1に示す超
音波受信部30における受信処理部32で行われる。
The processing for detecting the time Ta and Tb until the ultrasonic wave output from the tip of the stylus pen 1 is detected by the ultrasonic receiving elements 31a and 31b is performed by the ultrasonic receiving unit 30 shown in FIG. The processing is performed by the processing unit 32.

【0048】図5は、図1に示す超音波受信部30にお
ける受信処理部32の具体的構成を示したものである。
この実施の形態では、スタイラスペン1の不使用時にこ
のスタイラスペン1を収納するペンホルダ34が設けら
れており、このペンホルダ34には、後に詳述するよう
に、スタイラスペン1の超音波発信手段から出力される
超音波の出力タイミングと受信処理部32における受信
処理との同期をとる同期回路35が設けられている。
FIG. 5 shows a specific configuration of the reception processing section 32 in the ultrasonic receiving section 30 shown in FIG.
In this embodiment, a pen holder 34 for storing the stylus pen 1 when the stylus pen 1 is not used is provided. As will be described in detail later, the pen holder 34 is provided with an ultrasonic transmission unit of the stylus pen 1. A synchronization circuit 35 is provided for synchronizing the output timing of the output ultrasonic wave with the reception processing in the reception processing unit 32.

【0049】この同期回路35は、受信処理部32に設
けられた基本クロック生成回路324から出力される基
本クロックを計数し、その計数値が一定の値になる毎に
スタイラスペン1の超音波発信手段から出力される超音
波の出力タイミングを制御する同期信号を出力するよう
に構成されている。
The synchronization circuit 35 counts the number of basic clocks output from the basic clock generation circuit 324 provided in the reception processing unit 32, and every time the counted value becomes a constant value, the ultrasonic transmission of the stylus pen 1 is performed. It is configured to output a synchronization signal for controlling the output timing of the ultrasonic wave output from the means.

【0050】また、スタイラスペン1には、上記基本ク
ロック生成回路324と同一の周波数の基本クロックを
生成する基本クロック生成回路(後に説明するオシレー
タ13)が設けられており、この基本クロック生成回路
は、スタイラスペン1がペンホルダ34に収納された時
に、上記同期回路35から出力される同期信号を入力し
て、上記受信処理部32に設けられた基本クロック生成
回路324との同期を確立し、スタイラスペン1をペン
ホルダ34から取り出した後は、上記同期回路35と同
様にこの受信処理部32に設けられた基本クロック生成
回路324と同期して動作する基本クロック生成回路か
ら出力される図6(a)に示すような基本クロックを計
数し、図6(b)に示すようにその計数値が一定の値に
なる毎にスタイラスペン1の超音波発信手段から出力さ
れる超音波の出力タイミングを制御するように構成され
ている。
Further, the stylus pen 1 is provided with a basic clock generating circuit (an oscillator 13 described later) for generating a basic clock having the same frequency as the basic clock generating circuit 324. When the stylus pen 1 is stored in the pen holder 34, a synchronization signal output from the synchronization circuit 35 is input to establish synchronization with the basic clock generation circuit 324 provided in the reception processing unit 32, After the pen 1 is taken out of the pen holder 34, as shown in FIG. 6 (a) output from the basic clock generation circuit that operates in synchronization with the basic clock generation circuit 324 provided in the reception processing unit 32, similarly to the synchronization circuit 35. ) Is counted, and as shown in FIG. 6B, the styler is counted every time the counted value becomes a constant value. It is configured to control the output timing of the ultrasonic waves output from the ultrasonic wave transmission means of the pen 1.

【0051】すなわち、スタイラスペン1をペンホルダ
34に収納すると、スタイラスペン1の超音波発信手段
から出力される超音波の出力タイミングと受信処理部3
2における受信処理との同期がとられ、スタイラスペン
1の超音波発信手段から出力される超音波の出力タイミ
ングは同期回路35から受信処理部32に加えられる同
期信号のタイミングと一致することになる。
That is, when the stylus pen 1 is stored in the pen holder 34, the output timing of the ultrasonic wave output from the ultrasonic wave transmitting means of the stylus pen 1 and the reception processing unit 3
2 and the output timing of the ultrasonic wave output from the ultrasonic wave transmitting means of the stylus pen 1 coincides with the timing of the synchronization signal applied from the synchronization circuit 35 to the reception processing unit 32. .

【0052】同期回路35から受信処理部32に加えら
れる同期信号は、受信処理部32のカウンタ321、3
22のリセット端子に加えられ、カウンタ321、32
2はこの同期信号に同期してクリアされる。
The synchronization signal applied from the synchronization circuit 35 to the reception processing unit 32 is output from the counters 321 and 3 of the reception processing unit 32.
Counters 321, 32
2 is cleared in synchronization with this synchronization signal.

【0053】また、カウンタ321、322の計数入力
端子には基本クロック生成回路324から出力される基
本クロックが入力され、またこのカウンタ321、32
2の計数停止を制御する制御入力端子には、スタイラス
ペン1の先端から出力される超音波を受信した時に超音
波受信素子31a、31bからそれぞれ出力される受信
クロックが入力されている。
The basic clock output from the basic clock generating circuit 324 is input to the count input terminals of the counters 321 and 322.
Receiving clocks output from the ultrasonic receiving elements 31a and 31b when an ultrasonic wave output from the tip of the stylus pen 1 is received are input to a control input terminal for controlling the stop of counting of the stylus pen 2.

【0054】すなわち、カウンタ321、322は、ス
タイラスペン1の先端から超音波が出力されるタイミン
グで同時にリセットされ、それぞれ超音波受信素子31
a、31bから受信クロックが入力されるまで基本クロ
ック生成回路324から出力される基本クロックを計数
し、その結果、カウンタ321、322の計数値は、ス
タイラスペン1の先端から出力される超音波が超音波受
信素子31a、31bで検出するまでの時間Ta、Tb
に対応するものになる。
That is, the counters 321 and 322 are simultaneously reset at the timing when the ultrasonic wave is output from the tip of the stylus pen 1, and the ultrasonic receiving elements 31
The basic clock output from the basic clock generation circuit 324 is counted until the reception clock is input from the a and 31b. As a result, the count values of the counters 321 and 322 are determined by the ultrasonic wave output from the tip of the stylus pen 1. Times Ta and Tb until detection by ultrasonic receiving elements 31a and 31b
It corresponds to.

【0055】図7は、このカウンタ321、322によ
る時間Ta、Tbの検出動作をタイミングチャートで示
したものである。すなわち、スタイラスペン1の図示し
ない基本クロック生成回路は図7(a)に示す基本クロ
ックを生成し、図7(b)に示す同期信号の立上がりに
同期してスタイラスペン1の先端から超音波を出力する
ための図7(c)に示す送信クロックを発生し、この送
信クロックに同期してスタイラスペン1の超音波発信手
段を駆動するための図7(d)に示す超音波駆動信号を
発生する。この超音波駆動信号によりスタイラスペン1
の超音波発信手段が駆動され、スタイラスペン1の先端
からは送信クロックが生じている間だけ超音波が出力さ
れる。
FIG. 7 is a timing chart showing the operation of detecting the times Ta and Tb by the counters 321 and 322. That is, a basic clock generation circuit (not shown) of the stylus pen 1 generates a basic clock shown in FIG. 7A, and generates an ultrasonic wave from the tip of the stylus pen 1 in synchronization with the rise of the synchronization signal shown in FIG. 7B. A transmission clock shown in FIG. 7C for output is generated, and an ultrasonic drive signal shown in FIG. 7D for driving the ultrasonic transmission means of the stylus pen 1 is generated in synchronization with the transmission clock. I do. The stylus pen 1 is driven by this ultrasonic drive signal.
Is transmitted, and the ultrasonic wave is output from the tip of the stylus pen 1 only while the transmission clock is generated.

【0056】このスタイラスペン1の先端から出力され
た超音波は超音波受信素子31a、31bで受信され、
超音波受信素子31a、31bからはこの超音波の受信
に対応して図7(e)に示すような受信クロックが出力
される。
The ultrasonic waves output from the tip of the stylus pen 1 are received by the ultrasonic receiving elements 31a and 31b.
A reception clock as shown in FIG. 7E is output from the ultrasonic receiving elements 31a and 31b in response to the reception of the ultrasonic waves.

【0057】そこで、カウンタ321、322では、図
7(b)に示す同期信号の立上がりタイミングから図7
(e)に示す受信クロックの立上がりタイミングまでの
時間T、すなわち時間Ta、Tbを図7(a)に示す基
本クロックを計数することにより求めることができる。
Therefore, in the counters 321 and 322, the rising timing of the synchronizing signal shown in FIG.
The time T up to the rising timing of the reception clock shown in (e), that is, the times Ta and Tb can be obtained by counting the basic clock shown in FIG.

【0058】このカウンタ321、322で計数された
スタイラスペン1の先端から出力される超音波が超音波
受信素子31a、31bで検出するまでの時間Ta、T
bは、受信時間保持回路325、326でそれぞれ保持
され、図1に示した通信部33を介して演算処理部40
に伝送される。
Times Ta and T until the ultrasonic waves output from the tip of the stylus pen 1 counted by the counters 321 and 322 are detected by the ultrasonic receiving elements 31a and 31b.
b is held in the reception time holding circuits 325 and 326, respectively, and is processed by the arithmetic processing unit 40 via the communication unit 33 shown in FIG.
Is transmitted to

【0059】演算処理部40は、通信部33を介して伝
送される上記時間Ta、Tbを受取り、この時間Ta、
Tbに基づきスタイラスペン1により表示部50の画面
上で指示された指示位置を演算する。
The arithmetic processing unit 40 receives the times Ta and Tb transmitted via the communication unit 33, and
The designated position designated on the screen of the display unit 50 by the stylus pen 1 is calculated based on Tb.

【0060】この演算においては、まず、前述した式
(5)〜(6)に基づき、スタイラスペン1から超音波
受信素子31a、31bまでの距離a、bを算出する。
そして、この算出した距離a、bおよび前述した式
(3)〜(4)に基づき、超音波受信素子31a、31
bに固定された2次元座標系X−Y上におけるスタイラ
スペン1による指示位置(x、y)を算出する。そし
て、この算出したスタイラスペン1による指示位置
(x、y)に基づき表示部50における表示制御を行
う。
In this calculation, first, the distances a and b from the stylus pen 1 to the ultrasonic receiving elements 31a and 31b are calculated based on the above-mentioned equations (5) and (6).
Then, based on the calculated distances a and b and the above equations (3) to (4), the ultrasonic receiving elements 31a and 31
The position (x, y) indicated by the stylus pen 1 on the two-dimensional coordinate system XY fixed to b is calculated. Then, display control on the display unit 50 is performed based on the calculated position (x, y) indicated by the stylus pen 1.

【0061】次に、図1に示したスタイラスペン1、超
音波受信部30及び演算処理部40の具体的詳細構成に
ついて説明する。
Next, a specific detailed configuration of the stylus pen 1, the ultrasonic receiving unit 30, and the arithmetic processing unit 40 shown in FIG. 1 will be described.

【0062】この実施の形態に係わる装置で用いるスタ
イラスペン1の外観構造は例えば図8に示す如くの形態
から成る。このスタイラスペン1は、内部に超音波送信
手段を有するとともに、第1ボタン14a,第2ボタン
14b,第3ボタン14cの3つのボタンを有してい
る。ここで、第1ボタン14aは、例えばこのスタイラ
スペン1を用いて描画を行う際に操作されるものであ
る。また、第2ボタン14c、第3ボタンにも、例え
ば、マルチモード機能における表示モードの設定等、当
該スタイラスペン1を用いて実行し得る種々の機能との
対応付けがなされており、それぞれ対応する機能を実行
する際に操作される。
The external structure of the stylus pen 1 used in the device according to this embodiment has a form as shown in FIG. 8, for example. The stylus pen 1 has an ultrasonic transmission unit inside and has three buttons, a first button 14a, a second button 14b, and a third button 14c. Here, the first button 14a is operated when drawing is performed using the stylus pen 1, for example. The second button 14c and the third button are also associated with various functions that can be executed using the stylus pen 1, such as setting of a display mode in the multi-mode function. Operated when executing a function.

【0063】これにより、本実施の形態においては、例
えば、スタイラスペン1に設けられた第1ボタン14a
の操作状態がオン状態に制御されている時には、このス
タイラスペン1に描画ペンとしての機能を与え、このス
タイラスペン1に設けられた第2ボタン14bの操作状
態がオン状態に制御されている時には、このスタイラス
ペン1にイレーサ、すなわち消しゴムとしての機能を与
える等の運用が可能となる。
Thus, in the present embodiment, for example, the first button 14a provided on the stylus pen 1
When the operation state of the stylus pen 1 is controlled to the ON state, the stylus pen 1 is given a function as a drawing pen. When the operation state of the second button 14b provided to the stylus pen 1 is controlled to the ON state, It is possible to operate the stylus pen 1 such as giving it a function as an eraser, that is, an eraser.

【0064】図9は、このスタイラスペン1の内部回路
構成を示したものである。同図からも分かるように、こ
のスタイラスペン1は、該スタイラスペン1からの超音
波の送信タイミングを制御する送信タイミング制御部1
1、オペアンプ16を有し送信タイミング制御部11か
ら出力された超音波送出器駆動信号を増幅するアンプ部
15、超音波送出器18を有しアンプ部15から出力さ
れる超音波送出器駆動信号により超音波を送出する送出
部17を具備している。
FIG. 9 shows an internal circuit configuration of the stylus pen 1. As can be seen from the figure, this stylus pen 1 is a transmission timing control unit 1 that controls the transmission timing of ultrasonic waves from the stylus pen 1.
1. An amplifier 15 having an operational amplifier 16 for amplifying the ultrasonic transmitter driving signal output from the transmission timing controller 11, and an ultrasonic transmitter driving signal output from the amplifier 15 having an ultrasonic transmitter 18 And a transmitting unit 17 for transmitting ultrasonic waves.

【0065】送信タイミング制御部11には、更に、図
8に示した第1ボタン14a,第2ボタン14b,第3
ボタン14cから成るボタン14の出力及び基本クロッ
クを生成するオシレータ(基本クロック生成部)13か
らの基本クロックに応じてこのスタイラスペン1からの
超音波送信タイミング制御の状態遷移を制御するシーケ
ンサ12が設けられている。
The transmission timing control section 11 further includes a first button 14a, a second button 14b, and a third button 14b shown in FIG.
A sequencer 12 is provided for controlling the state transition of the ultrasonic transmission timing control from the stylus pen 1 in accordance with the output of the button 14 composed of the button 14c and the basic clock from the oscillator (basic clock generator) 13 for generating the basic clock. Have been.

【0066】図10は、図1に示した超音波受信部30
及び演算処理部40の具体的構成を示したものである。
同図において、超音波受信部30は、受信処理部32、
通信部33から構成される。
FIG. 10 shows the ultrasonic receiving unit 30 shown in FIG.
2 shows a specific configuration of the arithmetic processing unit 40.
In the figure, an ultrasonic receiving unit 30 includes a reception processing unit 32,
The communication unit 33 is configured.

【0067】ここで、超音波受信部30は図1に示した
超音波受信素子31a、31bから構成される受信セン
サ部31からの超音波受信出力を入力処理する。受信処
理部32は、アンプ部60、受信タイミング制御部70
から成り、アンプ部60にはオペアンプ61が設けら
れ、受信タイミング制御部70にはカウンタ、レジスタ
71、シーケンサ72、オシレータ73、SCC(シリ
アル通信制御部)初期化部74が設けられている。
Here, the ultrasonic receiving section 30 performs an input process on the ultrasonic receiving output from the receiving sensor section 31 composed of the ultrasonic receiving elements 31a and 31b shown in FIG. The reception processing unit 32 includes an amplifier unit 60, a reception timing control unit 70
The amplifier section 60 is provided with an operational amplifier 61, and the reception timing control section 70 is provided with a counter, a register 71, a sequencer 72, an oscillator 73, and an SCC (serial communication control section) initialization section 74.

【0068】ここで、カウンタ、レジスタ71は、図5
に示したカウンタ321、322、及び受信時間保持回
路325、326に対応し、オシレータ73は基本クロ
ックを生成する図5に示した基本クロック生成回路32
4に対応する。
Here, the counter and the register 71 correspond to those shown in FIG.
The oscillator 73 corresponds to the counters 321 and 322 and the reception time holding circuits 325 and 326 shown in FIG. 5, and generates the basic clock.
Corresponds to 4.

【0069】また、シーケンサ72は、オシレータ73
から出力される基本クロックに基づきこの受信タイミン
グ制御部70の受信タイミング制御の遷移状態を制御す
るものである。このシーケンサ72は、図5に示したペ
ンホルダ34の同期回路35からの同期信号(リセット
信号)によりリセットされ、受信タイミング制御部70
における受信タイミング制御の遷移状態を制御する。ま
た、通信部33には、SCC(シリアル通信制御部)3
31及びRS232Cインタフェースを駆動するための
232Cドライバ332が設けられている。
The sequencer 72 includes an oscillator 73
The transition state of the reception timing control of the reception timing control unit 70 is controlled based on the basic clock output from. The sequencer 72 is reset by a synchronization signal (reset signal) from the synchronization circuit 35 of the pen holder 34 shown in FIG.
The transition state of the reception timing control is controlled. The communication unit 33 includes an SCC (serial communication control unit) 3
A 232C driver 332 for driving the RS232C 31 and the RS232C interface is provided.

【0070】また、図10において、演算処理部40
は、所定のアプリケーションが搭載され、スタイラスペ
ン1の指示位置に対応した表示を制御するウインドウ処
理部やマウスドライバ等を有し、RS232Cインタフ
ェースを介して超音波受信部30の通信部33に接続さ
れるパーソナルコンピュータから構成される。
In FIG. 10, the arithmetic processing unit 40
Is equipped with a predetermined application, has a window processing unit and a mouse driver for controlling display corresponding to the position indicated by the stylus pen 1, and is connected to the communication unit 33 of the ultrasonic receiving unit 30 via the RS232C interface. It consists of a personal computer.

【0071】ところで、本実施の形態に係わる装置で
は、複数のスタイラスペンを同時使用可能なマルチペン
機能もサポートしており、このマルチペン機能を選択す
るか否か及び同時に使用するスタイラスペンの数につい
ては図示しないディップスイッチにより切換え可能に構
成されている。
The apparatus according to the present embodiment also supports a multi-pen function that allows simultaneous use of a plurality of stylus pens. Whether or not to select the multi-pen function and the number of stylus pens to be used simultaneously are determined. It can be switched by a dip switch (not shown).

【0072】図11は、本実施の形態の構成において、
マルチペン機能が選択された場合におけるPenNo=
#0のスタイラスペンおよびPenNo=#1のスタイ
ラスペンの超音波送信タイミング制御をタイミングチャ
ートで示したものである。
FIG. 11 shows the configuration of the present embodiment.
PenNo when the multi-pen function is selected
9 is a timing chart showing ultrasonic wave transmission timing control of the stylus pen of # 0 and the stylus pen of PenNo = # 1.

【0073】この例において、PenNo=#0のスタ
イラスペン及びPenNo=#1のスタイラスペンはそ
れぞれ4回の超音波送信タイミング(◇数字1〜4で示
す。以下、フレーム#1〜#4という)を1単位として
交互に超音波を送出する。
In this example, the stylus pen with PenNo = # 0 and the stylus pen with PenNo = # 1 each have four ultrasonic transmission timings (shown by $ numbers 1-4, hereinafter referred to as frames # 1- # 4). Are alternately transmitted as a unit.

【0074】すなわち、図11に示すように、PenN
o=0のスタイラスペン、すなわちスタイラスペンPe
n#0は、4回の超音波送信タイミングを1ブロックと
して超音波を送出する。ここで、各超音波送信タイミン
グにおける超音波送出期間はTsendであり、その超
音波送出間隔はTwaitである。そしてこの4回の超
音波送信タイミングの1回目の超音波送信タイミングに
おいては、このスタイラスペンPen#0の位置に対応
して表示部50に表示されるカーソルを追従移動制御す
るために常時超音波を送出する。また、2回目の超音波
送信タイミングにおいては、このスタイラスペンPen
#0で第1ボタン14aが押された時のみ超音波を送出
する。また、3回目の超音波送信タイミングにおいて
は、このスタイラスペンPen#0で第2ボタン14b
が押された時のみ超音波を送出する。また、4回目の超
音波送信タイミングにおいては、このスタイラスペンP
en#0で第3ボタン14cが押された時のみ超音波を
送出する。
That is, as shown in FIG.
stylus pen with o = 0, ie, stylus pen Pe
n # 0 transmits ultrasonic waves with four ultrasonic transmission timings as one block. Here, the ultrasonic transmission period at each ultrasonic transmission timing is Tsend, and the ultrasonic transmission interval is Twwait. At the first ultrasonic transmission timing of the four ultrasonic transmission timings, the ultrasonic wave is constantly controlled to follow the cursor displayed on the display unit 50 in accordance with the position of the stylus pen Pen # 0. Is sent. At the second ultrasonic transmission timing, the stylus pen Pen
The ultrasonic wave is transmitted only when the first button 14a is pressed in # 0. At the third ultrasonic transmission timing, the stylus pen Pen # 0 is used for the second button 14b.
Transmits ultrasonic waves only when is pressed. At the fourth ultrasonic transmission timing, the stylus pen P
Ultrasonic waves are transmitted only when the third button 14c is pressed at en # 0.

【0075】同様に、PenNo=1のスタイラスペ
ン、すなわちスタイラスペンPen#1においても、4
回の超音波送信タイミングを1ブロックとして超音波を
送出する。すなわち、この4回の超音波送信タイミング
の1回目の超音波送信タイミングにおいてはこのスタイ
ラスペンPen#1の位置に対応して表示部50に表示
されるカーソルを追従移動制御するために常時超音波を
送出する。また、2回目の超音波送信タイミングにおい
ては、このスタイラスペンPen#1で第1ボタン14
aが押された時のみ超音波を送出する。また、3回目の
超音波送信タイミングにおいては、このスタイラスペン
Pen#1で第2ボタン14bが押された時のみ超音波
を送出する。また、4回目の超音波送信タイミングにお
いては、このスタイラスペンPen#1で第3ボタン1
4cが押された時のみ超音波を送出する。
Similarly, in the stylus pen with PenNo = 1, that is, in the stylus pen Pen # 1, 4
Ultrasonic waves are transmitted with one ultrasonic transmission timing as one block. In other words, in the first ultrasonic transmission timing of the four ultrasonic transmission timings, the ultrasonic wave is constantly controlled to follow the cursor displayed on the display unit 50 in correspondence with the position of the stylus pen Pen # 1. Is sent. At the second ultrasonic transmission timing, the first button 14 is pressed with the stylus pen Pen # 1.
The ultrasonic wave is transmitted only when a is pressed. At the third ultrasonic transmission timing, ultrasonic waves are transmitted only when the second button 14b is pressed with the stylus pen Pen # 1. At the fourth ultrasonic transmission timing, the third button 1 is pressed by the stylus pen Pen # 1.
The ultrasonic wave is transmitted only when 4c is pressed.

【0076】なお、各超音波送信タイミングで発生され
る超音波駆動信号(超音波駆動クロック)は、例えばF
Hzの信号であり、超音波駆動クロックは図9に示した
アンプ部15を介して送出部17に加えられ、送出部1
7からは、このFHzの超音波が送出される。
The ultrasonic drive signal (ultrasonic drive clock) generated at each ultrasonic transmission timing is, for example, F
Hz signal, and the ultrasonic drive clock is applied to the transmission unit 17 via the amplifier unit 15 shown in FIG.
7 transmits this FHz ultrasonic wave.

【0077】なお、図11では、マルチペン機能が選択
された場合における超音波送信タイミングついて説明し
たが、スタイラスペンがPenNO=0の一本であり、
マルチペン機能が選択されていない場合は、同図に示し
たスタイラスペンPen#0による超音波送信タイミン
グ制御のみが、このPenNO=0のスタイラスペンが
図5に示すペンホルダ34に収納され、このペンホルダ
34の同期回路35から同期信号を受け取るまで繰り返
されることになる。また、マルチペン機能が選択され、
同時に使用するスタイラスペンの数が3本以上の場合
は、それぞれのスタイラスペンがそれぞれ4回の超音波
送信タイミングを1単位として順次超音波を送出するこ
とになる。
In FIG. 11, the ultrasonic wave transmission timing when the multi-pen function is selected has been described.
When the multi-pen function is not selected, only the ultrasonic transmission timing control by the stylus pen Pen # 0 shown in FIG. 7 is stored in the pen holder 34 shown in FIG. Is repeated until a synchronization signal is received from the synchronization circuit 35 of FIG. Also, the multi-pen function is selected,
When the number of stylus pens used simultaneously is three or more, each stylus pen sequentially transmits ultrasonic waves with four ultrasonic transmission timings as one unit.

【0078】更に、上記の例ではスタイラスペンPen
#0,Pen#1における超音波送信タイミングを4回
と規定したが、この超音波送信タイミングの回数は、こ
れらスタイラスペンPen#0,Pen#1に設けられ
るボタン14の数や運用条件等に応じて任意に設定でき
る。また、上記の例では、スタイラスペンPen#0,
Pen#1の例えば描画時に操作する第1ボタン14a
の押下に対して、2回目の超音波送信タイミングにおい
てのみ当該第1ボタン14aが押されたことを示す超音
波を発生するようにしているが、当該第1ボタン14a
の押下時、上記2回目の超音波送信タイミングと例えば
5回目の超音波送信タイミングとにおいて当該第1ボタ
ン14aが押されたことを示す超音波を発生するように
構成することもできる。この場合には、上記第1ボタン
14aの描画に係わる指示位置の検出密度(サンプリン
グ周期)を高くでき、更に高精度の指示位置検出が可能
となる。
Further, in the above example, the stylus pen Pen
Although the ultrasonic transmission timing in # 0 and Pen # 1 is defined as four times, the number of ultrasonic transmission timings depends on the number of buttons 14 provided on the stylus pens Pen # 0 and Pen # 1, operating conditions, and the like. It can be set as desired. In the above example, the stylus pen Pen # 0,
First button 14a operated at the time of drawing of Pen # 1, for example
When the first button 14a is pressed, an ultrasonic wave indicating that the first button 14a is pressed is generated only at the second ultrasonic transmission timing.
When the button is pressed, an ultrasonic wave indicating that the first button 14a has been pressed may be generated at the second ultrasonic transmission timing and, for example, at the fifth ultrasonic transmission timing. In this case, the detection density (sampling cycle) of the designated position related to the drawing of the first button 14a can be increased, and the designated position can be detected with higher accuracy.

【0079】図11に示したスタイラスペンPen#
0,Pen#1側の超音波送信タイミングに対し、超音
波受信部30の受信タイミング制御部70におけるシー
ケンサ72では、上記超音波送信タイミング(各フレー
ム#1〜#4)に同期して超音波受信素子31a,31
bで受信した受信信号の処理を行い、演算処理部40で
は例えば上述したPen#0とPen#1の2本のスタ
イラスペンの位置をそれぞれ算出する。
The stylus pen Pen # shown in FIG.
The sequencer 72 in the reception timing control unit 70 of the ultrasonic receiving unit 30 synchronizes the ultrasonic transmission timing on the 0, Pen # 1 side with the ultrasonic transmission timing (the respective frames # 1 to # 4). Receiving elements 31a, 31
The received signal received in step b is processed, and the arithmetic processing unit 40 calculates the positions of the two stylus pens Pen # 0 and Pen # 1 described above, for example.

【0080】ここで、上記各フレーム#1〜#4は、前
述の如くに同期化の図られた超音波送信側(スタイラス
ペンPen#0及びPen#1)と超音波受信側(超音
波受信部30)とで同一の意味付けがなされている。こ
れにより、超音波受信部30のシーケンサ72では、フ
レーム#1での受信信号に応じてスタイラスペンPen
#0及びPen#1毎における超音波受信素子31a,
31bとの間の距離を算出し得ると同時に、フレーム#
2〜#4での受信信号に応じてこれら各ペンPen#0
及びPen#1における第1,第2,第3の各ボタン1
4a,14b,14cの押下状況の認識が行える。ここ
で算出された距離及び認識されたボタン押下状況は、当
該受信タイミング制御部70から通信部33を通じて演
算処理部40へと送信される。
Here, the frames # 1 to # 4 are synchronized with the ultrasonic transmitting side (stylus pens Pen # 0 and Pen # 1) and the ultrasonic receiving side (ultrasonic reception) as described above. Section 30) has the same meaning. Accordingly, the sequencer 72 of the ultrasonic receiving unit 30 responds to the received signal in the frame # 1 by using the stylus pen Pen.
The ultrasonic receiving element 31a for each of # 0 and Pen # 1,
31b and the frame #
Each of these pens Pen # 0 according to the received signals at # 2 to # 4
And first, second, and third buttons 1 in Pen # 1 and Pen # 1
It is possible to recognize the pressing state of 4a, 14b, 14c. The calculated distance and the recognized button pressing state are transmitted from the reception timing control unit 70 to the arithmetic processing unit 40 through the communication unit 33.

【0081】図12は、受信タイミング制御部70から
演算処理部40に送信されるデータの構造の一例を示す
図である。このデータは3バイトから構成され、第1バ
イト〔同図(a)〕はスタイラスペン1に実装された各
ボタン14の押下状態を示している。第2バイト〔同図
(b)〕は、超音波受信部30における超音波受信素子
31aからスタイラスペン1までの距離すなわち図4に
おける距離aを示す値である。第3バイト〔同図
(c)〕は、超音波受信部30における超音波受信素子
31bからスタイラスペン1までの距離すなわち図4に
おける距離bを示す値である。
FIG. 12 is a diagram showing an example of the structure of data transmitted from the reception timing control unit 70 to the arithmetic processing unit 40. This data is composed of three bytes, and the first byte (FIG. 3A) shows the pressed state of each button 14 mounted on the stylus pen 1. The second byte [(b) in the figure] is a value indicating the distance from the ultrasonic receiving element 31a in the ultrasonic receiving unit 30 to the stylus pen 1, that is, the distance a in FIG. The third byte [(c) in the figure] is a value indicating the distance from the ultrasonic receiving element 31b in the ultrasonic receiving unit 30 to the stylus pen 1, that is, the distance b in FIG.

【0082】第2,3バイトの値は、図5における基本
クロック生成回路324にて作られた基本クロックが、
スタイラスペン1から超音波が送出され、超音波受信素
子31a,31bにてそれぞれ受信されるまでカウンタ
321,322でカウントされた数をそれぞれ示してい
る。このカウント値を利用して、演算処理部40にて、
例えば上記基本クロックが1MHzであるならば、1ク
ロック時間は1usecであり第2,3バイトの1bit が
超音波が1usec 間で空気中を伝播する距離(0.344m
m)であることを利用して、各超音波受信素子31a,
31bとスタイラスペン1との距離を算出する。更に、
この算出された各超音波受信素子31a,31bとスタ
イラスペン1の距離を用いて、入力面(図4参照)上に
設定された座標軸におけるスタイラスペン1の座標を算
出する。この算出方法は上述した通りである。
The values of the second and third bytes are obtained by converting the basic clock generated by the basic clock generation circuit 324 in FIG.
The numbers counted by the counters 321 and 322 until the ultrasonic waves are transmitted from the stylus pen 1 and received by the ultrasonic receiving elements 31a and 31b, respectively, are shown. Using this count value, the arithmetic processing unit 40
For example, if the above basic clock is 1 MHz, one clock time is 1 μsec, and 1 bit of the second and third bytes is a distance (0.344 m
m), each ultrasonic receiving element 31a,
The distance between the stylus pen 1b and the stylus pen 1 is calculated. Furthermore,
Using the calculated distances between the ultrasonic receiving elements 31a and 31b and the stylus pen 1, the coordinates of the stylus pen 1 on the coordinate axes set on the input surface (see FIG. 4) are calculated. This calculation method is as described above.

【0083】ところで、この演算処理部40での位置座
標の算出精度は、前段の受信タイミング制御部70にお
ける距離計測精度に依存する。受信タイミング制御部7
0において正確な距離計測を行うためには、超音波受信
素子31a,31bからの受信信号を確実に受信処理す
る必要があることは言うまでもないが、たとえ確実な受
信処理がなされたとしても、超音波の送信側であるスタ
イラスペン1が操作者の扱いによりぶれたり傾いたりし
た場合には、上記受信処理だけでは正確な距離計測に対
処できなくなる。
Incidentally, the calculation accuracy of the position coordinates in the arithmetic processing unit 40 depends on the distance measurement accuracy in the reception timing control unit 70 in the preceding stage. Receive timing control unit 7
It is needless to say that in order to perform an accurate distance measurement at 0, it is necessary to surely receive the signals received from the ultrasonic receiving elements 31a and 31b, but even if the reliable receiving processing is performed, When the stylus pen 1 on the transmitting side of the sound wave is shaken or tilted by the handling of the operator, it is not possible to cope with accurate distance measurement only by the reception processing.

【0084】この受信タイミング制御部70における距
離計測精度を低下させる超音波送信側の要因について、
図13〜図16を参照して検証してみる。
Factors on the ultrasonic transmission side that reduce the distance measurement accuracy in the reception timing control unit 70 will be described.
The verification will be made with reference to FIGS.

【0085】図13は、この種の装置に用いられるスタ
イラスペンにおける超音波送信器の実装形態の一例を示
した図である。ここで、同図(a)はスタイラスペンの
側面図を示し、同図(b)は、同図(a)をペン先側か
ら見た図である。同図からも分かるように、このスタイ
ラスペンは、超音波送出器(圧電振動子)をペン外部に
実装して成る。他方、本発明に係わる超音波位置検出機
構においては、スタイラスペンの位置として実際には超
音波送出器の位置を検出することから、図13に示すよ
うなスタイラスペンの使用時には、可能な限り超音波送
出器はペン先に近い位置に実装するのが好ましい。しか
しながら、スタイラスペンの先端に超音波振動子を実装
することは物理的に困難である。よって、スタイラスペ
ンを上記構成とした場合、図14に示すようにスタイラ
スペンの傾き〔同図(a)〕及び回転〔同図(b)〕が
原因で、超音波送出器の位置が移動してしまう。これに
より、スタイラスペンのペン先が同じ位置を指していて
も、超音波位置検出機構は異なる位置の検出をしてしま
い入力精度が低下せざるを得ない。従って、上記構成の
スタイラスペンを用いて手書き入力を行った場合、簡単
な図形及び平仮名レベルの入力は可能であるが、精細な
図形や漢字を入力することは極めて困難となる。このよ
うに、超音波を空中に伝播させてスタイラスペンの位置
を検出する場合、実用レベルの入力精度を得ようとする
ならば、スタイラスペンにおける超音波送出器の実装方
法は非常に重要な問題となる。
FIG. 13 is a diagram showing an example of a mounting form of an ultrasonic transmitter in a stylus pen used in this type of apparatus. Here, FIG. 1A shows a side view of the stylus pen, and FIG. 2B shows the stylus pen viewed from the pen tip side. As can be seen from the figure, this stylus pen is configured by mounting an ultrasonic transmitter (piezoelectric vibrator) outside the pen. On the other hand, in the ultrasonic position detecting mechanism according to the present invention, since the position of the ultrasonic transmitter is actually detected as the position of the stylus pen, when the stylus pen as shown in FIG. The sound wave transmitter is preferably mounted at a position close to the pen tip. However, it is physically difficult to mount the ultrasonic vibrator on the tip of the stylus pen. Therefore, when the stylus pen is configured as described above, the position of the ultrasonic transmitter is shifted due to the inclination [FIG. 14 (a)] and rotation [FIG. 14 (b)] of the stylus pen as shown in FIG. Would. As a result, even when the stylus pen tip points to the same position, the ultrasonic position detection mechanism detects a different position, and the input accuracy must be reduced. Therefore, when handwriting input is performed using the stylus pen having the above configuration, it is possible to input simple figures and hiragana levels, but it is extremely difficult to input fine figures and kanji. As described above, when detecting the position of the stylus pen by propagating the ultrasonic waves in the air, the method of mounting the ultrasonic transmitter in the stylus pen is a very important problem if it is desired to obtain a practical level of input accuracy. Becomes

【0086】図15は、この種の装置に用いられるスタ
イラスペンにおける超音波送信器の実装形態の別の例を
示した図である。このスタイラスペンは、いわゆる超音
波スタイラスペンの形態を成すものであり、ペン内部に
圧電素子と共に電池、制御回路当該が実装されている。
この超音波スタイラスペンでは、電池により電圧の供給
を受けた制御回路が圧電素子に超音波駆動信号を送出
し、これにより圧電素子が超音波を生成させる。そし
て、このスタイラスペンでの超音波駆動信号のタイミン
グも、前述したように、常にオン/オフを繰り返すので
はなく、オン/オフを繰り返す期間及びオフの期間の組
み合わせにより実現される。
FIG. 15 is a diagram showing another example of the mounting form of the ultrasonic transmitter in the stylus pen used in this type of apparatus. This stylus pen is in the form of a so-called ultrasonic stylus pen, in which a battery and a control circuit are mounted together with a piezoelectric element inside the pen.
In this ultrasonic stylus pen, a control circuit supplied with a voltage from a battery sends an ultrasonic drive signal to the piezoelectric element, and the piezoelectric element generates ultrasonic waves. As described above, the timing of the ultrasonic drive signal with the stylus pen is not always repeated on / off, but is realized by a combination of a period in which on / off is repeated and a period of off.

【0087】生成された超音波はスタイラスペン先に向
かって空気中を伝播し、超音波反射板に反射して、その
一部が超音波通過窓を通り抜けてスタイラスペン外部に
伝播する。この時、超音波反射板は超音波を効率よく反
射させるために、硬質な物質で作られる。また、反射し
た超音波を360度に渡って超音波通過窓を介してスタ
イラスペン外部に伝播させるために、超音波反射板は円
錐形のような形状を成し、圧電素子から伝播してきた超
音波を超音波通過窓に向けて反射させる。また、超音波
受信器がある特定位置に集中して設置されているような
場合には、図16に示すように、超音波がその方向にの
み反射するような板状の反射板を設ける構成とすること
もできる。更に、超音波通過窓は可能な限り大きく穴を
開けて形成することによって、反射された超音波をスタ
イラスペン外部に効率よく伝播させることが可能とな
る。
The generated ultrasonic wave propagates in the air toward the tip of the stylus pen, is reflected by the ultrasonic reflecting plate, and a part of the ultrasonic wave propagates through the ultrasonic wave passage window and propagates outside the stylus pen. At this time, the ultrasonic reflector is made of a hard material in order to efficiently reflect ultrasonic waves. Further, in order to propagate the reflected ultrasonic waves through the ultrasonic passage window through 360 degrees to the outside of the stylus pen, the ultrasonic reflecting plate has a conical shape, and the ultrasonic reflecting plate propagates from the piezoelectric element. The sound wave is reflected toward the ultrasonic wave passing window. Further, in a case where the ultrasonic receiver is installed at a specific position in a concentrated manner, as shown in FIG. 16, a configuration is provided in which a plate-like reflecting plate that reflects the ultrasonic wave only in that direction is provided. It can also be. Further, by forming the ultrasonic wave passing window as large as possible, the reflected ultrasonic wave can be efficiently transmitted to the outside of the stylus pen.

【0088】なお、図15,図16に示したような反射
板を実装したスタイラスペンを用いた場合、このスタイ
ラスペンから送出された超音波を受信処理する受信処理
部32は、図4に示す超音波送/受信器間の距離a,b
値を算出した後、それぞれの算出値から図15,図16
に示す圧電素子/超音波反射板間の距離Lだけ減算をし
なければならない。この演算を行うことによって、超音
波反射板の実装されている位置、すなわちスタイラスペ
ンのペン先から超音波受信器までの距離を正確に求める
ことができる。
When a stylus pen having a reflector as shown in FIGS. 15 and 16 is used, the reception processing unit 32 for receiving and processing the ultrasonic waves transmitted from the stylus pen is shown in FIG. Distance a, b between ultrasonic transmitter / receiver
After calculating the values, FIG. 15 and FIG.
Must be subtracted by the distance L between the piezoelectric element and the ultrasonic reflecting plate shown in FIG. By performing this calculation, the position where the ultrasonic reflector is mounted, that is, the distance from the pen tip of the stylus pen to the ultrasonic receiver can be accurately obtained.

【0089】しかしながら、上述した超音波反射板を実
装する超音波スタイラスペンを用いたとしても、図14
に示すようなスタイラスペンのふれによる問題を完全に
解決することはできない。これは、超音波を感度良く超
音波受信器に受信させる為には、ある程度の大きさの超
音波反射板及び超音波通過窓が必要であり、また、スタ
イラスペンのペン先には描画モードを認識させる為のプ
ッシュスイッチを実装する場合が多く、これらの制約に
よって、スタイラスペンの先端に超音波反射板を実装す
ることが困難であるからに他ならない。また、仮に、ス
タイラスペンの先端に限りなく近い位置に反射板を実装
し得たとしても、操作者の手の震えにより、描画モード
入力時に波打つような描画が行われる可能性があり、ス
タイラスペンの先端と検出位置とを常時完全に一致させ
るには限界がある。上述した2つの原因すなわちスタイ
ラスペンの傾きや回転、あるいはスタイラスペンそのも
のの震えによって、滑らかでかつ正確な入力が行えない
場合が少なくない。
However, even if the ultrasonic stylus pen on which the above-mentioned ultrasonic reflecting plate is mounted is used, FIG.
However, it is impossible to completely solve the problem caused by the stylus pen shake as shown in FIG. This is because, in order for the ultrasonic receiver to receive ultrasonic waves with high sensitivity, an ultrasonic reflector of a certain size and an ultrasonic passage window are required, and the drawing mode is set on the pen tip of the stylus pen. In many cases, a push switch for recognition is mounted, and it is difficult to mount an ultrasonic reflector on the tip of the stylus pen due to these restrictions. Also, even if the reflector can be mounted as close as possible to the tip of the stylus pen, the shaking of the operator may cause wavy drawing when entering the drawing mode. There is a limit to always completely matching the tip of the sensor with the detection position. In many cases, smooth and accurate input cannot be performed due to the two causes described above, that is, the tilt or rotation of the stylus pen or the shake of the stylus pen itself.

【0090】こうした原因に基づくスタイラスペンの位
置座標の誤算出を回避するための一方法として、超音波
受信部30から各超音波受信素子31a,31bと超音
波送信器間の距離を受け取りスタイラスペン位置座標を
算出する演算処理部40(図10ではPCがそれに当た
る。)において、以下の式(7),(8)を用いた補正
処理を行うことが考えられる。なお、この例の場合、座
標系として2次元座標系を想定している。
As one method for avoiding erroneous calculation of the position coordinates of the stylus pen based on such a cause, the distance between each of the ultrasonic receiving elements 31a and 31b and the ultrasonic transmitter is received from the ultrasonic receiving unit 30 and the stylus pen is received. It is conceivable to perform correction processing using the following equations (7) and (8) in the arithmetic processing unit 40 (PC in FIG. 10) that calculates position coordinates. In this case, a two-dimensional coordinate system is assumed as the coordinate system.

【0091】 X=(X0+3×X1+2×X2+2×X3+2×X4)÷10 …(7) Y=(Y0+3×Y1+2×Y2+2×Y3+2×Y4)÷10 …(8) ここで、X,Yは上位ソフトウェアに引き渡すスタイラ
スペン座標値。X0,Y0は算出された最新のスタイラ
スペン座標値。Xn,Yn(n=1〜4)はn回前に上
位ソフトウェアに引き渡されたスタイラスペン座標値で
ある。
X = (X0 + 3 × X1 + 2 × X2 + 2 × X3 + 2 × X4) ÷ 10 (7) Y = (Y0 + 3 × Y1 + 2 × Y2 + 2 × Y3 + 2 × Y4) ÷ 10 (8) Here, X and Y are upper software. Stylus pen coordinates to pass to. X0 and Y0 are the calculated latest stylus pen coordinate values. Xn and Yn (n = 1 to 4) are stylus pen coordinate values transferred to the host software n times ago.

【0092】この補正処理を行うことによって、スタイ
ラスペンの傾きや手ぶれによる影響を回避し、滑らかな
入力が実現可能となる。この補正方式は、数回前からサ
ンプリングされたスタイラスペン座標値の平均を取るこ
とで、安定したスタイラスペン座標値を生成するという
単純な方法ではあるが、効果は極めて高いと言える。
By performing this correction processing, it is possible to avoid the influence of the inclination and hand shake of the stylus pen and realize a smooth input. This correction method is a simple method of generating stable stylus pen coordinate values by averaging stylus pen coordinate values sampled several times before, but it can be said that the effect is extremely high.

【0093】しかしながら、この補正方式は、上位ソフ
トウェアに引き渡すスタイラスペン座標値を算出するに
あたって、過去数回前までのスタイラスペンのサンプリ
ング座標データを参考にしているので、スタイラスペン
の動きに対して反応(追従性)が鈍くなり、操作者に大
きなストレスを与えてしまうことになる。
However, this correction method refers to the stylus pen sampling coordinate data up to several times before in calculating the stylus pen coordinate value to be transferred to the host software. (Followability) becomes dull, and a great stress is given to the operator.

【0094】この点に関し、例えば、描画時には、ある
程度レスポンスが悪くなることは許容可能である。その
理由は、描画に際しては、操作者は滑らかな入力を行う
べくゆっくりとスタイラスペンを移動させて入力を行う
ことが一般的と認められるからである。これ以外に、滑
らかでかつ正確な入力が必要となるケースとしては、例
えば1辺1cm程度の四角形の領域に、複雑な漢字を手書
き描画する場合、あるいはスタイラスペンにて正確に入
力面のある1点を指し示したい場合等が考えられる。従
って、上記描画や位置指示の操作を認識して、上記
(7),(8)式に基づく重たい補正処理を行えば、描
画線や指示位置が波打つ等の障害は回避可能となる。逆
に、例えば、表示画面上で単にカーソルを移動させるだ
けといったケースでは、スタイラスペン1の移動に対す
るレスポンスのみが最重要であって、カーソルの移動軌
跡が波打つ等の障害は殆ど問題とならない。
In this regard, for example, it is acceptable that the response is somewhat degraded at the time of drawing. The reason is that it is generally accepted that an operator performs an input by slowly moving a stylus pen in order to perform a smooth input when drawing. In addition to this, a case where smooth and accurate input is required is, for example, when drawing a complex Chinese character by hand in a square area of about 1 cm on a side, or when a stylus pen is used to accurately draw an input surface. There may be a case where it is desired to indicate a point. Therefore, by recognizing the above-described drawing or position designation operation and performing heavy correction processing based on the above-described equations (7) and (8), it is possible to avoid obstacles such as wavy drawing lines and designated positions. Conversely, for example, in a case where the cursor is simply moved on the display screen, only the response to the movement of the stylus pen 1 is the most important, and an obstacle such as a wavy movement of the cursor hardly causes a problem.

【0095】かかる運用状況に鑑み、本発明では、要求
に応じて、滑らかでかつ正確な入力が必要な特定の入力
操作を設定し、操作者がその特定操作を実行したことを
認識して、当該特定操作に対応した補正方式を適応させ
るものである。すなわち、精度が要求される操作に対し
ては当該操作に対応した重い補正処理〔上記式(7)及
び(8)参照〕を実行し、精度が要求されない操作に
は、補正を行わないか、あるいは上記とは別の軽い補正
処理を実行する。この本発明の補正処理によれば、不必
要な追従性の劣化を招くことなく、すなわち操作者にス
トレスを与えることなく、必要に応じて滑らかでかつ正
確な入力を実現できる。
In view of such an operation situation, according to the present invention, a specific input operation requiring smooth and accurate input is set according to a request, and it is recognized that the operator has executed the specific operation. The correction method corresponding to the specific operation is adapted. That is, a heavy correction process (see the above equations (7) and (8)) corresponding to the operation is performed for an operation requiring accuracy, and no correction is performed for an operation requiring no accuracy. Alternatively, a light correction process different from the above is executed. According to the correction processing of the present invention, smooth and accurate input can be realized as necessary without causing unnecessary deterioration of follow-up performance, that is, without giving stress to the operator.

【0096】本発明の実施の形態に係わる装置(図1参
照)において、上述したペン操作状況に対応した補正処
理の適応制御は、演算処理部40の演算部42において
行われる。図17は、この演算部42の機能構成を示す
ブロック図であり、データ取込部421、演算実行部4
22、ペン操作状況認識部423、補正処理適応制御部
424を具備して構成される。なお、図10に例示した
装置においては、上記演算部42はPCに相当する。
In the apparatus according to the embodiment of the present invention (see FIG. 1), the adaptive control of the correction processing corresponding to the pen operation situation described above is performed in the arithmetic section 42 of the arithmetic processing section 40. FIG. 17 is a block diagram showing a functional configuration of the arithmetic unit 42, in which the data acquisition unit 421 and the arithmetic execution unit 4
22, a pen operation status recognition unit 423, and a correction process adaptive control unit 424. In the device illustrated in FIG. 10, the calculation unit 42 corresponds to a PC.

【0097】この演算部42において、データ取込部4
21は受信処理部32から通信部33を通じて入力され
る超音波送/受信器間の距離データを取り込み、演算実
行部422に転送する。演算実行部422は、上記距離
を用いてスタイラスペン1の座標値を算出し、表示制御
部44に供給する。
In this operation unit 42, the data acquisition unit 4
21 captures distance data between the ultrasonic transmitter / receiver input from the reception processing unit 32 through the communication unit 33 and transfers the data to the calculation execution unit 422. The calculation execution unit 422 calculates the coordinate value of the stylus pen 1 using the distance, and supplies the coordinate value to the display control unit 44.

【0098】一方、ペン操作状況認識部423は、デー
タ取込部421から入力される距離データを用いて後述
する特定操作に対応する種々の判断パラメータを算出す
ると共に、この算出された判断パラメータの値に基づき
スタイラスペン1で上記特定操作がなされたかどうかを
判断する。補正処理適応制御部424は、ペン操作状況
認識部423におけるスタイラスペン1で特定操作がな
されたか否かの判断結果を参照し、特定操作がなされて
いなければ、演算実行部422に対して何らの補正処理
の適応も行わない。これに対し、スタイラスペン1で特
定操作がなされた場合、補正処理適応制御部424は、
演算実行部422における上述したスタイラスペン位置
座標の演算処理に際し、例えば、上記の式(7),
(8)で示すような補正処理を適応すべく制御する。
On the other hand, the pen operation status recognizing unit 423 calculates various judgment parameters corresponding to a specific operation described later using the distance data input from the data acquisition unit 421, and calculates the judgment parameters of the calculated judgment parameters. It is determined whether or not the specific operation has been performed with the stylus pen 1 based on the value. The correction process adaptive control unit 424 refers to the determination result of whether or not the specific operation has been performed with the stylus pen 1 in the pen operation status recognition unit 423, and if the specific operation has not been performed, the arithmetic execution unit 422 No adaptation of the correction process is performed. On the other hand, when a specific operation is performed with the stylus pen 1, the correction process adaptive control unit 424 determines
In the calculation processing of the stylus pen position coordinates in the calculation execution unit 422, for example, the above equation (7),
Control is performed to adapt the correction processing shown in (8).

【0099】以下、この演算部42における補正処理適
応制御について更に詳しく説明していく。本発明におい
て、精度が要求される操作に対して適応する補正処理
〔(7)式及び(8)式〕については、複数のレベル
(補正に関する重み)を設定することも可能であるが、
以下に述べる例では説明を分かりやすくするために、上
述のレベルは1種類とする。すなわち、スタイラスペン
1の各操作に対して精度が要求されるならば補正を行
い、精度が要求されなければ補正を行わないという適応
制御を行う。また、以下の例では、精度を要求するか否
かの判断パラメータとしては、スタイラスペン1の描画
ボタン押下状況、移動速度、位置座標を想定している。
Hereinafter, the adaptive control of the correction process in the arithmetic section 42 will be described in more detail. In the present invention, a plurality of levels (weights related to correction) can be set for the correction processing [Equations (7) and (8)] adapted to an operation requiring accuracy.
In the example described below, the above-mentioned level is one type for easy understanding. That is, adaptive control is performed such that correction is performed if accuracy is required for each operation of the stylus pen 1, and correction is not performed if accuracy is not required. In the following example, it is assumed that the drawing button of the stylus pen 1 is pressed, the moving speed, and the position coordinates are used as the parameters for determining whether or not accuracy is required.

【0100】a.ボタン押下認識に応じて補正処理を適
応制御する場合 この場合におけるボタン押下の認識方法についてまず説
明する。この例においては、図8に示す如く、操作用の
ボタンが3つ実装されているスタイラスペン1を1つだ
け用いるものとする。スタイラスペンを複数用いる場合
の超音波送信タイミングは図11に示す如くであったこ
とからも分かるように、スタイラスペン1を1本だけ用
いる場合は、このスタイラスペン1からの超音波送信タ
イミングは、図18に示す如くとなる。この場合、スタ
イラスペン1で第1〜第3ボタンのいずれも押下されて
いない状況下では、同図のフレーム#1でのみ超音波が
送出され、第1ボタン14aが押下されるとフレーム#
2で、第2ボタン14bが押下されるとフレーム#3
で、第3ボタン14Cが押下されるとフレーム#4でそ
れぞれ超音波が送出される。
A. In the case where the correction process is adaptively controlled in accordance with the recognition of button press, a method of recognizing button press in this case will be described first. In this example, as shown in FIG. 8, it is assumed that only one stylus pen 1 equipped with three operation buttons is used. As can be seen from FIG. 11, the ultrasonic transmission timing when a plurality of stylus pens are used, when only one stylus pen 1 is used, the ultrasonic transmission timing from the stylus pen 1 is as follows. As shown in FIG. In this case, in a situation where none of the first to third buttons is pressed by the stylus pen 1, an ultrasonic wave is transmitted only in the frame # 1 in FIG.
2, when the second button 14b is pressed, the frame # 3
When the third button 14C is pressed, an ultrasonic wave is transmitted in frame # 4.

【0101】上記各フレーム#1〜#4は、前述の如く
の同期化によって、超音波送信側であるスタイラスペン
1と超音波受信側である超音波受信部30とで同一の意
味付けがなされている。これにより、超音波受信部30
の受信タイミング制御部70(シーケンサ72)では、
上記フレーム#2〜#4での受信信号に応じてスタイラ
スペン1における第1,第2,第3の各ボタン14a,
14b,14cの押下状況の認識が行える。ここで認識
されたボタン押下状況は、図12に示すようなデータ構
造により、受信タイミング制御部70から通信部33を
通じて演算処理部40へと送信される。上記データ構造
中、スタイラスペン1に実装された上記各ボタン14の
押下状態を示す情報を有している。これにより、演算処
理部40では、上記第1バイトに付加されている情報を
参照することにより、上記各ボタン14のそれぞれの操
作状況を監視できる。この例のスタイラスペン1におい
ては、第1ボタン14aが描画処理を示すボタンであ
る。第1ボタン14aが押された場合は、図18に示す
タイミングチャートのフレーム#2の範囲で超音波が受
信され、受信タイミング制御部70から演算処理部40
へは上記第1バイトに第1ボタン14aが押下された情
報を付加されたデータ構造が送られる。演算処理部40
の演算部(図17参照)42において、ペン操作状況認
識部423は、上記第1バイト中に付加された上記報に
基づき第1ボタン14aが押下されたこと、すなわち描
画が開始されたことを認識する。この時、補正処理適応
制御部424は、上記描画操作がなされたことにより、
演算実行部422に対して上記式(7),(8)に基づ
くいわゆる重たい補正処理を適応させるべく制御する。
The frames # 1 to # 4 have the same meaning in the stylus pen 1 on the ultrasonic transmitting side and the ultrasonic receiving unit 30 on the ultrasonic receiving side by the synchronization as described above. ing. Thereby, the ultrasonic receiving unit 30
In the reception timing control unit 70 (sequencer 72) of
The first, second, and third buttons 14a, 14a, on the stylus pen 1 according to the received signals in the frames # 2 to # 4.
It is possible to recognize the pressing state of 14b and 14c. The button pressing state recognized here is transmitted from the reception timing control unit 70 to the arithmetic processing unit 40 through the communication unit 33 in a data structure as shown in FIG. The data structure has information indicating a pressed state of each of the buttons 14 mounted on the stylus pen 1. Thus, the operation processing unit 40 can monitor the operation status of each of the buttons 14 by referring to the information added to the first byte. In the stylus pen 1 of this example, the first button 14a is a button indicating a drawing process. When the first button 14a is pressed, an ultrasonic wave is received in the range of frame # 2 in the timing chart shown in FIG.
Is sent to the data structure in which the information that the first button 14a is pressed is added to the first byte. Arithmetic processing unit 40
In the computing unit (see FIG. 17) 42, the pen operation status recognizing unit 423 determines that the first button 14a has been pressed based on the information added in the first byte, that is, that the drawing has started. recognize. At this time, the correction process adaptive control unit 424 determines that the drawing operation has been performed,
The calculation execution unit 422 is controlled to adapt so-called heavy correction processing based on the above equations (7) and (8).

【0102】このように、本発明におけるスタイラスペ
ン1のボタン押下認識による補正実行は、例えば、描画
ボタンの押下時に行われる。これは、操作者が描画入力
する際の描画線のふれ(ギザギザ)を防止する目的で行
われる。なお、描画に際しては、多くの場合、文字/図
形等の入力は一筆書きにて行われないため、連続したボ
タン押下は行われない。よって、単に、描画ボタンのオ
ン、オフに同期して補正処理の適応/適応解除を行う方
法では、スタイラスペン1が入力面から離れた時、すな
わち描画ボタンがオフ状態になった瞬間から補正が行わ
れなくなることにより、スタイラスペン1のふれがカー
ソルのふれとなり、正確な描画入力が行えない場合が考
えられる。これを防ぐためには、描画ボタンがオン状態
からオフ状態になってから例えば3秒程度は補正を行う
ように改良すれば良い。これにより、操作者が複数回に
分けて描画を行う場合でも、その描画期間を通して補正
が行われ、正確な描画入力を行うことが可能となる。
As described above, the correction is executed by recognizing the pressing of the stylus pen 1 according to the present invention, for example, when the drawing button is pressed. This is performed for the purpose of preventing the drawing line from running out (jagged) when the operator performs drawing input. In many cases, input of characters / graphics is not performed by one-stroke at the time of drawing, so that continuous button presses are not performed. Therefore, in the method of simply performing the adaptation / cancellation of the correction processing in synchronization with the ON / OFF of the drawing button, the correction is performed from when the stylus pen 1 is separated from the input surface, that is, from the moment when the drawing button is turned off. When the stylus pen 1 does not perform this operation, the movement of the stylus pen 1 becomes the movement of the cursor, so that accurate drawing input may not be performed. In order to prevent this, the correction may be made so that the correction is performed, for example, for about three seconds after the drawing button is changed from the on state to the off state. Accordingly, even when the operator performs drawing in a plurality of times, correction is performed throughout the drawing period, and accurate drawing input can be performed.

【0103】b.位置座標認識に応じて補正処理を適応
制御する場合 まず、この場合におけるスタイラスペン1の位置座標の
認識方法について3次元座標を例にして説明する。この
場合、上述してきた2次元座標での位置検出機構と異な
る構成として、図19に示す如く、ディスプレイ(入力
面)近傍に、3つの超音波受信器(31a,31b,3
1c)を実装する。また、超音波送出器は、これまでの
説明と同様、スタイラスペン内部に実装する。この時、
ディスプレイ近傍に実装した3つの超音波受信器を基準
にして、図20に示すような3次元座標軸が生成され
る。
B. First, a method of recognizing the position coordinates of the stylus pen 1 in this case will be described using three-dimensional coordinates as an example. In this case, as shown in FIG. 19, three ultrasonic receivers (31a, 31b, 3) are provided near the display (input surface) as a configuration different from the above-described position detection mechanism in two-dimensional coordinates.
1c) is implemented. Further, the ultrasonic transmitter is mounted inside the stylus pen as in the above description. At this time,
A three-dimensional coordinate axis as shown in FIG. 20 is generated based on three ultrasonic receivers mounted near the display.

【0104】この3次元座標系の中で、図21に示すよ
うに、超音波送出器(スタイラスペン)から出力された
超音波は、空気中を伝播して3つの超音波受信器(31
a,31b,31c)にて受信される。位置検出機構で
は、上記超音波送信器から超音波の出力時間と各超音波
受信素子(31a,31b,31c)の超音波受信時間
とから超音波送出器と各超音波受信器との間の距離をそ
れぞれ算出し、上記3次元座標系の中で、ディスプレイ
上、あるいはその周辺部を移動するスタイラスペン1の
3次元位置座標を検出する。
In this three-dimensional coordinate system, as shown in FIG. 21, an ultrasonic wave output from an ultrasonic transmitter (a stylus pen) propagates in the air and is transmitted to three ultrasonic receivers (31).
a, 31b, 31c). In the position detecting mechanism, the time between the ultrasonic transmitter and each ultrasonic receiver is determined based on the output time of the ultrasonic wave from the ultrasonic transmitter and the ultrasonic reception time of each ultrasonic receiving element (31a, 31b, 31c). The respective distances are calculated, and the three-dimensional position coordinates of the stylus pen 1 moving on the display or its peripheral part are detected in the three-dimensional coordinate system.

【0105】以下、この3個の超音波受信素子31a、
31b、31cを用いたスタイラスペン1の先端の位置
の3次元的検出原理について述べる。今、図22に示す
ように、3個の超音波受信素子31a、31b、31c
に固定された3次元座標系X−Y−Zを考える。
Hereinafter, these three ultrasonic receiving elements 31a,
The principle of three-dimensional detection of the position of the tip of the stylus pen 1 using 31b and 31c will be described. Now, as shown in FIG. 22, three ultrasonic receiving elements 31a, 31b, 31c
Consider a three-dimensional coordinate system XYZ fixed to

【0106】ここで、超音波受信素子31aは、この3
次元座標系X−Y−Zの原点に配設されており、超音波
受信素子31bは、この3次元座標系X−Y−ZのY軸
上の点(0、Ly、0)に配設され、超音波受信素子3
1cは、3次元座標系X−Y−ZのZ軸上の点(0、
0、Lz)に配設されているとする。
Here, the ultrasonic receiving element 31 a
The ultrasonic receiving element 31b is disposed at the origin of the three-dimensional coordinate system XYZ, and is disposed at a point (0, Ly, 0) on the Y axis of the three-dimensional coordinate system XYZ. And the ultrasonic receiving element 3
1c is a point (0, 0) on the Z-axis of the three-dimensional coordinate system XYZ.
0, Lz).

【0107】また、スタイラスペン1による指示位置
が、この3次元座標系X−Y−Z上の点(x、y、z)
であるとするとし、超音波受信素子31aから点(x、
y、z)までの距離がn、超音波受信素子31bから点
(x、y、z)までの距離がm、超音波受信素子31c
から点(x、y、z)までの距離がlであるものとする
と、 l2=(Lz−z)2+n2−z2 …(9) n2=x2+y2+z2 …(10) m2=x2+(Ly−y)2+z2 …(11) の関係が成立する。この式(9)〜(11)からx、
y、zについて解くと x=±SQRT[n2−{(Ly2+n2−m2)/2Ly}2 −{(Lz2+n2−l2)/2Lz}2] …(12) y=(Ly2+n2−m2)/2Ly …(13) z=(Lz2+n2−l2)/2Lz …(14) ただし、SQRT(A)はAの平方根を示す。
Further, the position pointed by the stylus pen 1 is a point (x, y, z) on the three-dimensional coordinate system XYZ.
, And a point (x,
The distance from the ultrasonic receiving element 31b to the point (x, y, z) is m and the ultrasonic receiving element 31c is n.
Assuming that the distance from to the point (x, y, z) is l, l 2 = (Lz−z) 2 + n 2 −z 2 (9) n 2 = x 2 + y 2 + z 2 (10 ) m 2 = x 2 + ( Ly-y) relationship 2 + z 2 ... (11) is satisfied. From Expressions (9) to (11), x,
When solving for y and z, x = ± SQRT [n 2 − {(Ly 2 + n 2 −m 2 ) / 2Ly} 2 − {(Lz 2 + n 2 −l 2 ) / 2Lz} 2 ] (12) y = (Ly 2 + n 2 −m 2 ) / 2Ly (13) z = (Lz 2 + n 2 −l 2 ) / 2Lz (14) where SQRT (A) indicates the square root of A.

【0108】となる。ここでLyおよびLzは、超音波
受信素子31a、31b、31cの配設位置によって決
定される既知の値であるので、超音波受信素子31aか
ら点(x、y、z)までの距離n、超音波受信素子31
bから点(x、y、z)までの距離m、超音波受信素子
31cから点(x、y、z)までの距離lが分かれば、
3次元的に配設された3つの超音波受信素子31a、3
1b、31cに固定された3次元座標系X−Y−Z上に
おけるスタイラスペン1による指示位置(x、y、z)
を求めることができる。
Is obtained. Here, Ly and Lz are known values determined by the arrangement positions of the ultrasonic receiving elements 31a, 31b, and 31c. Therefore, the distances n, from the ultrasonic receiving element 31a to the point (x, y, z) are Ultrasonic receiving element 31
If the distance m from b to the point (x, y, z) and the distance l from the ultrasonic receiving element 31c to the point (x, y, z) are known,
Three ultrasonic receiving elements 31a, 3 arranged three-dimensionally
Pointed position (x, y, z) by stylus pen 1 on three-dimensional coordinate system XYZ fixed to 1b, 31c
Can be requested.

【0109】ここで、超音波受信素子31aからスタイ
ラスペン1による指示位置(x、y、z)までの距離
n、超音波受信素子31bからスタイラスペン1による
指示位置(x、y、z)までの距離m、超音波受信素子
31cからスタイラスペン1による指示位置(x、y、
z)までの距離lの検出は、スタイラスペン1の先端か
ら出力される超音波が超音波受信素子31a、31b、
31cで検出するまでの時間Ta、Tb、Tcを検出す
ることにより求めることができる。
Here, a distance n from the ultrasonic receiving element 31a to the position (x, y, z) indicated by the stylus pen 1, and a distance from the ultrasonic receiving element 31b to the position (x, y, z) indicated by the stylus pen 1. , The position indicated by the stylus pen 1 from the ultrasonic receiving element 31c (x, y,
The detection of the distance 1 to z) is performed by detecting the ultrasonic waves output from the tip of the stylus pen 1 using the ultrasonic receiving elements 31a, 31b,
It can be obtained by detecting the time Ta, Tb, Tc until detection at 31c.

【0110】すなわち、スタイラスペン1の先端から出
力される超音波の空間伝達速度をCとすると、上記時間
Ta、Tb、Tcを検出することにより上記距離n、距
離m、距離lは n=C×Ta …(15) m=C×Tb …(16) l=C×Tc …(17) により求めることができる。
That is, assuming that the spatial transmission speed of the ultrasonic wave output from the tip of the stylus pen 1 is C, the distances n, m, and l are obtained by detecting the times Ta, Tb, and Tc, where n = C × Ta (15) m = C × Tb (16) 1 = C × Tc (17)

【0111】このスタイラスペン1の先端から出力され
る超音波が超音波受信素子31a、31b、31cで検
出されるまでの時間Ta、Tb、Tcを検出する処理
は、超音波受信部30における受信処理部32で行われ
る。ただし、この場合、超音波受信処理部32は、図5
に示す構成に、3つ目の超音波受信素子31cに対応す
る処理回路(例えば、カウンタ323、受信時間保持回
路327が別途必要)を付加する必要がある。
The processing for detecting the time Ta, Tb, Tc until the ultrasonic wave output from the tip of the stylus pen 1 is detected by the ultrasonic wave receiving elements 31a, 31b, 31c is performed by the ultrasonic wave receiving section 30. The processing is performed by the processing unit 32. However, in this case, the ultrasonic reception processing unit 32
It is necessary to add a processing circuit (for example, a counter 323 and a reception time holding circuit 327 are separately required) corresponding to the third ultrasonic receiving element 31c to the configuration shown in FIG.

【0112】この受信処理部32におけるカウンタ32
1、322、323で計数されたスタイラスペン1の先
端から出力される超音波が超音波受信素子31a、31
b、31cで検出されるまでの時間Ta、Tb、Tc
は、受信時間保持回路325、326、327でそれぞ
れ保持され、受信タイミング制御部70に渡される。
The counter 32 in the reception processing unit 32
The ultrasonic waves output from the tip of the stylus pen 1 counted by the stylus pens 1, 322, and 323 are the ultrasonic receiving elements 31 a and 31.
Times Ta, Tb, Tc until detected at b, 31c
Are held by the reception time holding circuits 325, 326, and 327, respectively, and are passed to the reception timing control unit 70.

【0113】受信タイミング制御部70は、上記時間T
a、Tb、Tcを受け取ると、前述した式(15)〜
(17)に基づき、スタイラスペン1から超音波受信素
子31a、31bまでの距離n、m、lを算出し、図1
2に示すようなデータ構造(ただし、この場合には、超
音波受信素子31aからスタイラスペン1までの距離n
を示す第2バイト、超音波受信素子31bからスタイラ
スペン1までの距離mを示す第3バイトの他、超音波受
信素子31cからスタイラスペン1までの距離lを示す
第4バイトが追加される。)により通信部33を介して
演算処理部40の演算部42(図17参照)に伝える。
The reception timing control unit 70 determines the time T
When a, Tb, and Tc are received, the above-described equations (15) to
Based on (17), the distances n, m, and l from the stylus pen 1 to the ultrasonic receiving elements 31a, 31b are calculated, and FIG.
2 (however, in this case, the distance n from the ultrasonic receiving element 31a to the stylus pen 1)
, A third byte indicating a distance m from the ultrasonic receiving element 31b to the stylus pen 1, and a fourth byte indicating a distance 1 from the ultrasonic receiving element 31c to the stylus pen 1 are added. ) To the arithmetic unit 42 (see FIG. 17) of the arithmetic processing unit 40 via the communication unit 33.

【0114】演算部42では、通信部33より送られて
くる距離n、m、lをデータ取込部421より取り込
み、演算実行部422が、この距離n、m、l及び前述
した式(12)〜(14)に基づき、超音波受信素子3
1a、31b、31cに固定された3次元座標系X−Y
−Z上におけるスタイラスペン1による指示位置(x、
y,z)を算出する。
The arithmetic unit 42 fetches the distances n, m, and l sent from the communication unit 33 from the data fetching unit 421, and the arithmetic execution unit 422 calculates the distances n, m, and l and the equation (12) ) To (14), the ultrasonic receiving element 3
Three-dimensional coordinate system XY fixed to 1a, 31b, 31c
The position indicated by the stylus pen 1 on −Z (x,
y, z) is calculated.

【0115】この時、ペン操作状況認識部423は、上
記算出された3次元座標を参照することにより、スタイ
ラスペン1が表示画面の近傍の空間に位置するかどうか
を認識する。そして、スタイラスペン1が上記表示画面
近傍の空間に位置すると認識された場合、補正処理適応
制御部424は、演算実行部422に対して上記式
(7),(8)に基づくいわゆる重たい補正処理を適応
させるべく制御する。
At this time, the pen operation status recognition section 423 recognizes whether or not the stylus pen 1 is located in a space near the display screen by referring to the calculated three-dimensional coordinates. When the stylus pen 1 is recognized as being located in the space near the display screen, the correction adaptive control unit 424 instructs the calculation execution unit 422 to perform a so-called heavy correction based on the above equations (7) and (8). Is controlled to be adapted.

【0116】このように、スタイラスペン1の位置座標
に基づく補正実行は、スタイラスペン1が入力面の近傍
に位置する場合に行われる。これは、操作者が描画入
力、またアイコンやウィンドウ内等のS/Wボタン等を
選択する際の、描画線やカーソルのふれを防止する目的
で行われる。具体的に、本実施の形態では、図23に示
すようなX軸を基軸とした空間を想定して補正処理を行
うか否かを判断する。なお、図23は、図19の見る角
度を変えた図である。
As described above, the correction based on the position coordinates of the stylus pen 1 is performed when the stylus pen 1 is located near the input surface. This is performed for the purpose of preventing a drawing line or a cursor from touching when an operator selects a drawing input or an S / W button in an icon or a window. Specifically, in the present embodiment, it is determined whether or not to perform the correction process by assuming a space around the X axis as shown in FIG. FIG. 23 is a diagram in which the viewing angle of FIG. 19 is changed.

【0117】図23において、スタイラスペン1のX座
標がXsよりも小さい場合は補正を行い、大きい場合は
補正を行わない。図23の座標値は、「X0 <Xs <X
1 」の関係であるものとする。この時のスタイラスペン
が「1」の位置にある場合は補正を行い、滑らかな入力
が行えるようにする。また、スタイラスペンが「2」の
位置にある場合は補正を行わず、レスポンスを重視した
入力を可能とする。
In FIG. 23, when the X coordinate of the stylus pen 1 is smaller than Xs, correction is performed, and when it is larger, no correction is performed. The coordinate values in FIG. 23 are “X0 <Xs <X
1 ”. If the stylus pen at this time is in the position of "1", correction is performed so that smooth input can be performed. Further, when the stylus pen is at the position of “2”, no correction is performed, and an input focusing on response is enabled.

【0118】c.移動速度認識に応じて補正処理を適応
制御する場合 この場合におけるスタイラスペン1の移動速度の認識方
法についてまず説明する。今、上述した3次元の位置検
出機構において、時間Aと時間Bとの間に、スタイラス
ペン1を図24に示す如くに移動させたものとする。こ
の時の本位置検出機構における超音波送/受信タイミン
グは、図25に示すタイミングチャートの如くとなる。
C. A case where the correction process is adaptively controlled according to the moving speed recognition A method of recognizing the moving speed of the stylus pen 1 in this case will be described first. Now, it is assumed that the stylus pen 1 is moved between the time A and the time B in the above-described three-dimensional position detection mechanism as shown in FIG. The ultrasonic transmission / reception timing in this position detection mechanism at this time is as shown in the timing chart of FIG.

【0119】この時、上述したスタイラスペン1の位置
算出方法によって、時刻A及び時刻Bにおけるスタイラ
スペン位置(図19に図示される各位置)がそれぞれ検
出可能である。ここで、時刻Aのスタイラスペン座標が
(XA ,YA ,ZA )であり、時刻Bのスタイラスペン
座標が(XB ,YB ,ZB )であったとすれば、時刻A
から時刻Bで移動したスタイラスペンの距離LABは次式
で求められる。
At this time, the stylus pen positions (the positions shown in FIG. 19) at time A and time B can be respectively detected by the above-described method for calculating the position of the stylus pen 1. If the stylus pen coordinates at time A are (XA, YA, ZA) and the stylus pen coordinates at time B are (XB, YB, ZB), then time A
The distance LAB of the stylus pen moved at time B from is obtained by the following equation.

【0120】 LAB= SQRT[(XA−XB)2+(YA−YB)2+(YA−YB)2] …(18) この時、時刻Aから時刻Bでスタイラスペンが移動した
(平均)速度VABは、次式で求められる。
[0120] LAB = SQRT [(XA-XB ) 2 + (YA-YB) 2 + (YA-YB) 2] ... (18) At this time, the stylus pen is moved from the time A at the time B (average) speed VAB is obtained by the following equation.

【0121】 VAB=LAB/(時刻B−時刻A) …(19) 実際の装置では、演算部42(図17参照)において、
演算実行部422が、時刻Aの後にデータ取込部421
から取り込まれる距離n、m、lを基にスタイラスペン
1の時刻Aでの位置(XA ,YA ,ZA )を算出し、次
いで、時刻Bの後にデータ取込部421から取り込まれ
る距離n、m、lを基にスタイラスペン1の時刻Bでの
位置(XB ,YB ,ZB )を算出処理を実行していく。
VAB = LAB / (time B−time A) (19) In an actual device, in the arithmetic unit 42 (see FIG. 17),
Arithmetic execution unit 422 executes data acquisition unit 421 after time A.
The position (XA, YA, ZA) of the stylus pen 1 at time A is calculated on the basis of the distances n, m, and l taken from the data, and then the distances n and m taken from the data taking part 421 after time B. , 1 to calculate the position (XB, YB, ZB) of the stylus pen 1 at time B.

【0122】この時、ペン操作状況認識部423は、時
刻Aでのスタイラスペン位置と時刻Bでのスタイラスペ
ン位置とから上記(18)式により上記移動距離LABを
求め、更にこの移動距離LABに対して上記(19)式に
基づく演算を施すことによりスタイラスペンの平均移動
速度VABを算出すると共に、更にこの算出された移動速
度VABが予め設定した移動速度を越えたかどうかを認識
する。そして、補正処理適応制御部424は、スタイラ
スペン1の移動速度が上記設定速度を下回ったと認識さ
れた場合、演算実行部422に対して上記式(7),
(8)に基づく重たい補正処理を適応させるべく制御す
る。
At this time, the pen operation status recognizing section 423 obtains the moving distance LAB from the stylus pen position at time A and the stylus pen position at time B by the above equation (18), and further calculates the moving distance LAB. On the other hand, the average moving speed VAB of the stylus pen is calculated by performing the calculation based on the above equation (19), and it is further recognized whether or not the calculated moving speed VAB exceeds a preset moving speed. Then, when it is recognized that the moving speed of the stylus pen 1 is lower than the set speed, the correction process adaptive control unit 424 sends the above-described formula (7) to the arithmetic execution unit 422.
Control is performed to adapt heavy correction processing based on (8).

【0123】このように、スタイラスペン1の移動速度
に基づく補正実行は、スタイラスペン1の移動速度が遅
い場合、すなわち操作者が描画入力、またアイコンやウ
ィンドウ内等のS/Wボタン等を選択する際はスタイラ
スペン1の移動速度が小さくなることを利用して補正を
行い、正確な入力が行えるようにする。例えば、予め定
められた補正実行の判断となるスレッショルド速度(V
s )よりもスタイラスペンの移動速度が遅い場合は、補
正を行い正確な入力が行えるようにする。また、スレッ
ショルド速度よりもスタイラスペンの移動速度が早い場
合は、補正は行わずレスポンスを重視した入力が行える
ようにする。
As described above, the correction based on the moving speed of the stylus pen 1 is performed when the moving speed of the stylus pen 1 is low, that is, when the operator inputs a drawing, or selects an S / W button or the like in an icon or a window. In this case, correction is performed by utilizing the fact that the moving speed of the stylus pen 1 becomes small, so that accurate input can be performed. For example, a threshold speed (V
When the moving speed of the stylus pen is slower than in s), correction is performed so that accurate input can be performed. When the moving speed of the stylus pen is faster than the threshold speed, the correction is not performed, and the input that emphasizes the response can be performed.

【0124】d.ボタン認識、位置座標、移動速度認識
に応じて補正処理を適応制御する場合 本発明では、スタイラスペン1のボタン、位置座標、及
び移動速度の少なくとも1つまたは全てを考慮して補正
実行の判断を行うこともできる。この場合には、例え
ば、図26に示すように、X座標について、例えば2つ
の値Xs0=0.2 m,Xs1=1mを予め定めておく。
D. In a case where the correction process is adaptively controlled according to the button recognition, the position coordinates, and the moving speed recognition In the present invention, the determination of the correction execution is made in consideration of at least one or all of the buttons, the position coordinates, and the moving speed of the stylus pen 1. You can do it too. In this case, for example, as shown in FIG. 26, for the X coordinate, for example, two values Xs0 = 0.2 m and Xs1 = 1 m are determined in advance.

【0125】ここで、X座標が0〜X1 の空間1は入力
面の近傍であり、正確な入力とレスポンスが共に要求さ
れる。X座標がXs0〜Xs1の空間2は入力面から多少離
れた空間であり、描画入力を行う場合にのみ正確な入力
が要求され、それ以外はレスポンスが要求される。X座
標がXs1以上の空間3は入力面からかなり離れた空間で
あり、正確な入力は全く必要とされず、レスポンスのみ
が必要とされる。
Here, the space 1 where the X coordinate is 0 to X1 is near the input surface, and both an accurate input and a response are required. The space 2 where the X coordinate is Xs0 to Xs1 is a space slightly away from the input surface, and an accurate input is required only when drawing input is performed, and a response is required in other cases. The space 3 where the X coordinate is equal to or larger than Xs1 is a space far away from the input surface, and no accurate input is required, and only a response is required.

【0126】かかる運用条件を踏まえ、演算部42のペ
ン操作状況認識部423には、上記ボタン認識、位置座
標、移動速度の全ての判断パラメータを認識可能な機能
を追加したうえで、補正処理適応制御部424が以下の
手順により補正処理適応制御を実施する。
Based on these operating conditions, the pen operation status recognizing unit 423 of the arithmetic unit 42 has a function capable of recognizing all the determination parameters of the button recognition, the position coordinates, and the moving speed. The control unit 424 performs the correction process adaptive control according to the following procedure.

【0127】空間1においては、描画入力およびオブジ
ェクト(アイコンやS/Wボタン等)選択入力を行う際
に、正確な入力が必要とされる。多くの場合、このよう
な状況はスタイラスペン1の移動速度が遅い場合であ
り、前述のように、スタイラスペン1の移動速度がスレ
ッショルド速度(Vs )よりも遅い場合に補正を行うよ
うにする。更に、スタイラスペン1の移動速度がVsよ
りも大きい場合でも、ボタンが押下された場合について
は補正を行う。これら2つの状況以外では補正を行わな
い。
In the space 1, when performing drawing input and selection input of an object (icon, S / W button, etc.), accurate input is required. In many cases, such a situation is when the moving speed of the stylus pen 1 is slow. As described above, the correction is performed when the moving speed of the stylus pen 1 is lower than the threshold speed (Vs). Further, even when the moving speed of the stylus pen 1 is higher than Vs, the correction is performed when the button is pressed. No correction is made except in these two situations.

【0128】空間2においては、正確な描画入力を行う
際に正確な入力が必要とされる。多くの場合、このよう
な状況はスタイラスペンの移動速度が遅く、かつボタン
が押下されている場合である。よって、スタイラスペン
の移動速度がスレッショルド速度(Vs )よりも遅く、
かつボタンが押下されている場合についてのみ補正を行
う。それ以外の状況では補正を行わない。
In the space 2, when performing an accurate drawing input, an accurate input is required. In many cases, such a situation is when the moving speed of the stylus pen is slow and the button is pressed. Therefore, the moving speed of the stylus pen is lower than the threshold speed (Vs),
The correction is performed only when the button is pressed. No correction is made in other situations.

【0129】空間3においては、ほとんど正確な入力は
必要とされないが、描画入力を行う際に補正が必要であ
る。多くの場合、操作者は正確な入力を行う意識はない
のでスタイラスペンを早く移動させながら描画入力を行
う。しかし、このような場合でも描画された線はなめら
かであることが要求される。よって、ボタンが押下され
ている場合にのみ補正を行う。
In the space 3, almost accurate input is not required, but correction is required when performing drawing input. In many cases, since the operator is not conscious of performing an accurate input, drawing input is performed while quickly moving the stylus pen. However, even in such a case, the drawn line is required to be smooth. Therefore, the correction is performed only when the button is pressed.

【0130】次に、複数の補正処理のうちのいずれを適
応させるかの判断を、使用されているスタイラスペンの
種類によって行う例について説明する。この例は、複数
のスタイラスペンを同時に使用可能なマルチペン機能モ
ードにおける運用を前提としたものであり、操作者がス
タイラスペンを取り替えることによって、補正の種類及
び重さを任意に変更可能としたものである。
Next, an example will be described in which which of the plurality of correction processes is to be applied is determined according to the type of stylus pen used. This example is based on the premise of operation in the multi-pen function mode in which a plurality of stylus pens can be used at the same time, and the type and weight of correction can be arbitrarily changed by replacing the stylus pen by the operator. It is.

【0131】本発明に係わる超音波位置検出機構での位
置検出において、超音波送出器(スタイラスペン)及び
超音波受信器にて同期をとることが可能であることは上
述した通りである。これにより、例えば、3つのスタイ
ラスペン1,2,3を用いるマルチペン機能モードで
は、これら各スタイラスペン1,2,3から、例えば図
27に示すように各ペンにそれぞれ対応する時間で区切
って超音波を送出し、受信器側で上記スタイラスペン
1,2,3のいずれかからの超音波受信信号が入力され
たのかを認識することができる。
As described above, in the position detection by the ultrasonic position detecting mechanism according to the present invention, it is possible to synchronize with the ultrasonic transmitter (stylus pen) and the ultrasonic receiver. Thus, for example, in the multi-pen function mode using three stylus pens 1, 2, and 3, the respective stylus pens 1, 2, and 3 are separated by a time corresponding to each pen as shown in FIG. A sound wave is transmitted, and the receiver can recognize whether an ultrasonic reception signal has been input from any of the stylus pens 1, 2, and 3.

【0132】ここで、3つの補正方式を考える。補正方
式1は補正を全く行わない、つまりレスポンスを最重要
としている方法である。補正方式2は通常の手書き描画
入力等を滑らかに入力することを目的とする方法であ
る。補正方式3はCAD入力のような高精細な入力を行
うことを目的とする方法である。よって、これら各補正
の重みは、補正方式1<2<3の順となり、補正方式3
を実行した場合のレスポンスが最悪となる。この実施の
形態では、補正方式1〜3に対してスタイラスペン1〜
3をそれぞれ割当てる。
Here, three correction methods are considered. The correction method 1 is a method in which no correction is performed, that is, the response is the most important. The correction method 2 is a method for smoothly inputting a normal handwritten drawing input or the like. The correction method 3 is a method for performing a high-definition input such as a CAD input. Therefore, the weights of these corrections are in the order of correction method 1 <2 <3.
Is the worst response when. In this embodiment, stylus pens 1 to 3 are used for correction methods 1 to 3.
3 respectively.

【0133】かかる構成において、超音波受信部30に
おける受信タイミング制御部70(図10参照)では、
スタイラスペン1,2,3を用いた場合における図27
に示す如くの超音波送出タイミングに同期した超音波受
信タイミングでこれら各スタイラスペン1,2,3から
の超音波を受信処理する。ここで、受信タイミング制御
部70は、上記超音波送出タイミングと超音波受信タイ
ミングのシーケンス間で同一の意味付けがなされている
ことを利用して、これらスタイラスペン1,2,3の各
番号を認識可能である。この認識されたスタイラスペン
1,2,3の番号は、これら各スタイラスペン1,2,
3について算出された超音波受信器間の距離、スタイラ
スペンのボタン状態と共に通信部33を経由して演算処
理部40(PC)に送出される。
In such a configuration, the reception timing controller 70 (see FIG. 10) in the ultrasonic receiver 30
FIG. 27 when the stylus pens 1, 2, and 3 are used.
The ultrasonic waves from these stylus pens 1, 2, and 3 are received and processed at the ultrasonic wave reception timing synchronized with the ultrasonic wave transmission timing as shown in FIG. Here, the reception timing control unit 70 uses the fact that the same meaning is given between the sequence of the ultrasonic transmission timing and the sequence of the ultrasonic reception timing, and uses the numbers of the stylus pens 1, 2, and 3 as a reference. Recognizable. The numbers of the recognized stylus pens 1, 2, and 3 correspond to the respective stylus pens 1, 2, and 3.
Along with the distance between the ultrasonic receivers and the button state of the stylus pen calculated for 3, it is transmitted to the arithmetic processing unit 40 (PC) via the communication unit 33.

【0134】演算処理部40において、演算実行部42
2は、受け取ったデータを基にその時点で使用中のスタ
イラスペンの位置座標を算出すると共に、ペン操作状況
認識部423により当該スタイラスペンの位置座標ある
いはボタン押下状態等を認識し、更に補正処理適応制御
部424により演算実行部422に対して上記認識結果
に対応する補正処理の適応制御を実行する。
In the arithmetic processing section 40, the arithmetic execution section 42
2 calculates the position coordinates of the stylus pen currently in use based on the received data, recognizes the position coordinates of the stylus pen or the pressed state of the button by the pen operation status recognition unit 423, and further performs a correction process. The adaptive control unit 424 executes adaptive control of a correction process corresponding to the recognition result on the calculation execution unit 422.

【0135】これと同時に、ボタン操作状況認識部42
3は、受信タイミング制御部70から送られてくる各ス
タイラスペン1,2,3の番号を認識し、補正処理適応
制御部44は、これらスタイラスペン1,2,3の各番
号に応じて、それぞれ対応する上述した補正方式1〜3
による補正処理適応制御を実行する。この結果、操作者
は、実行するアプリケーションの種類や操作内容により
スタイラスペン1,2,3を取替えることで、実行する
処理に最適な補正方式を選択可能となる。
At the same time, the button operation status recognition section 42
3 recognizes the number of each stylus pen 1, 2, 3 sent from the reception timing control unit 70, and the correction process adaptive control unit 44 responds to each number of these stylus pens 1, 2, 3 by Each of the above-described correction methods 1 to 3 corresponding thereto
The adaptive control according to the above is executed. As a result, the operator can select the most appropriate correction method for the process to be executed by replacing the stylus pens 1, 2, and 3 according to the type of the application to be executed or the content of the operation.

【0136】なお、上記各実施の形態では、スタイラス
ペンの操作状況をペン操作状況認識部423で直接認識
してその操作状況に対応した補正処理適応制御を行う場
合について述べたが、本発明は、操作者が同一のスタイ
ラスペンを使用しながら静的または動的に任意の補正方
式を選択するように構成することもできる。この場合、
受信タイミング制御部70に上記補正方式を選択するた
めのディップスイッチを設ける。これにより、操作者
は、必要に応じて上記ディップスイッチの内容を切り替
えることにより、使用する補正方式を選択できる。
In each of the above embodiments, a case has been described in which the pen operation status recognition unit 423 directly recognizes the operation status of the stylus pen and performs the correction process adaptive control corresponding to the operation status. It is also possible that the operator can statically or dynamically select an arbitrary correction method while using the same stylus pen. in this case,
A dip switch for selecting the correction method is provided in the reception timing control unit 70. Thus, the operator can select the correction method to be used by switching the contents of the dip switches as needed.

【0137】かかる構成を有する受信タイミング制御部
70において、上記ディップスイッチの内容は、既に述
べたような方法で算出された超音波送/受信器間の距離
等と共に演算処理部40(PC)に送出される。演算処
理部40では、ペン操作状況認識部423に上記ディッ
プスイッチの設定値の認識機能を付加しておき、受信タ
イミング制御部70から送られてくるディップスイッチ
の内容を当該認識機能により認識する。次いで、補正処
理適応制御部424は、その認識されたディップスイッ
チ設定値に対応する補正方式を選択して演算実行部42
2の演算に対して適応させるようにする。
In the reception timing control section 70 having such a configuration, the contents of the dip switches are transmitted to the arithmetic processing section 40 (PC) together with the distance between the ultrasonic transmitters / receivers calculated by the method described above. Sent out. In the arithmetic processing unit 40, a function of recognizing the set value of the dip switch is added to the pen operation status recognizing unit 423, and the content of the dip switch sent from the reception timing control unit 70 is recognized by the recognizing function. Next, the correction processing adaptive control unit 424 selects a correction method corresponding to the recognized DIP switch setting value and selects the correction method.
2 is adapted to the operation.

【0138】また、本発明においては、演算処理部40
上において使用する補正方式を選択するアプリケーショ
ンプログラムを実行することにより、補正方式を切り替
えるようにすることも可能である。この場合、アプリケ
ーション上で選択された補正方式は、ペン入力処理(位
置算出/補正)を行うプログラムに引き渡され、それ以
後、ペン入力処理は指定された補正方式の適応制御を実
行する。
In the present invention, the arithmetic processing unit 40
By executing the application program for selecting the correction method to be used above, it is also possible to switch the correction method. In this case, the correction method selected on the application is passed to a program for performing pen input processing (position calculation / correction), and thereafter, the pen input processing executes adaptive control of the specified correction method.

【0139】ところで、上記実施の形態では、図4にお
ける表示部50としてリアプロジェクタディスプレイを
想定しているが、本発明のペン入力装置はこのリアプロ
ジェクタディスプレイを用いた情報処理装置に限定され
ず、例えば、図28に示すような表示部50としてフロ
ントプロジェクタディスプレイを用いた情報処理装置に
も同様に適用することができる。
In the above embodiment, a rear projector display is assumed as the display unit 50 in FIG. 4. However, the pen input device of the present invention is not limited to the information processing apparatus using the rear projector display. For example, the present invention can be similarly applied to an information processing apparatus using a front projector display as the display unit 50 as shown in FIG.

【0140】また、本発明のペン入力装置は、上記大型
のディスプレイを用いた情報処理装置以外にも、図29
に示すようなCRTディスプレイを有するディスクトッ
プ型のコンピュータまたは図30に示すようなLCDデ
ィスプレイを有するノート型のコンピュータを用いた情
報処理装置にも同様に適用することができる。
The pen input device of the present invention is not limited to the information processing device using the above-described large-sized display.
The present invention can be similarly applied to an information processing apparatus using a desktop computer having a CRT display as shown in FIG. 1 or a notebook computer having an LCD display as shown in FIG.

【0141】更に、上記実施の形態では、超音波受信部
30と演算処理部40(PC)との通信インタフェース
としてRS232Cインタフェースを用いているが、本
発明においては、当該RS232Cインタフェース以外
の通信インタフェースについても同様に適用できること
はいうまでもない。
Further, in the above embodiment, the RS232C interface is used as the communication interface between the ultrasonic receiving unit 30 and the arithmetic processing unit 40 (PC). However, in the present invention, a communication interface other than the RS232C interface is used. It is needless to say that the same can be applied similarly.

【0142】[0142]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
入力ペンにおける描画ボタン押下や入力ペンの移動速度
または座標位置等の入力ペン操作状況を認識する手段を
設け、演算処理部で超音波受信部から送られてくる超音
波送/受信器間計測距離を用いて入力ペンの位置座標を
算出する際、上記認識されたペン操作状況に対応した補
正処理を適応させることにより上記位置座標の算出値を
補正するようにしたため、入力精度が要求される描画モ
ード等に際しては重い補正処理を適応して入力ペンの超
音波送出器実装位置や手ぶれ等に起因する指示位置のず
れを確実に補正する一方、入力精度の要求されない例え
ば単純な入力ペンの移動等に際しては、上記重い補正処
理を非適応、あるいは軽い補正処理を適応させることに
より入力ペンに対する不必要な補正処理を軽減でき、入
力ペンの高速移動に対しても良好なレスポンスを維持で
きる。
As described above, according to the present invention,
A means for recognizing input pen operation status such as pressing of a drawing button on the input pen, moving speed of the input pen, or coordinate position is provided, and an arithmetic processing unit measures a distance between the ultrasonic transmitter / receiver sent from the ultrasonic receiver. When calculating the position coordinates of the input pen by using, the calculated value of the position coordinates is corrected by adapting the correction process corresponding to the recognized pen operation state, so that drawing accuracy requiring input accuracy is required. In the mode, etc., a heavy correction process is applied to surely correct the displacement of the pointing position caused by the position of the ultrasonic transmitter mounted on the input pen or the camera shake, while the movement of the input pen which does not require the input accuracy, for example, the movement of the simple input pen, etc. In this case, unnecessary correction processing for the input pen can be reduced by not adapting the heavy correction processing or adapting the light correction processing. It can also maintain a good response for.

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

【図1】本発明に係わるペン入力装置を適用した情報処
理装置の概略構成を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an information processing apparatus to which a pen input device according to the present invention is applied.

【図2】図1に示した情報処理装置全体の概略構成を示
す図。
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the entire information processing apparatus shown in FIG. 1;

【図3】図1に示した情報処理装置の外観構造の一例を
示す斜視図。
FIG. 3 is an exemplary perspective view showing an example of the external structure of the information processing apparatus shown in FIG. 1;

【図4】図1に示した表示部の表示画面に対して所定の
位置関係で配設された2個の超音波受信素子とスタイラ
スペンによる指示位置の関係を示す図。
4 is a diagram showing a relationship between two ultrasonic receiving elements arranged in a predetermined positional relationship with respect to a display screen of a display unit shown in FIG. 1 and a position designated by a stylus pen.

【図5】図1に示した超音波受信部の受信処理部の機能
構成を示すブロック図。
FIG. 5 is a block diagram showing a functional configuration of a reception processing unit of the ultrasonic receiving unit shown in FIG.

【図6】図5に示したスタイラスペンにおける基本クロ
ックと超音波送出タイミングとの関係を示すフローチャ
ート。
FIG. 6 is a flowchart showing a relationship between a basic clock and an ultrasonic wave transmission timing in the stylus pen shown in FIG. 5;

【図7】図5に示したカウンタによる超音波受信時間の
検出動作を示すタイミングチャート。
FIG. 7 is a timing chart showing an operation of detecting an ultrasonic reception time by the counter shown in FIG. 5;

【図8】図1に示した情報処理装置で用いるスタイラス
ペンの外観構成図。
8 is an external configuration diagram of a stylus pen used in the information processing apparatus shown in FIG.

【図9】図1に示した情報処理装置で用いるスタイラス
ペンの内部回路構成を示すブロック図。
FIG. 9 is a block diagram showing an internal circuit configuration of a stylus pen used in the information processing apparatus shown in FIG. 1;

【図10】図1に示した超音波受信部及び演算処理部の
機能構成を示すブロック図。
FIG. 10 is a block diagram illustrating a functional configuration of an ultrasonic receiving unit and an arithmetic processing unit illustrated in FIG. 1;

【図11】図1に示した情報処理装置でマルチペン機能
が選択された場合におけるPenNO=0のスタイラス
ペンおよびPenNO=1のスタイラスペンの超音波送
信タイミング制御を示すタイミングチャート。
11 is a timing chart showing ultrasonic transmission timing control of a stylus pen with PenNO = 0 and a stylus pen with PenNO = 1 when the multi-pen function is selected in the information processing apparatus shown in FIG. 1;

【図12】図10に示した受信タイミング制御部からの
出力データのデータ形式の一例を示す図。
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a data format of output data from the reception timing control unit illustrated in FIG. 10;

【図13】スタイラスペンにおける超音波送信器の実装
形態の一例を示す図。
FIG. 13 is a diagram showing an example of a mounting mode of the ultrasonic transmitter in the stylus pen.

【図14】図13に示したスタイラスペンでの超音波送
位置ずれの様子を示す図。
FIG. 14 is a view showing a state in which the ultrasonic wave sending position is shifted by the stylus pen shown in FIG. 13;

【図15】スタイラスペンにおける超音波送信器の実装
形態の別の例を示す図。
FIG. 15 is a diagram showing another example of a mounting mode of the ultrasonic transmitter in the stylus pen.

【図16】スタイラスペンにおける超音波送信器の実装
形態の更に別の例を示す図。
FIG. 16 is a view showing still another example of a mounting mode of the ultrasonic transmitter in the stylus pen.

【図17】本発明に係わる位置座標補正方式を適用して
成る図1に示した情報処理装置の演算部の機能構成を示
すブロック図。
FIG. 17 is a block diagram showing a functional configuration of an arithmetic unit of the information processing apparatus shown in FIG. 1 to which the position coordinate correction method according to the present invention is applied.

【図18】ボタン押下認識に応じて補正処理を適応制御
する場合におけるスタイラスペンの超音波送信タイミン
グの一例を示す図。
FIG. 18 is a diagram showing an example of ultrasonic transmission timing of a stylus pen in a case where correction processing is adaptively controlled in accordance with button press recognition.

【図19】位置座標認識に応じて補正処理を適応制御す
る場合におけるスタイラスペンに対する超音波受信器の
実装形態を示す図。
FIG. 19 is a diagram illustrating an implementation of an ultrasonic receiver with respect to a stylus pen in a case where correction processing is adaptively controlled in accordance with position coordinate recognition.

【図20】図19に示した超音波受信器実装時の入力面
と3次元座標軸との関係を示す図。
FIG. 20 is a diagram illustrating a relationship between an input surface and a three-dimensional coordinate axis when the ultrasonic receiver illustrated in FIG. 19 is mounted.

【図21】図20に示した3次元座標系における超音波
伝播の様子を示す図。
FIG. 21 is a diagram showing a state of ultrasonic wave propagation in the three-dimensional coordinate system shown in FIG.

【図22】図20に示した3次元座標系におけるスタイ
ラスペン位置座標の検出原理を説明するための図。
FIG. 22 is a view for explaining the principle of detection of stylus pen position coordinates in the three-dimensional coordinate system shown in FIG. 20;

【図23】位置座標認識に応じて補正処理を適応制御す
る場合におけるスタイラスペン位置と座標軸との関係を
示す図。
FIG. 23 is a diagram illustrating a relationship between a stylus pen position and a coordinate axis when adaptively controlling a correction process according to position coordinate recognition.

【図24】移動速度認識に応じて補正処理を適応制御す
る場合におけるスタイラスペンの移動状態の一例を示す
図。
FIG. 24 is a diagram showing an example of a moving state of a stylus pen in a case where the correction process is adaptively controlled according to the moving speed recognition.

【図25】スタイラスペンの移動速度認識方法を説明す
るための超音波送/受信タイミングの一例を示す図。
FIG. 25 is a diagram illustrating an example of ultrasonic transmission / reception timing for explaining a method of recognizing a moving speed of a stylus pen.

【図26】ボタン認識、位置座標、移動速度認識に応じ
て補正処理を適応制御する場合におけるスタイラスペン
位置と座標軸との関係を示す図。
FIG. 26 is a diagram illustrating a relationship between a stylus pen position and a coordinate axis in a case where correction processing is adaptively controlled according to button recognition, position coordinates, and moving speed recognition.

【図27】スタイラスペン認識に応じて補正処理を適応
制御する場合におけるスタイラスペンの超音波送信タイ
ミングの一例を示す図。
FIG. 27 is a diagram showing an example of the ultrasonic transmission timing of the stylus pen in the case where the correction process is adaptively controlled according to the stylus pen recognition.

【図28】表示部としてフロントプロジェクタディスプ
レイを用いた本発明の他の実施の形態を示す図。
FIG. 28 is a diagram showing another embodiment of the present invention using a front projector display as a display unit.

【図29】表示部としてCRTディスプレイを有するデ
ィスクトップ型コンピュータを用いた本発明の更に他の
実施の形態を示す図。
FIG. 29 is a diagram showing still another embodiment of the present invention using a desktop computer having a CRT display as a display unit.

【図30】表示部としてLCDディスプレイを有するノ
ート型コンピュータを用いた本発明の別の実施の形態を
示す図。
FIG. 30 is a diagram showing another embodiment of the present invention using a notebook computer having an LCD display as a display unit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…スタイラスペン、11…送信タイミング制御部、1
2…シーケンサ、13…オシレータ、14…ボタン、1
5…アンプ部、16…オペアンプ、17…送出部、18
…超音波送出器、30…超音波受信部、31…受信セン
サ部、31a,31b,31c…超音波受信素子、32
…受信処理部、60…アンプ部、61…オペアンプ、7
0…受信タイミング制御部、71…カウンタ、レジス
タ、72…シーケンサ、73…オシレータ、74…SC
C(シリアル通信制御部)初期化部、321,322…
カウンタ、324…基本クロック生成回路、325,3
26…受信時間保持回路、33…通信部、331…SC
C(シリアル通信制御部)、332…232Cドライ
バ、34…ペンホルダ、35…同期回路、40…演算処
理部、41…通信部、42…演算部、421…データ取
込部、422…演算実行部、423…ペン操作状況認識
部、424…補正処理適応制御部、43…判別部、44
…表示制御部、50…表示部
1 stylus pen, 11 transmission timing control unit, 1
2 ... sequencer, 13 ... oscillator, 14 ... button, 1
5: Amplifier section, 16: Operational amplifier, 17: Sending section, 18
... Ultrasonic wave transmitter, 30 ... Ultrasonic wave receiving unit, 31 ... Reception sensor unit, 31a, 31b, 31c ... Ultrasonic wave receiving element, 32
... Reception processing unit, 60 ... Amplifier unit, 61 ... Op amp, 7
0: reception timing control unit, 71: counter, register, 72: sequencer, 73: oscillator, 74: SC
C (serial communication control unit) initialization unit, 321, 322 ...
Counter, 324... Basic clock generation circuit, 325, 3
26: reception time holding circuit, 33: communication unit, 331: SC
C (serial communication control unit), 332: 232C driver, 34: pen holder, 35: synchronous circuit, 40: arithmetic processing unit, 41: communication unit, 42: arithmetic unit, 421: data acquisition unit, 422: arithmetic execution unit 423: pen operation status recognition unit 424: correction processing adaptive control unit 43: discrimination unit 44
... Display control unit, 50 ... Display unit

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力ペンに実装された超音波送信手段か
ら超音波を送出した時間と、超音波受信手段により前記
超音波を受信した時間とから前記超音波送信手段と前記
超音波受信手段間の距離を計測する距離計測手段と、前
記計測距離を用いて前記入力ペンの2次元若しくは3次
元の位置座標を算出する演算手段とを具備し、該演算手
段により算出された前記位置座標に基づき所定の入力領
域における前記入力ペンによる指示位置を入力するペン
入力装置において、 前記入力ペンの操作状況を認識する操作状況認識手段
と、 前記操作状況認識手段により認識された前記入力ペンの
操作状況に対応する補正処理を適応させることにより前
記演算手段における前記位置座標の算出値を補正する補
正処理適応制御手段とを具備することを特徴とするペン
入力装置。
1. An apparatus for transmitting an ultrasonic wave from an ultrasonic transmitting unit mounted on an input pen and receiving the ultrasonic wave by an ultrasonic receiving unit based on a time between the ultrasonic transmitting unit and the ultrasonic receiving unit. Distance measuring means for measuring the distance of the input pen, and calculating means for calculating two-dimensional or three-dimensional position coordinates of the input pen using the measured distance, based on the position coordinates calculated by the calculating means. In a pen input device for inputting a position indicated by the input pen in a predetermined input area, an operation status recognition unit that recognizes an operation status of the input pen, and an operation status of the input pen that is recognized by the operation status recognition unit. Correction processing adaptive control means for correcting the calculated value of the position coordinates in the arithmetic means by adapting the corresponding correction processing. Down input device.
【請求項2】 複数の入力ペンを使用可能とするマルチ
ペン機能を有し、前記操作状況認識手段は、前記各々の
入力ペン毎にその操作状況を認識し、前記補正処理適応
制御手段は、認識された前記操作状況に対応する補正処
理を前記各々の入力ペン毎に適応させることを特徴とす
る請求項1記載のペン入力装置。
2. A multi-pen function for enabling a plurality of input pens to be used, wherein the operation status recognizing means recognizes the operation status of each of the input pens, and the correction processing adaptive control means comprises a recognition process. 2. The pen input device according to claim 1, wherein a correction process corresponding to the performed operation state is adapted for each of the input pens.
【請求項3】 入力ペンの操作状況と該操作状況に対応
した補正処理方式を任意に設定する設定手段を具備し、
前記補正処理適応制御手段は、前記操作状況認識手段に
よる前記入力ペンの操作状況の認識結果に対し、該認識
結果に対応する前記設定中の補正処理方式を適応させる
ことを特徴とする請求項1または2記載のペン入力装
置。
And a setting means for arbitrarily setting an operation state of the input pen and a correction processing method corresponding to the operation state,
2. The correction processing adaptive control means adapts the correction processing method being set corresponding to the recognition result of the operation status of the input pen by the operation status recognition means. Or the pen input device according to 2.
【請求項4】 操作状況認識手段は、前記入力ペンに実
装された描画モード設定ボタンのON状態を認識する描
画ボタン押下認識手段により構成されることを特徴とす
る請求項1乃至3のいずれか記載のペン入力装置。
4. The operation state recognizing means is constituted by a drawing button press recognizing means for recognizing an ON state of a drawing mode setting button mounted on the input pen. A pen input device as described.
【請求項5】 操作状況認識手段は、前記入力ペンの移
動速度を認識する移動速度認識手段により構成されるこ
とを特徴とする請求項1乃至3のいずれか記載のペン入
力装置。
5. The pen input device according to claim 1, wherein the operation status recognizing means comprises a moving speed recognizing means for recognizing a moving speed of the input pen.
【請求項6】 操作状況認識手段は、前記入力ペンの3
次元または2次元座標位置を認識する座標位置認識手段
により構成されることを特徴とする請求項1乃至3のい
ずれか記載のペン入力装置。
6. An operation status recognition means, comprising:
4. The pen input device according to claim 1, wherein the pen input device comprises a coordinate position recognizing means for recognizing a two-dimensional or two-dimensional coordinate position.
【請求項7】 操作状況認識手段は、前記入力ペンに実
装された描画モード設定ボタンのON状態を認識する描
画ボタン押下認識手段、前記入力ペンの移動速度を認識
する移動速度認識手段、前記入力ペンの3次元または2
次元座標位置を認識する座標位置認識手段のうちの2つ
若しくは全てにより構成されることを特徴とする請求項
1乃至3のいずれか記載のペン入力装置。
7. An operation state recognizing means includes: a drawing button press recognizing means for recognizing an ON state of a drawing mode setting button mounted on the input pen; a moving speed recognizing means for recognizing a moving speed of the input pen; Pen 3D or 2
4. The pen input device according to claim 1, wherein the pen input device is constituted by two or all of the coordinate position recognizing means for recognizing the dimensional coordinate position.
【請求項8】 入力ペンに実装された超音波送信手段か
ら超音波を送出した時間と、超音波受信手段により前記
超音波を受信した時間とから前記超音波送信手段と前記
超音波受信手段間の距離を計測すると共に、前記計測距
離を用いて前記入力ペンの2次元若しくは3次元の位置
座標を算出し、所定の入力領域における前記入力ペンに
よる指示位置を入力するペン入力装置において、 前記入力ペンの操作状況を認識し、該認識された前記入
力ペンの操作状況に対応する補正処理を適応させること
により前記位置座標の算出値を補正するようにしたこと
を特徴とするペン入力装置における位置座標補正方法。
8. The time between the ultrasonic transmitting means and the ultrasonic receiving means, based on the time at which the ultrasonic wave is transmitted from the ultrasonic transmitting means mounted on the input pen and the time at which the ultrasonic wave is received by the ultrasonic receiving means. A pen input device that measures the distance of the input pen, calculates two-dimensional or three-dimensional position coordinates of the input pen using the measured distance, and inputs a position indicated by the input pen in a predetermined input area. A position in the pen input device, wherein the calculated value of the position coordinates is corrected by recognizing a pen operation state and adapting a correction process corresponding to the recognized operation state of the input pen. Coordinate correction method.
【請求項9】 認識対象の操作状況は、前記入力ペンに
実装された描画モード設定ボタンがON状態にある状
況、前記入力ペンの移動速度が所定の移動速度を越えて
いる状況、前記入力ペンの3次元または2次元座標位置
が特定の座標位置範囲外にある状況のうちのいずれか1
つ若しくは複数の組み合わせから成ることを特徴とする
請求項8記載のペン入力装置における位置座標補正方
法。
9. The operation status of a recognition target includes a status where a drawing mode setting button mounted on the input pen is in an ON state, a status where the moving speed of the input pen exceeds a predetermined moving speed, and a status where the input pen is moving. Either one of the situations where the three-dimensional or two-dimensional coordinate position is outside the specific coordinate position range
9. The method according to claim 8, wherein the position coordinate correction method comprises one or a plurality of combinations.
【請求項10】 複数の入力ペンを使用可能とするマル
チペン機能を有し、該各々の入力ペン毎にその操作状況
を認識し、該認識された前記操作状況に対応する補正処
理を前記各々の入力ペン毎に適応させることを特徴とす
る請求項8記載のペン入力装置における位置座標補正方
法。
10. A multi-pen function for enabling use of a plurality of input pens, recognizing an operation state of each of the input pens, and performing a correction process corresponding to the recognized operation state on each of the input pens. 9. The method according to claim 8, wherein the method is adapted for each input pen.
【請求項11】 入力ペンの操作状況と該操作状況に対
応した補正処理方式を任意に設定する設定手段を具備
し、前記入力ペンの操作状況の認識結果に対し、該認識
結果に対応する前記設定中の補正処理方式を適応させる
ことを特徴とする請求項8記載のペン入力装置における
位置座標補正方法。
11. An apparatus according to claim 11, further comprising setting means for arbitrarily setting an operation state of the input pen and a correction processing method corresponding to the operation state, wherein the recognition result of the operation state of the input pen corresponds to the recognition result. 9. The position coordinate correction method in the pen input device according to claim 8, wherein the correction processing method being set is adapted.
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