JPH11282614A

JPH11282614A - 座標入力装置及びその制御方法、コンピュータ可読メモリ

Info

Publication number: JPH11282614A
Application number: JP7961198A
Authority: JP
Inventors: Yuichiro Yoshimura; 雄一郎吉村; Atsushi Tanaka; 淳田中; Hajime Sato; 肇佐藤; Katsuyuki Kobayashi; 克行小林; Ryozo Yanagisawa; 亮三柳沢
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-03-26
Filing date: 1998-03-26
Publication date: 1999-10-15

Abstract

(57)【要約】【課題】座標入力時は常に一本の振動入力ペンしか使
用しない環境において、複数種類の振動入力ペンを使い
まわす場合に、各振動入力ペンを容易に識別することが
でき、かつ精度を向上することができる座標入力装置を
提供する。【解決手段】座標入力装置本体と接続される脱着可能
な複数種類の振動入力ペンとして、例えば、振動入力ペ
ン３ーａ、３ーｂがあり、それぞれの振動入力ペンに内
蔵され、互いに異なる遅延量の信号を出力する遅延回路
２ー２ーａ、２ー２ｂとを設ける。そして、当該座標入
力装置に接続される振動入力ペンの遅延回路に対しパル
ス信号を出力する演算制御回路１と、演算制御回路１か
らのパルス信号の出力開始から、該パルス信号が遅延回
路を経て当該演算制御回路１に戻るまでの時間を測定す
る。その測定結果に基づいて、当該座標入力装置に接続
される振動入力ペンを識別する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、振動伝達板上に入
力された振動入力ペンからの振動が振動検出部まで伝達
する振動伝達時間に基づいて、該振動の入力位置である
座標を出力する座標入力装置及びその制御方法、コンピ
ュータ可読メモリに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】超音波による座標入力装置は、特公平５
−６２７７１で開示されているように、入力面であるタ
ブレット上を伝播してくる波の遅延時間を検出して位置
座標を算出する方式である。この方式では、タブレット
上にマトリックス状電線等の細工がなんら施されていな
いので、コスト的に安価な座標入力装置を提供すること
が可能である。しかも、タブレットに透明な板硝子を用
いれば他の方式に比べて透明度の高い座標入力装置を構
成することができる。

【０００３】この種の座標入力装置においては、複数の
振動入力ペンを同時に使用する場合も考えられ、その場
合の複数の振動入力ペンを識別する手段に関しては、特
開平８−２８６８１１、特開平１０−４９３０３、特開
昭６３−２６２７１４等に開示され、座標入力装置本体
側で、各振動入力ペンの駆動及び検出タイミング、ある
いは入力可能有効領域を振動入力ペンごとに規定・制御
することで、複数の振動入力ペンを識別する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の座標入力装置において、複数の振動入力ペンの識別
の必要性は、同時にそれらを使用する場合のみ存在する
ものではない。つまり、常に一本の振動入力ペンしか使
用しない座標入力装置でも、ペン先の摩耗、故障、ある
いは他の何らかの要因で、代替の振動入力ペンを用意し
ておく必要がある場合に、各振動入力ペンが有する属性
を識別する必要性がある。なぜなら、振動入力ペンは、
振動発生出力、環境温度による遅延時間のオフセットず
れ特性、距離算出時の整数化誤差特性等の属性が振動入
力ペン毎に異なるので、それぞれの振動入力ペンに応じ
た座標検出における補正を行えるようにするために、座
標入力装置に接続される振動入力ペンがどのような属性
を有する振動入力ペンであるかを識別する必要があっ
た。

【０００５】本発明は上記の問題点に鑑みてなされたも
のであり、座標入力時は常に一本の振動入力ペンしか使
用しない環境において、複数種類の振動入力ペンを使い
まわす場合に、各振動入力ペンを容易に識別することが
でき、かつ精度を向上することができる座標入力装置及
びその制御方法、コンピュータ可読メモリを提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明による座標入力装置は以下の構成を備える。
即ち、振動伝達板上に入力された振動入力ペンからの振
動が振動検出部まで伝達する振動伝達時間に基づいて、
該振動の入力位置である座標を出力する座標入力装置で
あって、当該座標入力装置本体と接続される脱着可能な
複数種類の振動入力ペンと、前記複数種類の振動入力ペ
ンそれぞれに内蔵され、互いに異なる遅延量の信号を出
力する信号遅延手段と、前記信号遅延手段に対しパルス
信号を出力する信号出力手段と、前記信号出力手段から
のパルス信号の出力開始から、該パルス信号が前記遅延
手段を経て当該信号出力手段に戻るまでの時間を測定す
る測定手段と、前記測定手段の測定結果に基づいて、当
該座標入力装置に接続される振動入力ペンを識別する識
別手段とを備える。

【０００７】また、好ましくは、前記識別手段は、前記
複数種類の振動入力ペンと、該複数種類の振動入力それ
ぞれに内蔵された信号遅延手段の遅延量を対応づけて管
理する管理テーブルを記憶する記憶手段を備え、前記測
定手段の測定結果に該当する前記管理テーブルの遅延量
に対応づけられた振動入力ペンを、当該座標入力装置に
接続された振動入力ペンと識別する。

【０００８】また、好ましくは、前記信号出力手段が、
前記振動入力ペンを駆動する駆動手段を兼ねている場
合、前記測定手段は、前記駆動手段からのパルス信号の
出力開始から、該パルス信号が前記信号遅延手段を経て
前記振動入力ペンを駆動し、該振動入力ペンからの振動
が前記振動伝達板を伝達して前記振動検出部まで到達す
るまでの時間を測定する。

【０００９】また、好ましくは、前記信号遅延手段が、
環境温度により前記遅延量が変化する場合、前記測定結
果に基づいて、前記振動伝達時間を補正する補正手段を
更に備える。

【００１０】また、好ましくは、前記補正手段は、前記
識別手段で識別された振動入力ペン毎に、前記振動伝達
時間の補正を行う。

【００１１】また、好ましくは、前記補正手段が補正す
る遅延量には、前記複数種類の振動入力ペンそれぞれを
構成する回路を通過する際に発生する固定的な遅延量が
含まれる。

【００１２】上記の目的を達成するための本発明による
座標入力装置の制御方法は以下の構成を備える。即ち、
振動伝達板上に入力された振動入力ペンからの振動が振
動検出部まで伝達する振動伝達時間に基づいて、該振動
の入力位置である座標を出力する座標入力装置の制御方
法であって、前記座標入力装置本体と接続される脱着可
能な複数種類の振動入力ペンそれぞれにおいて、互いに
異なる遅延量の信号を出力する信号遅延工程と、前記信
号遅延工程による遅延対象のパルス信号を信号出力手段
から出力するように出力制御工程と、前記出力制御工程
による信号出力手段からのパルス信号の出力開始から、
該パルス信号が前記遅延工程を経て当該信号出力手段に
戻るまでの時間を測定する測定工程と、前記測定工程の
測定結果に基づいて、当該座標入力装置に接続される振
動入力ペンを識別する識別工程とを備える。

【００１３】上記の目的を達成するための本発明による
コンピュータ可読メモリは以下の構成を備える。即ち、
振動伝達板上に入力された振動入力ペンからの振動が振
動検出部まで伝達する振動伝達時間に基づいて、該振動
の入力位置である座標を出力する座標入力装置の制御の
プログラムコードが格納されたコンピュータ可読メモリ
であって、前記座標入力装置本体と接続される脱着可能
な複数種類の振動入力ペンそれぞれにおいて、互いに異
なる遅延量の信号を出力する信号遅延工程のプログラム
コードと、前記信号遅延工程による遅延対象のパルス信
号を信号出力手段から出力するように出力制御工程のプ
ログラムコードと、前記出力制御工程による信号出力手
段からのパルス信号の出力開始から、該パルス信号が前
記遅延工程を経て当該信号出力手段に戻るまでの時間を
測定する測定工程のプログラムコードと、前記測定工程
の測定結果に基づいて、当該座標入力装置に接続される
振動入力ペンを識別する識別工程のプログラムコードと
を備える。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施形態を詳細に説明する。［実施形態１］図１は本発明の実施形態１における座標
入力装置の構成を示す図である。

【００１５】図１において、１は装置全体を制御すると
共に、座標位置を算出する演算制御回路である。２は振
動子駆動回路であり、脱着可能な複数の振動入力ペンの
中の一本である振動入力ペン３−ａ内、及びもう一本の
振動入力ペン３−ｂ内に格納され、演算制御回路１より
出力されるペン駆動信号により、振動入力ペン３−ａ内
あるいは振動入力ペン３−ｂ内の振動子（ＰＺＴなどの
圧電素子）４を駆動する。振動入力ペン３−ａと振動入
力ペン３−ｂは、同時に本体に接続することはなく、ど
ちらか一方を当該座標入力装置に接続するものとする。
振動子４で発生した振動は、ホーンを通過しペン先５を
振動させる。この時、ペン駆動信号は図２に示すよう
に、駆動回路２−１と振動入力ペン３−ａ独自の遅延量
をもつ遅延回路２−２−ａ、あるいは振動入力ペン３−
ｂ独自の遅延量をもつ遅延回路２−２−ｂに入力され
る。

【００１６】駆動回路２−１に入力された信号は、増幅
され、振動入力ペン３ーａあるいは３ーｂ内の振動子４
を駆動する。座標取得のための駆動においては、図３に
示すように、駆動周波数５００［ＫＨｚ］のパルス列か
らなるパルス信号ｂー１が供給される。このパルス信号
ｂー１は、演算制御回路１内でクロックに基づいて発生
しているため、精度の高い信号として供給できる。通常
は、このパルス信号ｂー１で振動入力ペン３ーａあるい
は３ーｂ内の振動子４を駆動している。遅延回路２−２
−ａあるいは遅延回路２−２−ｂに入力されたパルス信
号ｂー１は、それぞれ独自の時間だけ遅延され戻り信号
ａあるいは戻り信号ｂとして、再び演算制御回路１に入
力される。

【００１７】まず、通常動作（座標取得動作）における
信号処理を説明する。以下は、本発明の振動入力ペンの
識別に関する記述以外は、振動入力ペン３−ａに関して
説明するが、基本的な動作は、振動入力ペン３−ｂでも
同様である。

【００１８】８はガラス板等、透明部材からなる振動伝
達板であり、振動入力ペン３−ａによる座標入力は、こ
の振動伝達板８上をタッチすることで行う。実際には、
図１の実線で示す符号Ａの領域（以下、有効エリアと称
する）内を振動入力ペン３−ａで指定する。この振動伝
達板８の外周には、反射した振動が中央部に戻るのを防
止（減少）させるための防振材７が設けられ、その境界
に圧電素子等の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。

【００１９】振動センサ６ａ〜６ｄで検出された振動
は、前置増幅器１２ａ〜１２ｄで増幅され信号波形検出
回路９に入力される。振動子４の振動周波数は振動伝達
板８に板波を発生することができる値に選択される。振
動伝達板８を伝播する弾性波は板波であり、表面波など
に比して振動伝達板の表面の傷、障害物等の影響を受け
にくいという利点を有する。

【００２０】演算制御回路１は所定周期毎（例えば、１
０ｍｓ毎）に座標取得動作を繰返し、座標出力を行な
う。座標取得動作においては、複数の振動センサ６ａ〜
６ｄを順次選択し、各振動センサ６ａ〜６ｄに対し、弾
性波の到達遅延時間の検出を行う。到達遅延時間は、板
波の群速度に基づく群遅延時間ｔｇと、位相速度に基づ
く位相遅延時間ｔｐがあり、両遅延時間を基に、振動入
力ペン３ーａと各振動センサ６ａ〜６ｄまでの距離を算
出する。ここで、信号波形検出回路９の詳細な構成につ
いて、図４を用いて説明する。

【００２１】図４は本発明の実施形態１の信号波形検出
回路の詳細な構成を示す図である。図４において、ま
ず、演算制御回路１は、センサセレクト信号をセンサ選
択回路３１に対し出力し、一つの振動センサを選択す
る。ここでは、振動センサ６ａを選択したとする。次
に、ペン駆動信号を出力すると共に、その内部タイマ
（カウンタで構成されている）による計時を開始させ
る。振動入力ペン３−ａから振動伝達板８に伝達された
超音波振動は、振動センサ６ａまでの距離に応じた時間
ｔｇをかけて進行した後、振動センサ６ａで検出され
る。図５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。

【００２２】尚、実施形態１で用いられている振動は板
波であるため、図５に示す振動伝達板８内での伝播距離
に対して検出波形のエンベロープ４２１と位相４２２の
関係は、振動伝達中にその伝達距離に応じて変化する。
そして、群速度Ｖｇ及び位相速度Ｖｐから、振動入力ペ
ン３−ａと振動センサ６ａ間の距離を検出することがで
きる。

【００２３】まず、エンベロープ４２１にのみ着目する
と、その速度はＶｇであり、ある特定の波形上の点、例
えば、信号４２のピークを検出すると、振動入力ペン３
−ａ及び振動センサ６ａの間の距離ｄは、その振動伝達
時間をｔｇとして、ｄ＝Ｖｇ・ｔｇ（１）で与えられる。また、位相４２２の特定の検出点、ゼロ
クロス点までの時間をｔｐとすれば、振動入力ペン３−
ａと振動センサ６ａ間の距離ｄは、ｄ＝ｎ・λｐ＋Ｖｐ・ｔｐ（２）と表すこともできる。ここでλｐは弾性波の波長、ｎは
整数である。

【００２４】（１）式と（２）式から上記の整数ｎは、ｎ＝［（Ｖｇ・ｔｇ−Ｖｐ・ｔｐ）／λｐ＋１／Ｎ］（３）と表される。

【００２５】ここで、ｎは“０”以外の実数であり、適
当な値を用いる。以上のようにして算出したｎを（２）
式に代入することで、振動入力ペン３−ａと振動センサ
６ａ間の距離を精度良く測定することができる。

【００２６】図４において、振動センサ６ａの出力信号
は、前置増幅回路１２ａにより所定のレベルまで増幅さ
れる。増幅された信号（図５の信号４２）は、センサ選
択回路３１で選択され、絶対値回路３２と帯域通過フィ
ルタ３７に入力される。絶対値回路３２に入力された信
号は、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３３に入力され、検出信号のエンベロープの
みが取り出される（図５の信号４３）。エンベロープ
は、検出窓信号ｔｗを生成する窓信号発生回路３５に入
力され、検出閾値Ｖｔｈで比較され、窓信号ｔｗ（図５
の信号４６）を出力する。２回微分回路３４に入力され
た信号（図５の信号４４）は、窓信号ｔｗとコンパレー
タにより構成されたｔｇ信号検出回路５４によってｔｇ
信号（図５の信号４８）が形成され、波形整形回路３９
に入力される。

【００２７】一方、帯域通過フィルタ３７に入力された
信号（図５の信号４５）は、窓信号ｔｗをイネーブル信
号としてゼロクロスコンパレータにより構成されたｔｐ
信号検出回路３８をへてｔｐ信号（図５の４７）とし
て、波形整形回路３９に入力される。

【００２８】波形整形回路３９では、ペン駆動信号とｔ
ｇ、ｔｐ信号から、振動入力ペン３ーａのペン駆動から
検出までの両者の遅延時間分の時間幅を持ったパルス信
号を発生し、演算制御回路１に出力する。演算制御回路
１は、このパルス信号の時間幅を内部カウンタにより計
時し伝播遅延時間を得る。

【００２９】ここで得られた遅延時間は、振動入力ペン
３ーａのペン先５、振動子駆動回路２等を通過する際の
固定的な遅延時間である固定遅延時間を含む。この固定
遅延時間は予め測定してＲＯＭ等の不揮発性メモリに記
憶しておき、得られた遅延時間との差を計算して（１）
式と（２）式により距離を算出する。

【００３０】以上説明した動作と同様の動作を、他の振
動センサ６ｂ〜６ｄに対しても行ない、振動入力ペン３
ーａと各振動センサ６ａ〜６ｄまでの距離を算出する。
ここで、図６に示すように、算出された振動入力ペン３
ーａと各振動センサ６ａ〜６ｄの距離がｄａ〜ｄｄであ
るとすると、この距離ｄａ〜ｄｄから、振動入力ペン３
−ａ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。

【００３１】ｘ＝（ｄａ＋ｄｂ）・（ｄａ−ｄｂ）／２Ｘ（５）またはｘ＝（ｄｃ＋ｄｄ）・（ｄｃ−ｄｄ）／２Ｘ（５’）ｙ＝（ｄａ＋ｄｃ）・（ｄａ−ｄｃ）／２Ｙ（６）またはｙ＝（ｄｂ＋ｄｄ）・（ｄｂ−ｄｄ）／２Ｙ（６’）ここでＸ、Ｙはそれぞれ振動センサ６ａ、６ｂ間の距
離、振動センサ６ｃ、６ｄ間の距離である。

【００３２】次に、振動入力ペン３ーａと振動入力ペン
３ーｂを識別する動作について説明する。この識別する
動作を実現するために、実施形態１では、図３に示す
（駆動）パルスｂー２を発生し、振動入力ペン３ーａ、
３ーｂごとに異なる遅延時間を計測し、振動入力ペン３
ーａと振動入力ペン３ーｂの識別を行う。

【００３３】この振動入力ペン３ーａと振動入力ペン３
ーｂを識別するための遅延時間の測定は以下のように行
う。まず、演算制御回路１から図３に示すパルスｂー２
を発生する。次に、このパルスｂー２の発生から計時を
始め、パルスｂー２の出力から遅延回路２−２ーａある
いは２ー２ーｂを経て、再び演算制御回路１で検出され
るまでの時間を遅延時間として測定する。ここで、各振
動入力ペンにおける遅延時間は、振動入力ペン３−ａの
場合は図３に示す戻り信号ａにおけるＴＤａ、振動入力
ペン３−ｂの場合は図３に示す戻り信号ｂにおけるＴＤ
ｂとなる。そして、測定された遅延時間と、予めＲＯＭ
等の不揮発性メモリに記憶しておいた振動入力ペン毎の
遅延回路の遅延時間を管理する振動入力ペン識別テーブ
ルとの比較を演算制御回路１で行い、測定された遅延時
間が遅延時間ＴＤａに該当すれば振動入力ペン３−ａ、
遅延時間ＴＤｂに該当すれば振動入力ペン３−ｂである
と識別する。

【００３４】次に、実施形態１で実行される処理のまと
めとして、そのフローチャートについて図７を用いて説
明する。

【００３５】図７は本発明の実施形態１で実行される処
理を示すフローチャートである。

【００３６】尚、ここでは、振動入力ペン３ーａと振動
入力ペン３ーｂを識別する場合に実行される処理を例に
挙げて説明する。

【００３７】まず、ステップＳ１で、演算制御回路１よ
り振動入力ペンに対し、図３に示すパルスｂー２を入力
する。ステップＳ２で、振動入力ペンに入力されたパル
スｂー２は、内蔵される遅延回路で設定される時間だけ
遅延して演算制御回路１へ入力される。ステップＳ３
で、演算制御回路１は、パルス信号の出力から自身に入
力されるまでの遅延時間を測定する。ステップＳ４で、
振動入力ペン識別テーブルを参照して、測定された遅延
時間が遅延時間ＴＤａであるか遅延時間ＴＤｂであるか
を判定する。判定結果が遅延時間ＴＤａである場合、ス
テップＳ５に進み、振動入力ペンは振動入力ペン３ーａ
であると識別する。一方、判定結果が遅延時間ＴＤｂで
ある場合、ステップＳ６に進み、振動入力ペンは振動入
力ペン３ｂであると識別する。

【００３８】以上の処理によって、座標入力装置に接続
される振動振動入力ペンが識別される。

【００３９】尚、振動入力ペン３ーａと振動入力ペン３
ーｂを識別するための上記の遅延時間の測定は、座標取
得の際に行ってもよいが、サンプリングレートの低下な
どを招かぬために、振動入力ペン３ーａあるいは振動入
力ペン３ーｂのペンアップ周期時に行い、次の振動入力
ペンのペンダウン周期でその値を用いてもよい。

【００４０】また、上記説明では、振動入力ペンを駆動
するペン駆動信号以外の異なるパルスを用いて識別した
が、もちろん、ペン駆動信号を用いて識別しても構わな
い。また、振動入力ペン３ーａと振動入力ペン３ーｂと
の間の交換があまり頻繁でないことを考慮し、交換時に
のみ、振動入力ペン３ーａあるいは振動入力ペン３ーｂ
と演算制御回路１を接続するコードジャック脱着用コネ
クタに感知スイッチを設け、その時に限り上記識別動作
を実行してもよい。

【００４１】以上説明したように、実施形態１によれ
ば、振動入力ペン３ーａと振動入力ペン３ーｂ間とで互
いに異なる遅延時間を用いて入力されたパルスを演算制
御回路１へ出力することで、容易に座標入力装置に接続
された振動入力ペンを識別することができる。［実施形態２］実施形態１では、振動入力ペン３ーａと
振動入力ペン３ーｂを識別する動作を中心に述べてきた
が、この識別結果の利用方法として、例えば、描画アプ
リケーションソフトに対して、振動入力ペン毎に色、筆
圧等の異なる属性を持たせるための情報を出力する等の
一般的な利用方法のみならず、その識別結果により、振
動入力ペン毎に、振動発生出力、環境温度による遅延時
間のオフセットずれ特性、距離算出時の整数化誤差特性
等の属性に応じた振動伝達時間（振動入力ペンから入力
された振動が振動センサで検出されるまでの時間）の補
正に利用してもよい。

【００４２】次に、上記の識別結果を温度補償に用いる
場合の動作を、実施形態２として説明する。特に、実施
形態１で得られた伝播遅延時間ｔｇとｔｐに環境温度に
よるオフセットが含まれた温度特性が、振動入力ペンご
とに異なる場合の温度補償について説明する。

【００４３】まず、上記環境温度によるオフセットを除
去するために、図２の遅延回路２−ー２ーａ及び２ー２
ーｂは、入力された信号がその時の環境温度に従った時
間遅延量の遅延時間を発生する温度遅延回路であるとす
る。また、振動入力ペン３ーａと振動入力ペン３ーｂの
識別と同時に、環境温度による遅延時間の測定用とし
て、図３に示したパルスｂ−２を発生して環境温度によ
る遅延時間を測定し、その測定結果に基づいて振動伝達
時間の補正を行う。

【００４４】尚、上記温度遅延回路２−２ーａ及び２ー
２ーｂの時間遅延量は、振動入力ペン毎に温度係数は一
定だがオフセット値は違えておき、本座標入力装置で使
用する環境下では、その振動入力ペン毎の時間遅延量は
重なることのないようにしておく。

【００４５】振動伝達時間の補正は、まず、ある基準温
度下で基準遅延時間を予め測定してＲＯＭ等の不揮発性
メモリに記憶しておき、この基準遅延時間との相対変化
量を用いて行う。基準温度は、特定の温度に決めること
はなく、座標入力装置の使用温度範囲内であればよく、
また、この基準遅延時間の測定は、実施形態１で説明し
た固定遅延時間の測定の際に同時に行うことが望まし
い。

【００４６】基準遅延時間の測定は以下のように行う。
まず、演算制御回路１から図３に示したパルスｂ−２を
発生する。次に、このパルスｂー２の発生から計時を始
め、パルスｂー２の出力から温度遅延回路２−２ーａあ
るいは２ー２ーｂを経て、再び演算制御回路１で検出さ
れるまでの時間を遅延時間として測定する。例えば、振
動入力ペン３−ａの場合の基準温度環境下での遅延時間
ＴＤａｄｊを計測し、ＲＯＭ等の不揮発性メモリに記憶
しておく。

【００４７】そして、通常の動作時に、パルスｂー２を
用いて、振動入力ペン３−ａの場合の環境温度下での遅
延時間ＴＤａを測定すると、振動入力ペン３ａからの振
動伝達時間の補正量ＴｄｏｆｆｓｅｔはＴｄｏｆｆｓｅｔ＝（ＴＤａｄｊ−ＴＤａ）＊Ｃｏｅｆ（４）で与えられる。

【００４８】ここで、ＴＤａｄｊは基準温度環境下での
基準遅延時間であるので、このＴＤａｄｊと通常の動作
時の環境温度下での遅延時間ＴＤａとの差分が、基準温
度と通常動作時の環境温度の温度差分による遅延時間と
なる。また、Ｃｏｅｆは、振動入力ペン毎に設定される
異なる係数であり、温度遅延回路２ー２ーａあるいは２
ー２ーｂの温度変化に対する遅延量と、オフセット変化
量の比から計算される。また、係数Ｃｏｅｆが振動入力
ペンごとに異なるのは、ペン先５や振動子４等の温度特
性からくるものである。

【００４９】例えば、予め測定した、振動入力ペン３−
ａを使用した場合のｔｇ、ｔｐのオフセット量が２５０
［ｎｓｅｃ／２０℃］であり、振動入力ペン３−ｂを使
用した場合のｔｇ、ｔｐのオフセット量が２７０［ｎｓ
ｅｃ／２０℃］であり、温度遅延回路２ー２ーａあるい
は２ー２ーｂの遅延量が±１．７［μｓｅｃ／２０℃］
である場合、振動入力ペン３ーａと振動入力ペン３ーｂ
ごとに重なることのない時間遅延量により得られる振動
入力ペンの識別結果によって、係数Ｃｏｅｆは振動入力
ペン３−ａに対しては０．１４７、振動入力ペン３−ｂ
に対しては０．１５９が得られる。

【００５０】そして、各振動入力ペンの係数を用いて得
られた補正量Ｔｄｏｆｆｓｅｔを、上述のｔｇ、ｔｐよ
り減算（温度遅延回路が出力する符号によっては加算）
することで、振動入力ペン３ーａ、３ーｂそれぞれに応
じた振動伝達時間のオフセット量を補正することができ
る。［実施形態３］実施形態１では、演算制御回路１から出
力された図３に示したパルスｂ−２が、振動入力ペン内
の遅延回路に入力されて所定時間遅延された後、再び演
算制御回路１に入力されるまでの時間を測定することで
振動入力ペンを識別する例を示したが、以下に示すよう
な構成によって、座標入力装置に接続される振動入力ペ
ンを識別するようにしても良い。

【００５１】例えば、図８に示す振動入力ペン３の構成
において、演算制御回路１から出力された図９に示すよ
パルスｂー２が振動入力ペン３の遅延回路３ー２を通過
して振動子４に印加される構成である場合、振動子駆動
信号自体に対して遅延ＴＤｌａｙが生じる。そのため、
演算制御回路１から出力された図９に示すパルス信号ｂ
−１を計時開始してから図１に示した各振動センサ６ａ
〜６ｄで検出されるまでの振動伝達時間に、振動入力ペ
ン毎に異なるオフセット値が生じることになる。

【００５２】そこで、実際の座標計算に対しては、基準
点におけるキャリブレーションに基づき計算を行うこと
で影響を除くことができる。この振動伝達時間による振
動入力ペンの識別を振動伝達板８上の有効エリアＡ内に
おける入力に対して実現するためには、振動入力ペン毎
に、振動入力ペンから各振動センサ６ａ〜６ｄまでの振
動伝達距離の最短・最長に対応する振動伝達時間を考慮
しても重複しないだけの遅延時間の差を設けて置く必要
がある。そして、演算制御回路１では、この振動伝達時
間と、各振動入力ペンにより異なる振動伝達時間範囲を
予め記憶した識別テーブルとを比較し、その比較結果に
基づいて振動入力ペンの識別を行う。このような構成に
より、従来の振動伝達時間の検出アルゴリズムを多少改
良するだけで振動入力ペンを識別することができる。ま
た、振動入力ペンを識別するためのペンコードの数が、
演算制御回路１への戻り信号の分だけ減らすことができ
るという効果がある。

【００５３】尚、本発明は、複数の機器（例えばホスト
コンピュータ、インタフェース機器、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。

【００５４】また、本発明の目的は、前述した実施形態
の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記
録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そ
のシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵ
やＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを
読出し実行することによっても、達成されることは言う
までもない。

【００５５】この場合、記憶媒体から読出されたプログ
ラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現するこ
とになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は
本発明を構成することになる。

【００５６】プログラムコードを供給するための記憶媒
体としては、例えば、フロッピディスク、ハードディス
ク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ
−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭな
どを用いることができる。

【００５７】また、コンピュータが読出したプログラム
コードを実行することにより、前述した実施形態の機能
が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示
に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレ
ーティングシステム）などが実際の処理の一部または全
部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が
実現される場合も含まれることは言うまでもない。

【００５８】更に、記憶媒体から読出されたプログラム
コードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードや
コンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメ
モリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基
づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わる
ＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その
処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合
も含まれることは言うまでもない。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
座標入力時は常に一本の振動入力ペンしか使用しない環
境において、複数種類の振動入力ペンを使いまわす場合
に、各振動入力ペンを容易に識別することができ、かつ
精度を向上することができる座標入力装置及びその制御
方法、コンピュータ可読メモリを提供できる。

【００６０】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１における座標入力装置の構
成を示す図である。

【図２】本発明の実施形態１における振動入力ペンの構
成を示す図である。

【図３】本発明の実施形態１の振動入力ペンを識別する
ための信号を示す図である。

【図４】本発明の実施形態１の信号波形検出回路の詳細
な構成を示す図である。

【図５】本発明の実施形態１の信号波形検出回路におい
て処理される信号を示すタイミングチャートである。

【図６】本発明の実施形態１の座標算出の原理を説明す
るための図である。

【図７】本発明の実施形態１で実行される処理を示すフ
ローチャートである。

【図８】本発明の実施形態３における振動入力ペンの構
成を示す図である。

【図９】本発明の実施形態３の振動入力ペンの識別する
ためたの信号を示す図である。

【符号の説明】

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ペン先部６ａ〜６ｄ振動センサ７防振材８振動伝達板９信号波形検出回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小林克行東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者柳沢亮三東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】振動伝達板上に入力された振動入力ペン
からの振動が振動検出部まで伝達する振動伝達時間に基
づいて、該振動の入力位置である座標を出力する座標入
力装置であって、当該座標入力装置本体と接続される脱着可能な複数種類
の振動入力ペンと、前記複数種類の振動入力ペンそれぞれに内蔵され、互い
に異なる遅延量の信号を出力する信号遅延手段と、前記信号遅延手段に対しパルス信号を出力する信号出力
手段と、前記信号出力手段からのパルス信号の出力開始から、該
パルス信号が前記遅延手段を経て当該信号出力手段に戻
るまでの時間を測定する測定手段と、前記測定手段の測定結果に基づいて、当該座標入力装置
に接続される振動入力ペンを識別する識別手段とを備え
ることを特徴とする座標入力装置。
【請求項２】前記識別手段は、前記複数種類の振動入
力ペンと、該複数種類の振動入力それぞれに内蔵された
信号遅延手段の遅延量を対応づけて管理する管理テーブ
ルを記憶する記憶手段を備え、前記測定手段の測定結果に該当する前記管理テーブルの
遅延量に対応づけられた振動入力ペンを、当該座標入力
装置に接続された振動入力ペンと識別することを特徴と
する請求項１に記載の座標入力装置。
【請求項３】前記信号出力手段が、前記振動入力ペン
を駆動する駆動手段を兼ねている場合、前記測定手段
は、前記駆動手段からのパルス信号の出力開始から、該
パルス信号が前記信号遅延手段を経て前記振動入力ペン
を駆動し、該振動入力ペンからの振動が前記振動伝達板
を伝達して前記振動検出部まで到達するまでの時間を測
定することを特徴とする請求項１に記載の座標入力装
置。
【請求項４】前記信号遅延手段が、環境温度により前
記遅延量が変化する場合、前記測定結果に基づいて、前
記振動伝達時間を補正する補正手段を更に備えることを
請求項１に記載の座標入力装置。
【請求項５】前記補正手段は、前記識別手段で識別さ
れた振動入力ペン毎に、前記振動伝達時間の補正を行う
ことを特徴とする請求項４に記載の座標入力装置。
【請求項６】前記補正手段が補正する遅延量には、前
記複数種類の振動入力ペンそれぞれを構成する回路を通
過する際に発生する固定的な遅延量が含まれることを特
徴とする請求項４に記載の座標入力装置。
【請求項７】振動伝達板上に入力された振動入力ペン
からの振動が振動検出部まで伝達する振動伝達時間に基
づいて、該振動の入力位置である座標を出力する座標入
力装置の制御方法であって、前記座標入力装置本体と接続される脱着可能な複数種類
の振動入力ペンそれぞれにおいて、互いに異なる遅延量
の信号を出力する信号遅延工程と、前記信号遅延工程による遅延対象のパルス信号を信号出
力手段から出力するように出力制御工程と、前記出力制御工程による信号出力手段からのパルス信号
の出力開始から、該パルス信号が前記遅延工程を経て当
該信号出力手段に戻るまでの時間を測定する測定工程
と、前記測定工程の測定結果に基づいて、当該座標入力装置
に接続される振動入力ペンを識別する識別工程とを備え
ることを特徴とする座標入力装置の制御方法。
【請求項８】前記識別工程は、前記複数種類の振動入
力ペンと、該複数種類の振動入力それぞれに内蔵された
信号遅延工程の遅延量を対応づけて管理する管理テーブ
ルを参照して、前記測定工程の測定結果に該当する前記
管理テーブルの遅延量に対応づけられた振動入力ペン
を、当該座標入力装置に接続された振動入力ペンと識別
することを特徴とする請求項７に記載の座標入力装置の
制御方法。
【請求項９】前記出力制御工程が、前記振動入力ペン
の駆動信号の出力制御を兼ねている場合、前記測定工程
は、前記駆動信号の出力開始から、該駆動信号が前記信
号遅延工程を経て前記振動入力ペンを駆動し、該振動入
力ペンからの振動が前記振動伝達板を伝達して前記振動
検出部まで到達するまでの時間を測定することを特徴と
する請求項７に記載の座標入力装置の制御方法。
【請求項１０】前記信号遅延工程が、環境温度により
前記遅延量が変化する場合、前記測定結果に基づいて、
前記振動伝達時間を補正する補正工程を更に備えること
を請求項７に記載の座標入力装置の制御方法。
【請求項１１】前記補正工程は、前記識別工程で識別
された振動入力ペン毎に、前記振動伝達時間の補正を行
うことを特徴とする請求項１０に記載の座標入力装置の
制御方法。
【請求項１２】前記補正工程が補正する遅延量には、
前記複数種類の振動入力ペンそれぞれを構成する回路を
通過する際に発生する固定的な遅延量が含まれることを
特徴とする請求項１０に記載の座標入力装置の制御方
法。
【請求項１３】振動伝達板上に入力された振動入力ペ
ンからの振動が振動検出部まで伝達する振動伝達時間に
基づいて、該振動の入力位置である座標を出力する座標
入力装置の制御のプログラムコードが格納されたコンピ
ュータ可読メモリであって、前記座標入力装置本体と接続される脱着可能な複数種類
の振動入力ペンそれぞれにおいて、互いに異なる遅延量
の信号を出力する信号遅延工程のプログラムコードと、前記信号遅延工程による遅延対象のパルス信号を信号出
力手段から出力するように出力制御工程のプログラムコ
ードと、前記出力制御工程による信号出力手段からのパルス信号
の出力開始から、該パルス信号が前記遅延工程を経て当
該信号出力手段に戻るまでの時間を測定する測定工程の
プログラムコードと、前記測定工程の測定結果に基づいて、当該座標入力装置
に接続される振動入力ペンを識別する識別工程のプログ
ラムコードとを備えることを特徴とするコンピュータ可
読メモリ。