JPH10320106A - Coordinate input device and oscillation transmission plate - Google Patents

Coordinate input device and oscillation transmission plate

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Publication number
JPH10320106A
JPH10320106A JP13005997A JP13005997A JPH10320106A JP H10320106 A JPH10320106 A JP H10320106A JP 13005997 A JP13005997 A JP 13005997A JP 13005997 A JP13005997 A JP 13005997A JP H10320106 A JPH10320106 A JP H10320106A
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JP
Japan
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vibration
elastic member
input device
coordinate input
coordinate
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP13005997A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuyuki Kobayashi
克行 小林
Yuichiro Yoshimura
雄一郎 吉村
Ryozo Yanagisawa
亮三 柳沢
Atsushi Tanaka
淳 田中
Hajime Sato
肇 佐藤
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Publication of JPH10320106A publication Critical patent/JPH10320106A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a coordinate input device allowing another object to be fixed on its coordinate input surface by a means such as adhesives while holding measuring accuracy. SOLUTION: The coordinate input device has an oscillation transmission plate 8 for propagating inputted oscillation up to the fitted position of a detection sensor and an elastic member 25 arranged like a laminated layer in a state acoustically discontinous to the plate 8. The plate 8 is provided with a piezoelectric sensor 6 for detecting propagated oscillation. An upper case to be a part of a casing for the input device is stuck and fixed to the member 25 through an adhesive layer 24. The oscillation of an oscillation pen is inputted to the plate 8 through the member 25.

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】本発明は座標入力装置に関
し、特に座標入力面に対して与えられた振動の伝達時間
を計測して入力座標を検出する座標入力装置及びこれに
用いられる振動伝達板に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a coordinate input device, and more particularly to a coordinate input device for measuring a transmission time of a vibration given to a coordinate input surface and detecting input coordinates, and a vibration transmission plate used for the coordinate input device. Things.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より振動伝達を利用した座標入力装
置として、振動ペンから入力された弾性波振動を振動伝
達板に複数設けられたセンサにより検出し、振動ペンか
ら振動伝達板に入力された弾性波振動の伝達時間を計測
し、その伝達時間に基づいて振動ペンによる振動入力点
の座標を検出する座標入力装置がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a coordinate input device utilizing vibration transmission, elastic wave vibration input from a vibration pen is detected by a plurality of sensors provided on the vibration transmission plate, and is input from the vibration pen to the vibration transmission plate. There is a coordinate input device that measures the transmission time of elastic wave vibration and detects the coordinates of a vibration input point by a vibration pen based on the transmission time.

【0003】この種の装置としては、例えば、超音波を
利用して、2点間の距離を算出する方式が知られてお
り、その具体的な応用例として特公平5−60615号
等に記載されているような座標入力装置が知られてい
る。この装置は、座標入力面となる振動伝達板に、振動
を発生し座標入力指示器具となる座標入力ペンからの振
動を入力し、振動伝達板に取付けられた複数のセンサ
(例えば図7におけるセンサ6a〜6d)でこの振動を
検出して、振動が各センサまで到達する時間を計測する
ことで、振動が入力された座標位置の算出を行なうもの
である。
As this type of apparatus, for example, a method of calculating a distance between two points using an ultrasonic wave is known, and a specific application example thereof is described in Japanese Patent Publication No. 5-60615. Such coordinate input devices are known. This device generates vibration and inputs vibration from a coordinate input pen as a coordinate input pointing device to a vibration transmission plate serving as a coordinate input surface, and a plurality of sensors attached to the vibration transmission plate (for example, sensors in FIG. 7). In 6a to 6d), the vibration is detected, and the time required for the vibration to reach each sensor is measured to calculate the coordinate position where the vibration is input.

【0004】このような座標入力装置を用いれば、座標
入力ペンで指示した位置座標を、例えばパーソナルコン
ピュータ等の情報処理装置に出力することによって、手
書きによる文字、図形の入力が可能となる。
By using such a coordinate input device, it is possible to input handwritten characters and figures by outputting position coordinates designated by a coordinate input pen to an information processing device such as a personal computer.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例の様な座標入力装置では、ある媒体を伝播する音波
の音速は一定であるという物理現象を利用し、音波の到
達する時間を計測することで振動発生源と振動検出素子
間の距離を導出することを基本原理としているため、例
えば、振動が伝播して行く際に音速が変化するような場
合には、その検出精度(距離測定精度、或は座標算出精
度)は大幅に低下することになる。
However, in the coordinate input device as in the above-mentioned prior art, the time required for the sound wave to reach is measured using the physical phenomenon that the sound speed of the sound wave propagating through a certain medium is constant. Since the basic principle is to derive the distance between the vibration source and the vibration detection element, for example, if the sound speed changes as the vibration propagates, the detection accuracy (distance measurement accuracy, Or, the accuracy of coordinate calculation) is greatly reduced.

【0006】このような現象が起こる場合として具体的
な例を、特公平5−60615号に用いられているよう
な板波(Lamb Wave)で説明すれば、一般に板
波の音速は伝播する媒体の材質、或は板の厚みt、さら
には振動の周波数に依存することが知られている。つま
り、振動が伝播する板の厚みが変化するような場合(例
えば板の断面が台形状となっている場合)には、その変
化量に応じて波の伝播速度が変化する様になる。これ
は、装置の測定精度を低下させるので、この種の装置で
は板の厚みが一定となるように構成されるのが一般的で
ある。
A specific example of the case where such a phenomenon occurs will be described with reference to a Lamb Wave as used in Japanese Patent Publication No. Hei 5-60615. It is known that it depends on the material or the thickness t of the plate and also the frequency of vibration. That is, when the thickness of the plate through which the vibration propagates changes (for example, when the cross section of the plate has a trapezoidal shape), the wave propagation speed changes according to the amount of change. Since this reduces the measurement accuracy of the device, it is common for this type of device to be configured to have a constant plate thickness.

【0007】しかし、板の厚みが例え一定であっても、
セロテープ等の粘着物を振動伝達板に密着させた様な場
合にもこのような現象が発生することが確認されてお
り、大幅な精度低下につながる。つまり、この種の座標
入力装置に於て、振動を伝達させる伝播体には、接着等
の手段によって別の物体を固着させるような構成を採用
することは検出精度を低下させることにつながり、好ま
しいことではない。しかしながら、この種の座標入力装
置を実際に製品形態とするような場合、図8に示される
ような形態にすることがしばしば要求される。つまり、
座標を入力することができる有効エリアを形作るため、
或は、振動検出手段を目隠しするため、或は、原稿
(紙)を位置決めするための位置決め手段として、ある
いは、装置を保護するための保護手段としてケース10
1を付ける構成が製品仕様として要求される。
However, even if the thickness of the plate is constant,
It has been confirmed that such a phenomenon occurs even when an adhesive such as cellophane tape is adhered to the vibration transmission plate, which leads to a significant decrease in accuracy. In other words, in this type of coordinate input device, it is preferable to adopt a configuration in which another object is fixed to the propagating body for transmitting vibration by means such as bonding, since this leads to a decrease in detection accuracy, and is thus preferable. Not that. However, when this kind of coordinate input device is actually made into a product form, it is often required to make a form as shown in FIG. That is,
To form an effective area where coordinates can be entered,
Alternatively, the case 10 may be used as a blinding means for the vibration detecting means, or as a positioning means for positioning a document (paper), or as a protecting means for protecting the apparatus.
A configuration to add 1 is required as a product specification.

【0008】このとき問題となるのが、このケース10
1と振動伝達板100の隙間である。隙間が有れば、原
稿を突き当てた時に原稿がその空間に入り込み、原稿の
位置決めができない、或は原稿を抜き取る際に原稿を破
く場合が有り、ユーザにとって非常に扱いにくい製品と
なる。また、作業中にコーヒー等の液体をこぼしてしま
った場合(または雨に濡れた場合)には、その空間に存
在する液体を拭き取ることができず、装置の故障につな
がるばかりでなく、水滴が存在することによって前述の
音速が変化する(又はその部分で大幅な吸収がおき、音
波が伝達し無くなる)等の問題が発生し、装置の信頼性
を大幅に低下させることになる。
[0008] At this time, the problem is that in this case 10
1 and the gap between the vibration transmission plate 100. If there is a gap, the original enters the space when the original is abutted, and the original cannot be positioned, or the original may be broken when the original is extracted. This is a very difficult product for the user. Also, if you spill coffee or other liquid during work (or if it gets wet in the rain), you will not be able to wipe off the liquid in that space, which will not only lead to equipment failure, but also cause water droplets. The existence of such a problem causes a problem that the above-mentioned sound speed changes (or a significant absorption occurs at that portion, and the sound wave is not transmitted), and the reliability of the device is greatly reduced.

【0009】本発明は上記の問題に鑑みてなされたもの
であり、測定精度を保ちながら座標入力面に接着剤等の
手段によって別の物体を固着させることを可能とする座
標入力装置及び振動伝達板を提供することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and a coordinate input device and a vibration transmission device capable of fixing another object to a coordinate input surface by means such as an adhesive while maintaining measurement accuracy. The purpose is to provide a board.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の座標入力装置は以下の構成を備える。すな
わち、振動伝達板を伝播する振動を検出して指示座標を
検出する座標入力装置であって、前記振動伝達板を構成
し、入力された振動を検出センサの装着位置まで伝播さ
せる第1の弾性部材と、前記第1の弾性部材とは音響的
に不連続な状態で積層状に配置された第2の弾性部材
と、前記第1の弾性部材に装着され、該第1の弾性部材
を伝播する振動を検出する検出手段と、前記第2の弾性
部材の部分と当該座標入力装置の筐体の部分とを固着す
る固着手段とを備える。
A coordinate input apparatus according to the present invention for achieving the above object has the following arrangement. That is, a coordinate input device for detecting a vibration transmitted through a vibration transmission plate and detecting a designated coordinate, wherein the vibration transmission plate is configured to have a first elasticity for transmitting the input vibration to a mounting position of a detection sensor. A member, a second elastic member arranged in a stacked state in an acoustically discontinuous state with the first elastic member, and a second elastic member mounted on the first elastic member and propagating through the first elastic member. Detecting means for detecting the vibration which occurs, and fixing means for fixing the portion of the second elastic member and the portion of the housing of the coordinate input device.

【0011】また、上記の目的を達成する本発明の振動
伝達板は、入力された振動を検出センサの装着位置まで
伝播させる第1の弾性部材と、前記第1の弾性部材とは
音響的に不連続な状態で積層状に配置された第2の弾性
部材とを備える。
According to the vibration transmission plate of the present invention for achieving the above object, the first elastic member for transmitting the input vibration to the mounting position of the detection sensor, and the first elastic member are acoustically connected. A second elastic member arranged in a stacked state in a discontinuous state.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、添付図面に従って本発明に
関わる実施形態を詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【0013】<座標入力装置の全体構成(図2)>図2
は本実施形態による座標入力装置の全体的な構成を示す
ブロック図である。以下、図2を用いて、本実施形態に
おける座標入力装置の装置全体の構成について説明す
る。図中1は装置全体を制御するとともに、座標位置を
算出する演算制御回路である。2は振動子駆動回路であ
って、振動ペン3内に内蔵されている振動子4を振動さ
せるものである。なお振動子4によって発生した振動
は、ペン先5を介して振動伝達板8に入力され得る。
<Overall Configuration of Coordinate Input Device (FIG. 2)> FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a coordinate input device according to the present embodiment. Hereinafter, the overall configuration of the coordinate input device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In the figure, reference numeral 1 denotes an arithmetic control circuit for controlling the entire apparatus and calculating a coordinate position. A vibrator driving circuit 2 vibrates the vibrator 4 built in the vibrating pen 3. The vibration generated by the vibrator 4 can be input to the vibration transmission plate 8 via the pen tip 5.

【0014】振動伝達板8はアクリルやガラス板等、透
明部材からなり、振動ペン3による座標入力は、この振
動伝達板8上の座標入力有効エリア(以下有効エリア、
図中実線で示す符号Aの領域)をタッチすることで行な
う。また振動ペン3で入力された振動が振動伝達板8の
端面で反射し、振動が中央部にもどるのを防止(反射波
を減衰)するための防振材7が、振動伝達板8の外周に
設けられている。
The vibration transmission plate 8 is made of a transparent member such as an acrylic or glass plate, and the coordinate input by the vibration pen 3 is applied to a coordinate input effective area (hereinafter referred to as an effective area,
This is performed by touching the area indicated by the symbol A indicated by a solid line in the figure. In addition, the vibration input material which reflects the vibration input by the vibration pen 3 on the end face of the vibration transmission plate 8 and prevents the vibration from returning to the center (attenuates the reflected wave) is provided on the outer periphery of the vibration transmission plate 8. It is provided in.

【0015】図示されるように振動伝達板8の周辺部に
は圧電素子等、機械的振動を電気信号に変換する振動セ
ンサ6a〜6dが固定されている。振動センサ6a〜6
dからの信号は不図示の増幅回路で増幅された後、信号
波形検出回路9に送られ、信号処理を行ないその結果を
演算制御回路1に出力し、座標を算出する。なお信号波
形検出回路9、演算制御回路1については、その詳細を
別途後述することとする。
As shown in the figure, vibration sensors 6a to 6d for converting mechanical vibrations into electric signals, such as piezoelectric elements, are fixed around the vibration transmission plate 8. Vibration sensors 6a-6
After the signal from d is amplified by an amplifier circuit (not shown), it is sent to a signal waveform detection circuit 9 where the signal is processed, and the result is output to the arithmetic and control circuit 1 to calculate coordinates. The details of the signal waveform detection circuit 9 and the arithmetic control circuit 1 will be separately described later.

【0016】11は液晶表示器等のドット単位の表示が
可能なディスプレイであり、振動伝達板の背後に配置し
ている。そしてディスプレイ駆動回路10の駆動により
振動ペン3によりなぞられた位置にドットを表示し、そ
れを振動伝達板8(例えばガラス等の透明部材からなる
場合)を透して見ることが可能になっている。
Reference numeral 11 denotes a display such as a liquid crystal display capable of displaying in units of dots, which is arranged behind the vibration transmission plate. By driving the display drive circuit 10, dots are displayed at the positions traced by the vibrating pen 3, and the dots can be seen through the vibration transmitting plate 8 (for example, when made of a transparent member such as glass). I have.

【0017】振動ペン3に内蔵された振動子4は、振動
子駆動回路2によって駆動される。振動子4の駆動信号
は演算制御回路1から低レベルのパルス信号として供給
され、振動子駆動回路2によって所定のゲインで増幅さ
れた後、振動子4に印加される。電気的な駆動信号は振
動子4によって機械的な超音波振動に変換され、ペン先
5を介して振動伝達板8に伝達される。
The vibrator 4 built in the vibrating pen 3 is driven by the vibrator driving circuit 2. The driving signal of the vibrator 4 is supplied as a low-level pulse signal from the arithmetic and control circuit 1, amplified by the vibrator driving circuit 2 with a predetermined gain, and applied to the vibrator 4. The electric drive signal is converted into mechanical ultrasonic vibration by the vibrator 4 and transmitted to the vibration transmission plate 8 via the pen tip 5.

【0018】ここで振動子4の振動周波数はガラスなど
の振動伝達板8に板波を発生することができる値に選択
される。またこのとき、振動子4の周波数をペン先5を
含んだ共振周波数とすることで効率の良い振動変換が可
能となる。
Here, the vibration frequency of the vibrator 4 is selected to a value capable of generating a plate wave on the vibration transmission plate 8 such as glass. At this time, by setting the frequency of the vibrator 4 to the resonance frequency including the pen tip 5, efficient vibration conversion can be performed.

【0019】上記のようにして振動伝達板8に伝えられ
る弾性波は板波であり、表面波などに比べて振動伝達板
の表面の傷、障害物等の影響を受けにくいという利点を
有する。
The elastic wave transmitted to the vibration transmission plate 8 as described above is a plate wave, and has an advantage that the surface of the vibration transmission plate is less susceptible to scratches, obstacles, and the like than surface waves.

【0020】<演算制御回路の説明>上述した構成に於
いて、演算制御回路1は所定周期毎(例えば5ms毎)
に振動子駆動回路2、振動ペン3内の振動子4を駆動さ
せる信号を出力すると共に、後述するタイマ(カウンタ
で構成されている)により計時を開始させる。そして、
振動ペン3より発生した振動は振動センサ6a〜6dま
での距離に応じて遅延して到達する。
<Description of Arithmetic Control Circuit> In the above-described configuration, the arithmetic control circuit 1 operates every predetermined period (for example, every 5 ms).
In addition, a signal for driving the vibrator driving circuit 2 and the vibrator 4 in the vibrating pen 3 is output, and time measurement is started by a timer (configured with a counter) described later. And
The vibration generated by the vibration pen 3 arrives with a delay according to the distance to the vibration sensors 6a to 6d.

【0021】振動波形検出回路9は各振動センサ6a〜
6dからの信号を検出して、後述する波形検出処理によ
り各振動センサへの振動到達タイミングを示す信号を生
成するが、演算制御回路1は各センサ毎のこの信号を入
力し、各々の振動センサ6a〜6dまでの振動到達時間
の検出、そして振動ペンの座標位置を算出する。また演
算制御回路1は、この算出された振動ペン3の位置情報
を元にディスプレイ駆動回路10を駆動して、ディスプ
レイ11による表示を制御したり、あるいはシリアル、
パラレル通信によって外部機器に座標出力を行なう(不
図示)。
The vibration waveform detection circuit 9 includes the vibration sensors 6a to 6a.
6d, and a signal indicating the timing of arrival of vibration at each vibration sensor is generated by a waveform detection process described later. The arithmetic and control circuit 1 inputs this signal for each sensor and outputs the signal to each vibration sensor. Detecting the vibration arrival time from 6a to 6d and calculating the coordinate position of the vibration pen. The arithmetic control circuit 1 drives the display drive circuit 10 based on the calculated position information of the vibration pen 3 to control the display on the display 11 or to control the display
The coordinates are output to an external device by parallel communication (not shown).

【0022】図3は本実施形態の演算制御回路1の概略
構成を示すブロック図である。演算制御回路1の各構成
要素およびその動作概略を以下に説明する。
FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of the arithmetic control circuit 1 of the present embodiment. The components of the arithmetic control circuit 1 and the outline of the operation will be described below.

【0023】図中、31は演算制御回路1及び座標入力
装置全体を制御するマイクロコンピュータであり、内部
カウンタ、操作手順を記憶したROM、そして計算等に
使用するRAM、定数等を記憶する不揮発性メモリなど
によって構成されている。33は不図示の基準クロック
を計時するタイマ(例えばカウンタなどにより構成され
ている)であって、振動子駆動回路2に振動ペン3内の
振動子4の駆動を開始させるためのスタート信号を入力
すると、その計時を開始する。これによって、計時開始
とセンサによる振動検出の同期がとられ、センサ(6a
〜6d)により振動が検出されるまでの遅延時間が測定
できることになる。
In the figure, reference numeral 31 denotes a microcomputer which controls the arithmetic control circuit 1 and the entire coordinate input device, and includes an internal counter, a ROM storing operation procedures, a RAM used for calculations and the like, and a nonvolatile memory storing constants and the like. It is composed of a memory and the like. Reference numeral 33 denotes a timer (constituting, for example, a counter) for measuring a reference clock (not shown), which inputs a start signal for starting driving of the vibrator 4 in the vibrating pen 3 to the vibrator driving circuit 2. Then, the timing is started. As a result, the start of timing and the detection of vibration by the sensor are synchronized, and the sensor (6a
6d), the delay time until the vibration is detected can be measured.

【0024】その他各構成要素となる回路は順を追って
説明する。振動波形検出回路9より出力される各振動セ
ンサ6a〜6dよりの振動到達タイミング信号は、検出
信号入力ポート35を介してラッチ回路34a〜34d
に入力される。ラッチ回路34a〜34dのそれぞれ
は、各振動センサ6a〜6dに対応しており、対応する
センサよりのタイミング信号を受信すると、その時のタ
イマ33の計時値をラッチする。こうして全ての検出信
号の受信がなされたことを判定回路36が判定すると、
マイクロコンピュータ31にその旨の信号を出力する。
The other constituent circuits will be described in order. The vibration arrival timing signals from the vibration sensors 6a to 6d output from the vibration waveform detection circuit 9 are supplied to the latch circuits 34a to 34d via the detection signal input port 35.
Is input to Each of the latch circuits 34a to 34d corresponds to each of the vibration sensors 6a to 6d, and when receiving a timing signal from the corresponding sensor, latches the time value of the timer 33 at that time. When the determination circuit 36 determines that all the detection signals have been received,
A signal to that effect is output to the microcomputer 31.

【0025】マイクロコンピュータ31がこの判定回路
36からの信号を受信すると、ラッチ回路34a〜34
dから各々の振動センサまでの振動伝達時間をラッチ回
路より読み取り、所定の計算を行なって、振動伝達板8
上の振動ペン3の座標位置を算出する。そして、I/O
ポート37を介してディスプレイ駆動回路10に算出し
た座標位置情報を出力することにより、例えばディスプ
レイ11の対応する位置にドット等を表示することがで
きる。あるいはI/0ポート37を介しインターフェー
ス回路に、座標位置情報を出力することによって、外部
機器に座標値を出力することができる。
When the microcomputer 31 receives the signal from the determination circuit 36, the latch circuits 34a-34
From the latch circuit, the vibration transmission time from d to each vibration sensor is read, and a predetermined calculation is performed.
The coordinate position of the upper vibration pen 3 is calculated. And I / O
By outputting the calculated coordinate position information to the display drive circuit 10 via the port 37, for example, dots or the like can be displayed at corresponding positions on the display 11. Alternatively, by outputting the coordinate position information to the interface circuit via the I / 0 port 37, the coordinate value can be output to the external device.

【0026】<振動伝搬時間検出の説明(図4、図5)
>図4は振動波形検出回路9に入力される検出波形と、
それに基づく振動伝達時間の計測処理を説明するための
図である。尚、以下、振動センサ6aの場合について説
明するが、その他の振動センサ6b、6c、6dについ
ても全く同じである。
<Description of Vibration Propagation Time Detection (FIGS. 4 and 5)
FIG. 4 shows a detection waveform input to the vibration waveform detection circuit 9;
It is a figure for explaining measurement processing of vibration transmission time based on it. The case of the vibration sensor 6a will be described below, but the same applies to the other vibration sensors 6b, 6c, and 6d.

【0027】振動センサ6aへの振動伝達時間の計測
は、振動子駆動回路2へのスタート信号の出力と同時に
開始することは既に説明した。この時、振動子駆動回路
2から振動子4へは駆動信号41が印加されている。こ
の駆動信号41によって、振動ペン3から振動伝達板8
に伝達された超音波振動は、振動センサ6aまでの距離
に応じた時間をかけて進行した後、振動センサ6aで検
出される。図示の42で示す信号は振動センサ6aが検
出した信号波形を示している。
It has already been described that the measurement of the vibration transmission time to the vibration sensor 6a starts simultaneously with the output of the start signal to the vibrator drive circuit 2. At this time, the drive signal 41 is applied from the transducer drive circuit 2 to the transducer 4. The drive signal 41 causes the vibration pen 3 to move from the vibration transmission plate 8
Is transmitted by the vibration sensor 6a for a time corresponding to the distance to the vibration sensor 6a, and is detected by the vibration sensor 6a. A signal indicated by reference numeral 42 indicates a signal waveform detected by the vibration sensor 6a.

【0028】この実施形態で用いられている振動は前述
のとおり板波であるため、検出波形のエンベロープ42
1の伝播する速度(群速度Vg)と位相422の伝播す
る速度(位相速度Vp)が異なる。従って、振動伝達板
8内での伝播距離に対して検出波形のエンベロープ42
1と位相422の関係は振動伝達中に、その伝達距離に
応じて変化する。本実施形態では、この群速度Vgに基
づく群遅延時間Tg、及び位相速度Vpに基づく位相遅
延時間Tpから、振動ペン3と振動センサ6a間の距離
を検出している。
Since the vibration used in this embodiment is a plate wave as described above, the envelope 42 of the detected waveform is used.
1 is different from the speed at which the phase 422 propagates (the group speed Vg). Therefore, the envelope 42 of the detected waveform with respect to the propagation distance in the vibration transmission plate 8
The relationship between 1 and the phase 422 changes during vibration transmission according to the transmission distance. In the present embodiment, the distance between the vibration pen 3 and the vibration sensor 6a is detected from the group delay time Tg based on the group velocity Vg and the phase delay time Tp based on the phase velocity Vp.

【0029】図5は振動検出回路9のブロック図であ
る。以下、図4とあわせて群遅延時間Tg、位相遅延時
間Tpを検出するための手段について説明する。
FIG. 5 is a block diagram of the vibration detection circuit 9. Hereinafter, the means for detecting the group delay time Tg and the phase delay time Tp will be described with reference to FIG.

【0030】振動センサ6aの出力信号42は、前置増
幅回路51により所定のレベルまで増幅された後、帯域
通過フィルタ511により検出信号の余分な周波数成分
が除かれ、信号44を得る。この信号44のエンベロー
プに着目すると、その波形が伝播する音速は群速度Vg
であり、ある特定の波形上の点、例えばエンベロープの
ピークやエンベロープの変曲点を検出すると、群速度V
gに関わる遅延時間tgが得られる。そこで前置増幅回
路51で増幅され、帯域通過フィルタ511を通過した
信号は、例えば、絶対値回路及び、低域通過フィルタ等
により構成されるエンベロープ検出回路52に入力さ
れ、検出信号のエンベロープ45のみが取り出される。
さらにこのエンベロープ45に対して予め設定されてい
る閾値レベル441を越える部分のゲート信号46を、
マルチバイブレータ等で構成されたゲート信号発生回路
56が形成する。
After the output signal 42 of the vibration sensor 6a is amplified to a predetermined level by the preamplifier circuit 51, an extra frequency component of the detection signal is removed by the band-pass filter 511 to obtain a signal 44. Paying attention to the envelope of this signal 44, the sound velocity at which the waveform propagates is the group velocity Vg
When a point on a specific waveform, for example, a peak of the envelope or an inflection point of the envelope is detected, the group velocity V
The delay time tg related to g is obtained. Therefore, the signal amplified by the preamplifier circuit 51 and passed through the band-pass filter 511 is input to, for example, an envelope detection circuit 52 composed of an absolute value circuit, a low-pass filter, and the like. Is taken out.
Further, a gate signal 46 of a portion exceeding a preset threshold level 441 for this envelope 45 is
A gate signal generation circuit 56 composed of a multivibrator or the like is formed.

【0031】群速度Vgに関わる群遅延時間tgを検出
するためには、先に述べたようにエンベロープのピー
ク、もしくは変曲点等を検出すれば良いが、本実施形態
の場合、エンベロープの最初の変曲点(後述する信号4
3の立ち下がりゼロクロス点)を検出している。そこで
エンベロープ検出回路52で出力された信号45はエン
ベロープ変曲点検出回路53に入力され、エンベロープ
の2回微分波形43を得る。この微分波形信号43は前
述のゲート信号46との比較結果より、マルチバイブレ
ータ等から構成されたtg信号49が形成され、演算制
御回路1に入力される。
In order to detect the group delay time tg related to the group velocity Vg, the peak or inflection point of the envelope may be detected as described above. Inflection point (signal 4 described later)
3 falling zero crossing point). Then, the signal 45 output from the envelope detection circuit 52 is input to the envelope inflection point detection circuit 53 to obtain a twice differentiated waveform 43 of the envelope. The differential waveform signal 43 is formed into a tg signal 49 composed of a multivibrator or the like based on the result of comparison with the gate signal 46, and is input to the arithmetic and control circuit 1.

【0032】一方位相速度Vpに関わる位相遅延時間t
pについて説明すると、57は位相遅延時間tpを検出
するためのゼロクロスコンパレータ、マルチバイブレー
タ等で構成されたtp信号検出回路であり、ゲート信号
46が開いている間の位相信号44の最初の立ち上がり
のゼロクロス点を検出し、位相遅延時間tpの信号47
が演算制御回路1に供給されることになる。
On the other hand, the phase delay time t relating to the phase velocity Vp
To explain p, reference numeral 57 denotes a tp signal detection circuit composed of a zero cross comparator, a multivibrator, and the like for detecting the phase delay time tp, and the first rising edge of the phase signal 44 while the gate signal 46 is open. The zero cross point is detected, and the signal 47 of the phase delay time tp is detected.
Is supplied to the arithmetic and control circuit 1.

【0033】以上の説明はセンサ1個に対するものであ
ったが、他の振動センサにも同じ回路が設けられていて
もかまわないし、アナログスイッチ等を用いてセンサを
時分割で選択し、回路の共有化を行っても良いことは言
うまでもない。
Although the above description has been made with respect to one sensor, the same circuit may be provided in other vibration sensors, and the sensor may be selected in a time-division manner using an analog switch or the like, and It goes without saying that sharing may be performed.

【0034】<振動ペンとセンサ間の距離算出の説明
(図6)>このようにして得られた群遅延時間tgと位
相遅延時間tpとから振動ペンと各センサまでの距離を
それぞれ算出する方法について説明する。図6は本実施
形態により得られる群遅延時間tg、位相遅延時間tp
とペン−センサ間距離Lの関係をそれぞれ模式的に示し
た図である。本実施形態では検出波として板波を用いて
いるので、群遅延時間tgは線形性が良いとは言えな
い。従って振動ペン3及び振動センサ6aの間の距離L
を(1)式に示されるように群遅延時間tgと群速度V
pの積として求めた場合、精度良く距離Lを求めること
ができない。
<Description of Calculation of Distance Between Vibrating Pen and Sensor (FIG. 6)> A method of calculating the distance between the vibrating pen and each sensor from the group delay time tg and the phase delay time tp obtained in this way. Will be described. FIG. 6 shows the group delay time tg and the phase delay time tp obtained by the present embodiment.
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a relationship between the distance L and a pen-sensor distance L. In this embodiment, since the plate wave is used as the detection wave, the group delay time tg cannot be said to have good linearity. Therefore, the distance L between the vibration pen 3 and the vibration sensor 6a
Is given by the group delay time tg and the group velocity V as shown in equation (1).
When the distance L is obtained as a product of p, the distance L cannot be obtained with high accuracy.

【0035】L=Vg・tg …(1)L = Vg · tg (1)

【0036】そこで、より高精度な座標決定をするため
に、線形性の優れる位相遅延時間tpに基づき(2)式
により演算処理を行なう。
Therefore, in order to determine coordinates with higher accuracy, arithmetic processing is performed by the equation (2) based on the phase delay time tp having excellent linearity.

【0037】 L=Vp・tp+n・λp …(2)L = Vp · tp + n · λp (2)

【0038】ここで、λpは弾性波の波長、nは整数で
ある。つまり(2)式、右辺第1項は、図6に於いて距
離L0を示すものであり、求めたい距離Lと距離L0の
差は図から明らかなように波長の整数倍(時間軸上で階
段の幅T*は、信号波形44の1周期、従ってT*=1
/周波数、また距離で表せば階段の幅は波長λp)とな
っている。従って整数nを求めることによって精度良く
ペン−センサ間距離Lを正確に求めることができる。そ
こで前述の(1)式と(2)式から上記の整数nは、
(3)式により求めることができる。
Here, λp is the wavelength of the elastic wave, and n is an integer. In other words, the first term on the right side of the equation (2) indicates the distance L0 in FIG. 6, and the difference between the distance L to be obtained and the distance L0 is an integral multiple of the wavelength (on the time axis) as is clear from the figure. The step width T * is one cycle of the signal waveform 44, and therefore T * = 1.
The width of the staircase is represented by the wavelength λp) in terms of / frequency and distance. Therefore, by obtaining the integer n, the pen-sensor distance L can be accurately obtained. Thus, from the above equations (1) and (2), the above integer n is
It can be obtained by equation (3).

【0039】 n=[(Vg・tg−Vp・tp)/λp+1/N] …(3)N = [(Vg · tg−Vp · tp) / λp + 1 / N] (3)

【0040】ここで、Nは“0”以外の実数であり、適
当な値を用いる。例えば、N=2とすれば、群遅延時間
tgの線形性が良くなくても、その発生誤差が±1/2
波長以内であれば、nを正確に決定することができる。
上記のようにして求めたnを(2)式に代入すること
で、振動ペン3および振動センサ6a間の距離を精度良
く測定することができる。
Here, N is a real number other than "0", and an appropriate value is used. For example, if N = 2, even if the linearity of the group delay time tg is not good, the generation error is ± 1/2.
If it is within the wavelength, n can be accurately determined.
The distance between the vibration pen 3 and the vibration sensor 6a can be accurately measured by substituting n obtained as described above into the equation (2).

【0041】この式は振動センサ6aの一つに関するも
のであるが、同じ式により他の3つの振動センサ6b〜
6dと振動ペン3の距離も同様にして得ることができ
る。
This equation relates to one of the vibration sensors 6a, but the same equation is used for the other three vibration sensors 6b to 6b.
The distance between 6d and the vibrating pen 3 can be obtained in the same manner.

【0042】<回路遅延時間補正の説明>前記ラッチ回
路34a〜34dによってラッチされた振動伝達時間
は、位相回路遅延時間etpおよび群回路遅延時間et
g(図6参照、またこれらの時間は回路遅延時間のほか
に振動ペン3のペン先5中を振動が伝播する時間等を含
む)を含んでいる。これらにより生じる誤差は、振動ペ
ン3から振動伝達板8、振動センサ6a〜6dへと行わ
れる振動伝達の際に必ず同じ量が含まれる。
<Explanation of Circuit Delay Time Correction> The vibration transmission time latched by the latch circuits 34a to 34d includes a phase circuit delay time etp and a group circuit delay time et.
g (see FIG. 6, and these times include, in addition to the circuit delay time, the time during which vibration propagates through the pen tip 5 of the vibrating pen 3). The errors caused by the above always include the same amount when the vibration is transmitted from the vibration pen 3 to the vibration transmission plate 8 and the vibration sensors 6a to 6d.

【0043】そこで、例えば図7の原点Oの位置から、
例えば振動センサ6aまでの距離をRa(=sqr
{(X/2)^2+(Y/2)^2}、図7参照)とし、原
点Oにて振動ペン3で入力を行ない実測された原点Oか
らセンサ6aまでの実測される振動伝達時間をtg0
*、tp0*、また原点Oからセンサまで伝播体上を波が
実際伝播するのにかかる伝達時間をtg0,tp0とす
れば、 tg0*=tg0+etg …(4) tp0*=tp0+etp …(5) の関係がある。
Therefore, for example, from the position of the origin O in FIG.
For example, the distance to the vibration sensor 6a is Ra (= sqr
{(X / 2) ^ 2 + (Y / 2) ^ 2}, see FIG. 7), input is performed with the vibration pen 3 at the origin O, and the actually measured vibration transmission time from the origin O to the sensor 6a is measured. To tg0
*, Tp0 *, and assuming that the propagation time required for the wave to actually propagate from the origin O to the sensor on the propagation body is tg0, tp0, tg0 * = tg0 + etg (4) tp0 * = tp0 + etp (5) Have a relationship.

【0044】一方、任意の入力点P点での実測値tg
*、tp*は同様に、 tg*=tg+etg …(6) tp*=tp+etp …(7) となる。この(4)式と(6)式、(5)式と(7)式
の差を各々求めると、 tg*-tg0*=(tg+etg)-(tg0+etg)=tg-tg0 …(8) tp*-tp0*=(tp+etp)-(tp0+etp)=tp-tp0 …(9) となり、各伝達時間に含まれる位相回路遅延時間etp
および群回路遅延時間etgが除去され、原点Oの位置
から入力点Pの間のセンサ6a位置を点とする距離に応
じた真の伝達遅延時間の差を求めることができ、前記
(1)、(2)、(3)式を用いればその距離差を求め
ることができる。つまり、 tg=tg*−tg0* …(10) tp=tp*−tp0* …(11) として(1)、(2)、(3)式を用いて距離を計算
し、その値に振動センサ6aから原点Oまでの距離Ra
を加えることで、振動入力ペン3と振動センサ6aまで
の距離を正確に求めることができる。従って振動センサ
6aから原点Oまでの距離をあらかじめ不揮発性メモリ
等に記憶しておけば、振動ペン3と振動センサ6a間の
距離を決定できる。他のセンサ6b〜6dについても同
様に求めることができる。
On the other hand, an actual measurement value tg at an arbitrary input point P
Similarly, * and tp * are as follows: tg * = tg + etg (6) tp * = tp + etp (7) When the differences between the expressions (4) and (6), and the expressions (5) and (7) are calculated, tg * -tg0 * = (tg + etg)-(tg0 + etg) = tg-tg0. 8) tp * -tp0 * = (tp + etp)-(tp0 + etp) = tp-tp0 (9), and the phase circuit delay time etp included in each transmission time
And the group circuit delay time etg is removed, and the difference in the true transmission delay time according to the distance from the position of the origin O to the input point P with the position of the sensor 6a as a point can be obtained. The distance difference can be obtained by using the equations (2) and (3). That is, tg = tg * −tg0 * (10) tp = tp * −tp0 * (11) The distance is calculated using the expressions (1), (2) and (3), and the vibration sensor is used as the value. Distance Ra from 6a to origin O
Is added, the distance between the vibration input pen 3 and the vibration sensor 6a can be accurately obtained. Therefore, if the distance from the vibration sensor 6a to the origin O is stored in a nonvolatile memory or the like in advance, the distance between the vibration pen 3 and the vibration sensor 6a can be determined. The same applies to the other sensors 6b to 6d.

【0045】<座標位置算出の説明(図7)>次に実際
に振動ペン3による振動伝達板8上の座標位置検出の原
理を説明する。図7は、振動伝達板上の振動入力位置の
座標算出を説明する図である。
<Description of Coordinate Position Calculation (FIG. 7)> Next, the principle of actually detecting the coordinate position on the vibration transmitting plate 8 by the vibration pen 3 will be described. FIG. 7 is a diagram illustrating the calculation of the coordinates of the vibration input position on the vibration transmission plate.

【0046】今図7に示されるように、振動伝達板8上
の4隅に4つの振動センサ6a〜6dを設けると、先に
説明した原理に基づいて、振動ペン3の位置Pから各々
の振動センサ6a〜6dの位置までの直線距離da〜d
dを求めることができる。さらに演算制御回路1でこの
直線距離da〜ddに基づき、振動ペン3の位置Pの座
標(x,y)を3平方の定理から次式のようにして求め
ることができる。
As shown in FIG. 7, when four vibration sensors 6a to 6d are provided at four corners on the vibration transmitting plate 8, each of the vibration sensors 3 is moved from the position P of the vibration pen 3 based on the principle described above. Linear distances da to d to the positions of the vibration sensors 6a to 6d
d can be determined. Further, the arithmetic control circuit 1 can obtain the coordinates (x, y) of the position P of the vibrating pen 3 based on the linear distances da to dd from the theorem of three squares as in the following equation.

【0047】 x=(da+db)・(da−db)/2X …(12) y=(da+dc)・(da−dc)/2Y …(13)X = (da + db) · (da−db) / 2X (12) y = (da + dc) · (da−dc) / 2Y (13)

【0048】ここで、X,Yはそれぞれ振動センサ6
a、6b間の距離、振動センサ6c、6d間の距離であ
り、以上のようにして振動ペン3の位置座標をリアルタ
イムで検出することができる。
Here, X and Y are the vibration sensors 6 respectively.
The distance between the vibration pens 3a and 6b and the distance between the vibration sensors 6c and 6d can be detected in real time as described above.

【0049】また、上記計算では3つのセンサまでの距
離情報を用いて計算しているが、本実施形態では4個の
センサが設置されており、残りのセンサ1個の距離情報
を用いて出力座標の確からしさの検証に用いている。も
ちろん、例えば最もペン−センサ間距離Lが大きくなっ
たセンサの距離情報(距離Lが大きくなるので検出信号
レベルが低下しノイズの影響を受ける確率が大きくな
る)を用いず残りのセンサ3個で座標を算出しても良
い。また本実施形態では4個のセンサを配置し、3個の
センサで座標を算出しているが、幾何学的には2個以上
のセンサで座標算出が可能であり、製品スペックに応じ
てセンサの個数が設定されることは言うまでもない。
In the above calculation, the calculation is performed using the distance information to three sensors. In the present embodiment, four sensors are installed, and the output is performed using the distance information of the remaining one sensor. Used to verify the certainty of coordinates. Of course, the remaining three sensors do not use, for example, distance information of the sensor having the largest pen-sensor distance L (the detection signal level is reduced because the distance L is increased, and the probability of being affected by noise is increased). The coordinates may be calculated. Further, in the present embodiment, four sensors are arranged and coordinates are calculated by three sensors. However, geometrically, coordinates can be calculated by two or more sensors, and the sensors are calculated according to product specifications. Needless to say, the number is set.

【0050】<座標入力部の構成>以上説明したよう
に、本実施形態の座標入力装置は、音波の到達遅延時間
Tg、Tpを検出し、音速(Vg、Vp)が一定である
という物理現象を利用して、高精度に座標を算出してい
る。しかしながら、この装置を実際に製品化した場合、
この装置を保護するための筐体(保護ケース)が必要と
なる。具体的な実施形態として、この装置を複写機用エ
ディタとして用いた場合の構成について図1を用いて説
明する。
<Structure of Coordinate Input Unit> As described above, the coordinate input device according to the present embodiment detects the arrival delay times Tg and Tp of the sound wave, and the physical phenomenon that the sound speed (Vg and Vp) is constant. Is used to calculate the coordinates with high accuracy. However, when this device is actually commercialized,
A housing (protective case) for protecting this device is required. As a specific embodiment, a configuration when this apparatus is used as an editor for a copying machine will be described with reference to FIG.

【0051】図1は、先に述べた座標入力装置を外装に
組み込んだ状態の部分断面図である。振動伝達板8に弾
性部材25が重ねて配置されている。本実施形態の場
合、振動伝達板8と弾性部材25はその端面近傍で第2
の粘着層27で固定されている。この構成は、組み立て
上、或いは量産性の向上という目的だけでなく、次のよ
うな効果を発揮する。先にも述べている通り、振動伝達
板8上の水滴或いは粘着層等は音速を変化させ、装置の
座標算出精度を低下させる。従って、振動伝達板8と弾
性部材25間に水滴、油等が入れば、信頼性を低下させ
るので、両者を端部で、第2の粘着層でシールすること
により、この問題を除去している。さらには、両者の空
間がシールされているので、乾燥空気を封入しておけ
ば、使用中の温度変化による結露をも防止できる優れた
効果が得られる(ただし、構成からいって空気量は非常
に少量であり、室温大気中でシールしても問題ないこと
が実験により確認されている)。振動伝達板8は先に述
べたように、ガラス、アルミニウム(他の金属でも可)
等、音波を伝達することができる材料であれば良い。ま
た弾性部材25はペット等の樹脂フィルム、或は金属等
の材料でも良い。要は、振動ペン3で発生した振動がこ
の弾性部材25を介して振動伝達板8に伝達することが
できるような材料、あるいはそのために十分に薄い厚み
を有する物で有れば良い。
FIG. 1 is a partial sectional view showing a state in which the above-described coordinate input device is incorporated in an exterior. An elastic member 25 is arranged on the vibration transmission plate 8 so as to overlap. In the case of the present embodiment, the vibration transmission plate 8 and the elastic member 25
Is fixed by the adhesive layer 27. This configuration has the following effects in addition to the purpose of assembling or improving mass productivity. As described above, the water droplets or the adhesive layer on the vibration transmission plate 8 change the speed of sound, and reduce the coordinate calculation accuracy of the apparatus. Therefore, if water droplets, oil, etc. enter between the vibration transmitting plate 8 and the elastic member 25, the reliability is reduced. Therefore, by sealing both of them at the ends with the second adhesive layer, this problem is eliminated. I have. Furthermore, since both spaces are sealed, if dry air is enclosed, an excellent effect of preventing dew condensation due to temperature change during use can be obtained (however, the amount of air is extremely low due to the configuration). It has been confirmed by experiments that the amount is small and that there is no problem in sealing at room temperature.) As described above, the vibration transmission plate 8 is made of glass, aluminum (other metals may be used).
Any material can be used as long as it can transmit sound waves. The elastic member 25 may be a resin film such as a pet or a material such as a metal. In short, any material that can transmit the vibration generated by the vibration pen 3 to the vibration transmission plate 8 through the elastic member 25, or a material having a sufficiently small thickness for that purpose may be used.

【0052】弾性部材25と振動伝達板8の両者は重ね
て配置されているだけなので、微視的にはその間に空気
層が存在し、音響的に不連続な特性となっている。つま
り、両者の間に例えば、水滴等が存在すれば、両者の音
響インピーダンスを整合させる作用が発生するので、そ
の様な場合には、振動伝達板8を伝播する音波の音速
が、その部分で大きく変化する原因となる。ここでいう
空気層は、振動伝達板8と弾性部材25が接触配置され
ていても良いことを意味し、要は液体が混入していなけ
れば良いことを示す。
Since both the elastic member 25 and the vibration transmitting plate 8 are merely arranged one on top of the other, an air layer exists microscopically between them, and acoustically discontinuous characteristics. That is, if, for example, a water drop or the like exists between the two, an action of matching the acoustic impedance of the two occurs, and in such a case, the sound speed of the sound wave propagating through the vibration transmission plate 8 is reduced at that portion. It causes a great change. The air layer here means that the vibration transmitting plate 8 and the elastic member 25 may be arranged in contact with each other, and in other words, it indicates that it is sufficient that the liquid is not mixed.

【0053】23はこの座標入力装置を固定するための
フレームであり、本実施形態の場合、例えば両面テープ
で防振材7と接合されている。またフレーム23には振
動伝達板8に設置されたセンサ6(上述のセンサ6a〜
6d)からの電気的信号を取り出すための電極21がと
りつけられている。さらにこのフレームには、上ケース
26が固定され、上ケース開口部が座標入力可能な有効
エリアを形作る様に構成されている。この様に構成する
ことで、センサ6等の部材を目隠しすると共に、使用者
に座標入力可能な領域を認知せしめることが可能とな
る。
Reference numeral 23 denotes a frame for fixing the coordinate input device. In the case of this embodiment, the frame 23 is joined to the vibration isolator 7 by, for example, a double-sided tape. The frame 23 has a sensor 6 (the above-described sensors 6a to 6a) installed on the vibration transmission plate 8.
An electrode 21 for extracting an electric signal from 6d) is attached. Further, an upper case 26 is fixed to the frame, and the upper case opening is configured to form an effective area in which coordinates can be input. With such a configuration, members such as the sensor 6 can be blindfolded and the user can recognize an area where coordinates can be input.

【0054】図示されるように、座標入力有効エリア近
傍で上ケース26と弾性部材25は粘着層24で固定さ
れている。粘着層24は両面テープ等でも良いが、開口
部が大きくなる(座標入力有効エリアの大きさが大きく
なる事と同等)と、上ケース26がたわむことが想定さ
れる。つまり、上ケース26をモールド成形(樹脂製上
ケース)した場合、熱応力等により上ケースがたわむの
で、この歪を吸収するために、粘着層を次のような構成
とすることが好ましい。
As shown, the upper case 26 and the elastic member 25 are fixed by the adhesive layer 24 near the coordinate input effective area. The adhesive layer 24 may be a double-sided tape or the like, but it is assumed that the upper case 26 bends when the opening is large (equivalent to a large coordinate input effective area). That is, when the upper case 26 is molded (resin upper case), the upper case bends due to thermal stress or the like. Therefore, in order to absorb this distortion, it is preferable that the adhesive layer has the following configuration.

【0055】すなわち、粘着層24として、モルトプレ
ーン等の発泡体、あるいはシリコンゴム等の弾性部材を
採用し、その対向面に粘着層を設け、上ケース26と弾
性部材25を結合する。この様に構成することで、粘着
層24の変形により上ケース26の歪を吸収できるよう
にする。
That is, a foam such as malt plain or an elastic member such as silicon rubber is used as the adhesive layer 24, an adhesive layer is provided on the opposing surface, and the upper case 26 and the elastic member 25 are joined. With this configuration, it is possible to absorb the distortion of the upper case 26 due to the deformation of the adhesive layer 24.

【0056】さて次に、振動伝達板8、弾性部材25、
粘着層24を採用した構成の作用効果について述べる。
説明を簡単にするために、図1の構成で弾性部材25が
無い場合についてまず考えてみる。
Next, the vibration transmission plate 8, the elastic member 25,
The operation and effect of the configuration employing the adhesive layer 24 will be described.
For simplicity, first consider the case where the elastic member 25 is not provided in the configuration of FIG.

【0057】一般に、この種の電子回路を含んだ装置
は、湿気を嫌う。例えば座標入力面にコーヒー等の液体
をこぼせば、早急に拭き取る必要があるが、前述のとお
り上ケースを設けた場合には、上ケース26と振動伝達
板8間に入り込んだ液体をどうすることもできない。つ
まり、弾性部材25が無い場合には、拭きとることので
きない液体が直接振動伝達板8上に存在することにな
り、その存在位置が振動センサ6よりも有効エリア側で
あれば、その部分で音波の音速が変化して座標算出精度
を低下させるほか、液体による音波の吸収で座標算出も
できなくなる場合が発生する。これを復帰させるために
は放置して、自然と乾かす他、手段が無いのである。
In general, devices containing this type of electronic circuit are reluctant to moisture. For example, if a liquid such as coffee is spilled on the coordinate input surface, it is necessary to wipe the liquid immediately. However, when the upper case is provided as described above, what happens to the liquid that has entered between the upper case 26 and the vibration transmission plate 8 is handled. I can't do it. That is, when the elastic member 25 is not provided, the liquid that cannot be wiped exists directly on the vibration transmission plate 8. If the existing position is closer to the effective area than the vibration sensor 6, the liquid cannot be wiped. In addition to a change in the sound velocity of the sound wave, the accuracy of the coordinate calculation is reduced, and the coordinate calculation cannot be performed due to the absorption of the sound wave by the liquid. In order to recover this, there is no other means than leaving it to dry naturally.

【0058】そこで粘着層24を設けて防水効果を出す
ことが考えられるが、粘着層24を直接振動伝達板8に
貼り付けると、その部分で伝播する音波の音速が変化
し、やはり座標入力装置の精度を低下させることにな
る。
Therefore, it is conceivable to provide a waterproof effect by providing the adhesive layer 24. However, if the adhesive layer 24 is directly attached to the vibration transmission plate 8, the sound speed of the sound wave propagating at that portion changes, and the coordinate input device is also used. Will decrease the accuracy.

【0059】本実施形態によれば、弾性部材25を振動
伝達板8に重ねる構成を採用し、この弾性部材25と上
ケース26を粘着層24で結合させることにより、振動
伝達板8を伝播する音波への影響を防ぐよう構成すると
共に、液体等から装置を守ることができるようになる。
According to the present embodiment, the configuration in which the elastic member 25 is overlapped on the vibration transmitting plate 8 is adopted, and the elastic member 25 and the upper case 26 are connected by the adhesive layer 24, so that the vibration transmitting plate 8 is propagated. It is possible to protect the apparatus from liquids and the like while configuring so as to prevent the influence on the sound wave.

【0060】さらには、弾性部材25を設けることで、
座標入力面上に他の部材(本実施形態の粘着層24と上
ケース26)を固着することができるので、複写機用の
エディタとしても、超音波を利用した座標入力装置を利
用することができるようになった。
Further, by providing the elastic member 25,
Since other members (the adhesive layer 24 and the upper case 26 of the present embodiment) can be fixed on the coordinate input surface, a coordinate input device using ultrasonic waves can be used also as an editor for a copying machine. Now you can.

【0061】なお、複写機用エディタの一般的な使い方
として、座標入力面に原稿を重ね、原稿をなぞる等の動
作により座標を入力する。その動作により指定された領
域を記憶し、その原稿をコピーする際に、その部分だけ
コピーする、あるいは、その部分だけ色を換え、例えば
赤くコピーする等の目的で使われる。この装置は、座標
入力装置の座標系と原稿の座標を一致させるために、前
述の上ケースの端面に原稿を突き当てる仕様とするのが
一般的である。この時、粘着層24が無いと、原稿が上
ケースの下に入り込む場合が想定され、使いにくい装置
となる他、入り込んだ原稿を取り出す際に原稿を破く場
合も想定される。この様な課題を解決するためには、粘
着層24は必要不可欠であり、座標入力装置の座標算出
精度を保証するという意味で、弾性部材25が必須の構
成となる。
As a general use of the editor for a copying machine, a document is overlaid on a coordinate input surface, and coordinates are input by operations such as tracing the document. The area designated by the operation is stored, and is used for the purpose of copying only the portion or changing the color of the portion, for example, copying red when copying the original. In general, this apparatus has a specification in which a document is abutted against the end surface of the above-described upper case in order to make the coordinate system of the coordinate input device coincide with the coordinates of the document. At this time, if the adhesive layer 24 is not provided, the document may enter under the upper case, making the device difficult to use. In addition, the document may be broken when removing the entered document. In order to solve such a problem, the adhesive layer 24 is indispensable, and the elastic member 25 is indispensable in the sense that the coordinate calculation accuracy of the coordinate input device is guaranteed.

【0062】以上説明したように本実施形態における座
標入力装置によれば、振動伝達板8を伝播する音波の音
速が一定に保たれるので、装置の座標算出精度、信頼性
が向上する。このため、防水構造を持たせて装置を保護
するとともに、高精度に座標算出を行うことが可能とな
る。従って、恒久的に装置の信頼性を保つことができる
という優れた効果が得られるようになる。さらに原稿位
置決め用の部材の設置が座標入力面上で可能となったの
で、超音波利用方式の座標入力装置でもこの種の装置に
応用することができる優れた効果も得られるようにな
る。
As described above, according to the coordinate input device of the present embodiment, the speed of sound of the sound wave propagating through the vibration transmitting plate 8 is kept constant, so that the coordinate calculation accuracy and reliability of the device are improved. For this reason, it is possible to protect the device by providing a waterproof structure and to calculate coordinates with high accuracy. Therefore, an excellent effect that the reliability of the device can be maintained permanently can be obtained. Further, since a member for positioning the document can be provided on the coordinate input surface, an excellent effect that can be applied to a coordinate input device using an ultrasonic wave, which can be applied to this type of device, can be obtained.

【0063】なお、本発明は、複数の機器(例えばホス
トコンピュータ,インタフェイス機器,リーダ,プリン
タなど)から構成されるシステムに適用しても、一つの
機器からなる装置(例えば、複写機,ファクシミリ装置
など)に適用してもよい。
Even if the present invention is applied to a system composed of a plurality of devices (for example, a host computer, an interface device, a reader, a printer, etc.), an apparatus (for example, a copier, a facsimile) comprising one device Device).

【0064】[0064]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、測
定精度を保ちながら振動検出方式の座標入力装置におい
て、その座標入力面に接着剤等の手段によって別の物体
を固着させることが可能となる。
As described above, according to the present invention, it is possible to fix another object on the coordinate input surface of the coordinate input device by means of an adhesive or the like while maintaining the measurement accuracy. Becomes

【0065】[0065]

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

【図1】先に述べた座標入力装置を外装に組み込んだ状
態の部分断面図である。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing a state where the coordinate input device described above is incorporated in an exterior.

【図2】本実施形態による座標入力装置の全体的な構成
を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating an overall configuration of the coordinate input device according to the embodiment;

【図3】本実施形態の演算制御回路1の概略構成を示す
ブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an arithmetic control circuit 1 according to the embodiment.

【図4】振動波形検出回路9に入力される検出波形と、
それに基づく振動伝達時間の計測処理を説明するための
図である。
FIG. 4 shows a detection waveform input to a vibration waveform detection circuit 9;
It is a figure for explaining measurement processing of vibration transmission time based on it.

【図5】振動検出回路9のブロック図である。FIG. 5 is a block diagram of a vibration detection circuit 9;

【図6】本実施形態により得られる群遅延時間tg、位
相遅延時間tpとペン−センサ間距離Lの関係をそれぞ
れ模式的に示した図である。
FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a relationship between a group delay time tg, a phase delay time tp, and a pen-sensor distance L obtained by the present embodiment.

【図7】振動伝達板上の振動入力位置の座標算出を説明
する図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating calculation of coordinates of a vibration input position on a vibration transmission plate.

【図8】一般的な座標入力装置の外観を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing the appearance of a general coordinate input device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 演算制御回路 2 振動子駆動回路 3 振動入力ペン 4 振動子 5 ペン先 6a〜6d 振動センサ 7 防振材 8 振動伝達板 9 信号波形検出回路 25 弾性部材 24 粘着層 26 ケース DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Operation control circuit 2 Vibrator drive circuit 3 Vibration input pen 4 Vibrator 5 Pen tip 6a-6d Vibration sensor 7 Vibration-proof material 8 Vibration transmission board 9 Signal waveform detection circuit 25 Elastic member 24 Adhesive layer 26 Case

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 淳 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 佐藤 肇 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Jun Tanaka 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Hajime Sato 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inside the corporation

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 振動伝達板を伝播する振動を検出して指
示座標を検出する座標入力装置であって、 前記振動伝達板を構成し、入力された振動を検出センサ
の装着位置まで伝播させる第1の弾性部材と、 前記第1の弾性部材と空気層を介して積層状に配置され
た第2の弾性部材と、 前記第1の弾性部材に装着され、該第1の弾性部材を伝
播する振動を検出する検出手段と、 前記第2の弾性部材の部分と当該座標入力装置の筐体の
部分とを固着する固着手段とを備えることを特徴とする
座標入力装置。
1. A coordinate input device that detects vibrations propagating through a vibration transmission plate and detects a designated coordinate, wherein the vibration input plate is configured to propagate the input vibration to a mounting position of a detection sensor. A first elastic member, a second elastic member arranged in a stacked manner with the first elastic member and an air layer interposed therebetween, and mounted on the first elastic member to propagate through the first elastic member. A coordinate input device comprising: a detection unit that detects vibration; and a fixing unit that fixes a portion of the second elastic member and a portion of a housing of the coordinate input device.
【請求項2】 振動を発生する振動ペンを更に備え、 前記振動ペンによって指示された位置において、該振動
ペンが発生した振動は、前記第2の弾性部材を介して前
記第1の弾性部材に伝達されることを特徴とする請求項
1に記載の座標入力装置。
2. The apparatus according to claim 1, further comprising a vibration pen for generating vibration, wherein the vibration generated by the vibration pen at the position designated by the vibration pen is transmitted to the first elastic member via the second elastic member. The coordinate input device according to claim 1, wherein the coordinate input device is transmitted.
【請求項3】 前記固着手段は、粘着層を前記振動伝達
板に設定される座標入力有効エリアの周囲外側近傍に配
置していることを特徴とする請求項1に記載の座標入力
装置。
3. The coordinate input device according to claim 1, wherein the fixing unit arranges an adhesive layer near a periphery of a coordinate input effective area set on the vibration transmission plate.
【請求項4】 前記粘着層は、少なくとも1対の対向す
る面を有する形状の弾性体と、該弾性体の該1対の対向
する面の各々に粘着層を設けた構造を備えることを特徴
とする請求項1に記載の座標入力装置。
4. The pressure-sensitive adhesive layer includes an elastic body having at least one pair of opposing surfaces, and a structure in which an adhesive layer is provided on each of the pair of opposing surfaces of the elastic body. The coordinate input device according to claim 1, wherein
【請求項5】 前記第2の弾性部材が樹脂シートである
ことを特徴とする請求項1に記載の座標入力装置。
5. The coordinate input device according to claim 1, wherein the second elastic member is a resin sheet.
【請求項6】 前記第1の弾性部材と前記第2の弾性部
材が周辺端部において固定され、両者間の空気層をシー
ルする構造となるることを特徴とする請求項1に記載の
座標入力装置。
6. The coordinate according to claim 1, wherein the first elastic member and the second elastic member are fixed at a peripheral end, and have a structure for sealing an air layer therebetween. Input device.
【請求項7】 入力された振動を検出センサの装着位置
まで伝播させる第1の弾性部材と、 前記第1の弾性部材と空気層を介して積層状に配置され
た第2の弾性部材とを備えることを特徴とする振動伝達
板。
7. A first elastic member that propagates input vibration to a position where a detection sensor is mounted, and a second elastic member that is arranged in a stacked manner via the first elastic member and an air layer. A vibration transmission plate, comprising:
【請求項8】 前記第1の弾性部材と前記第2の弾性部
材が、前記入力された振動を伝播するべき範囲の外側に
おいて固定され、両者間の空気層をシールすることを特
徴とする請求項7に記載の振動伝達板。
8. The method according to claim 1, wherein the first elastic member and the second elastic member are fixed outside a range in which the input vibration is to be propagated, and seal an air layer therebetween. Item 8. The vibration transmission plate according to Item 7.
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