JPS63113720A - Input/output device for information - Google Patents

Input/output device for information

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Publication number
JPS63113720A
JPS63113720A JP61258167A JP25816786A JPS63113720A JP S63113720 A JPS63113720 A JP S63113720A JP 61258167 A JP61258167 A JP 61258167A JP 25816786 A JP25816786 A JP 25816786A JP S63113720 A JPS63113720 A JP S63113720A
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JP
Japan
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information
vibration
input
circuit
pen
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Pending
Application number
JP61258167A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Noriyuki Suzuki
範之 鈴木
Shigeki Mori
重樹 森
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS63113720A publication Critical patent/JPS63113720A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To ensure the operating feeling more approximate to the normal writing or drawing jobs by controlling the output conditions set in an input mode of information in response to the information on the writing pressure detected by a writing pressure detecting means. CONSTITUTION:A shown waveform detecting circuit contains a circuit which extracts the information on writing pressure as a peak level of a detection signal obtained by a vibration sensor 6 by making use of a fact that the amplitude of the vibration transmitted to the sensor 6 varies by the level of the writing pressure. The signal amplified by a preamplifying circuit 51 is inputted to an A/D converting circuit 59. Thus the amplitude information is always converted into a digital signal having a prescribed quantized step and the converted data is inputted to a latch circuit 510. The circuit 510 latches the input data in synchronism with the timing signal which is outputted from an envelope peak detecting circuit 53 by the peak detecting timing. Therefore this data means the information on the writing pressure of a vibration pen 3 and the display output is controlled based on said information on the writing pressure.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は情報入出力装置、特に、振動ペンから入力され
た振動を振動伝達板に複数設けられたセンサにより検出
して前記振動ペンの振動伝達板上での座標を検出すると
ともに、検出した座標に基づく画像情報を表示出力する
情報入出力装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is an information input/output device, in particular, detects vibrations input from a vibrating pen using a plurality of sensors provided on a vibration transmission plate, and transmits the vibrations of the vibrating pen. The present invention relates to an information input/output device that detects coordinates on a transmission board and displays and outputs image information based on the detected coordinates.

[従来の技術] 従来より手書きの文字、図形などをコンピュータなどの
処理装置に入力する装置として各種の入力ペンおよびタ
ブレットなどを用いた座標入力装置が知られている。こ
の種の方式では入力された文字、図形などからなる画像
情報はCRTディスプレイなどの表示装置やプリンタな
どの記録装置に出力される。
[Prior Art] Coordinate input devices using various input pens, tablets, etc. have been known as devices for inputting handwritten characters, figures, etc. to a processing device such as a computer. In this type of system, input image information consisting of characters, figures, etc. is output to a display device such as a CRT display or a recording device such as a printer.

この種の装はのタブレットの座標検出においては次にあ
げる各種の方式が知られている。
The following various methods are known for detecting the coordinates of a tablet equipped with this type of device.

1)抵抗膜と対向配置されたシート材の抵抗値変化を検
出する方式。
1) A method that detects changes in the resistance value of a sheet material placed opposite the resistive film.

2)対向配置された導電シートなどのTL磁ないし静電
誘導を検出する方式。
2) A method of detecting TL magnetic or electrostatic induction of conductive sheets placed opposite each other.

3)入力ペンからタブレットに伝達される超音波振動を
検出する方式。
3) A method that detects ultrasonic vibrations transmitted from the input pen to the tablet.

上記の1)、2)の方式では、抵抗膜や導体膜を用いる
ので透明なタブレットを形成するのが困難である。一方
、3)の方式ではタブレットをアクリル板やガラス板な
どの透明材料から構成できるので、液晶表示器などに入
力タブレッi・を重ねて配置し、あたかも紙に画像を書
き込むよう感覚で使用できる操作感覚のよい情報入出力
装置を構成できる。
In the above methods 1) and 2), it is difficult to form a transparent tablet because a resistive film or a conductive film is used. On the other hand, in method 3), the tablet can be constructed from a transparent material such as an acrylic plate or a glass plate, so the input tablet i can be placed on top of a liquid crystal display, etc., and the operation can be performed as if writing images on paper. A user-friendly information input/output device can be constructed.

[発明が解決しようとする問題点] また、上記の1)〜3)のいずれの従来方式においても
検出されるのは入力ペンのタブレット上での座標情報の
みであり、人間の手書き作業の際にペンに入力される筆
圧情報を検出することはできなかった。したがって、杵
通の筆記具で行なわれている筆圧の大小による線や点な
どの画像構成要素の濃淡や、太細の書き分けなどの制御
を出力画像に反映させるのは従来方式では不可能であっ
た。
[Problems to be Solved by the Invention] In addition, in any of the conventional methods 1) to 3) above, only the coordinate information of the input pen on the tablet is detected, and it is difficult to detect the coordinate information of the input pen on the tablet. It was not possible to detect the pen pressure information input to the pen. Therefore, it is impossible with conventional methods to reflect in the output image the shading of image constituent elements such as lines and dots, and the distinction between thick and thin lines, which are controlled by the magnitude of pen pressure used with Kimitsu's writing instruments. Ta.

特に、上記のように表示器と入力タブレットを重ねて用
いる場合に筆圧情報に基づいて画像の出力制御を行なえ
れば、操作感覚はより通常の筆記や描画作業のものに近
づけることができると考えられる。
In particular, if the image output can be controlled based on pen pressure information when the display and input tablet are stacked as described above, the operating feel will be closer to that of normal writing and drawing tasks. Conceivable.

[問題点を解決するための手段] 以、ヒの問題点を解決するために、本発明においては振
動ペンから入力された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て前記振動ペンの振動伝達板上で
の座標を検出するとともに、検出した座標に基づく画像
情報を所定の出力方式で出力する情報入出力装置におい
て、前記振動ペンの振動伝達板に対する筆圧を検出する
手段を設け、この筆圧検出手段により検出した筆圧情報
に応じて前記情報出力の際の出力条件を制御する構成を
採用した。
[Means for Solving the Problems] Hereinafter, in order to solve the problems described above, in the present invention, the vibrations input from the vibrating pen are detected by a plurality of sensors provided on the vibration transmission plate, and the vibrating pen The information input/output device detects the coordinates of the vibrating pen on the vibration transmitting plate and outputs image information based on the detected coordinates in a predetermined output method, further comprising means for detecting the pen pressure of the vibrating pen against the vibration transmitting plate. A configuration is adopted in which the output conditions for outputting the information are controlled according to the writing pressure information detected by the writing pressure detection means.

[作 用] 以上の構成によれば、振動ペンの座標検出を介して入力
された画像を出力する際、検出した筆圧に応じて画像構
成要素の′CM淡や、太細の書き分けなどの制御を出力
画像に反映させることができる。
[Function] According to the above configuration, when outputting an image input through the coordinate detection of the vibrating pen, the CM of the image constituent elements is changed to ``light'', thick and thin, etc., depending on the detected pen pressure. Control can be reflected in the output image.

[実施例] 以下、図面に示す実施例に基づき、本発明の詳細な説明
する。
[Example] Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the example shown in the drawings.

第1図は本発明を採用した情報入出力装置の構造を示し
ている。第1図の情報入出力装置は振動伝達板8からな
る入力タブレットに振動ペン3によって座標入力を行な
い、入力された座標情報にしたがって入力タブレットに
重ねて配置されたCRTからなる表示器11′に入力画
像を表示するものである。
FIG. 1 shows the structure of an information input/output device employing the present invention. The information input/output device shown in FIG. 1 inputs coordinates using a vibrating pen 3 to an input tablet consisting of a vibration transmission plate 8, and displays a display 11' consisting of a CRT placed over the input tablet according to the input coordinate information. It displays the input image.

図において符号8で示されたものはアクリル、ガラス板
などからなる振動伝達板で振動ペン3から伝達される振
動をその角部に3個設けられた振動センサ6に伝達する
。本実施例では振動ペン3から振動伝達板8を介して振
動センサ6に伝達された超音波振動の伝達時間を計測す
ることにより振動ペン3の振動伝達板8上での座標を検
出する。
In the figure, a vibration transmitting plate 8 is made of acrylic, glass, or the like and transmits vibrations transmitted from the vibrating pen 3 to three vibration sensors 6 provided at its corners. In this embodiment, the coordinates of the vibrating pen 3 on the vibration transmitting plate 8 are detected by measuring the transmission time of the ultrasonic vibration transmitted from the vibrating pen 3 to the vibration sensor 6 via the vibration transmitting plate 8.

振動伝達板8は振動ペン3から伝達された振動が周辺部
で反射されて中央部の方向に戻るのを防lFするために
その周辺部分をシリコンゴムなどから構成された反射防
]ト材7によって支持されている。
The vibration transmitting plate 8 is made of an anti-reflection material 7 made of silicone rubber or the like at its peripheral portion in order to prevent the vibration transmitted from the vibrating pen 3 from being reflected at the peripheral portion and returning toward the center. Supported by

振動伝達板8はCRT(あるいは液晶表示器など)など
、ドツト表示が可能な表示器11′」−に配置され、振
動ペン3によりなぞられた位置にドツト表示を行なうよ
うになっている。すなわち、検出された振動ペン3の座
標に対応した表示器11 ′I:の位置にドツト表示が
行なわれ、振動ペン3により入力された点、線などの要
素により構成される画像はあたかも紙に書き込みを行な
ったように振動ペンの軌跡の後に現れる。
The vibration transmission plate 8 is disposed on a display device 11', such as a CRT (or liquid crystal display), capable of displaying dots, and a dot is displayed at the position traced by the vibrating pen 3. That is, a dot is displayed at the position of the display 11'I: corresponding to the detected coordinates of the vibrating pen 3, and the image composed of elements such as points and lines input by the vibrating pen 3 is displayed as if it were on paper. It appears after the trajectory of the vibrating pen as if you were writing.

また、このような構成によれば表示器11′にはメニュ
ー表示を行ない、振動ペンによりそのメニューダ1目を
選択させたり、プロンプトを表示させて所定の位置に振
動ペン3を接触させるなどの入力方式を用いることもで
きる。
Further, according to such a configuration, a menu is displayed on the display 11', and the user can select the first menu item with the vibrating pen, display a prompt, and touch the vibrating pen 3 to a predetermined position. Input methods can also be used.

振動伝達板8に超音波振動を伝達させる振動ペン3は、
内部に圧電素子などから構成した振動子4を有しており
、振動子4の発生した超音波振動は先端が尖ったホーン
部5を介して振動伝達板8に伝達される。
The vibrating pen 3 transmits ultrasonic vibration to the vibration transmitting plate 8,
It has a vibrator 4 made of a piezoelectric element or the like inside, and the ultrasonic vibrations generated by the vibrator 4 are transmitted to a vibration transmission plate 8 via a horn portion 5 having a sharp tip.

第2図は振動ペン3の構造を示している。振動ペン3に
内蔵された振動子4は、振動子駆動回路2により駆動さ
れる。振動子4の駆動信号は第1図の演算および制御回
路lから低レベルのパルス信号として゛供給され、低イ
ンピーダンス駆動が可能な振動子駆動回路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。
FIG. 2 shows the structure of the vibrating pen 3. A vibrator 4 built into the vibrating pen 3 is driven by a vibrator drive circuit 2. The drive signal for the vibrator 4 is supplied as a low-level pulse signal from the arithmetic and control circuit l shown in FIG. 4.

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、ホーン部5を介して振動板8に伝達され
る。
The electrical drive signal is converted into mechanical ultrasonic vibration by the vibrator 4 and transmitted to the diaphragm 8 via the horn section 5.

振動子4の振動周波数はアクリル、ガラスなどの振動伝
達板8に板波を発生させることができる値に選択される
。また、振動子駆動の際、振動伝達板8に対して152
図の垂直方向に振動子4が主に振動するような振動モー
ドが選択される。また、振動子4の振動周波数を振動子
4の共振周波数とすることで効率のよい振動変換が可能
である。
The vibration frequency of the vibrator 4 is selected to a value that can generate plate waves on the vibration transmission plate 8 made of acrylic, glass, or the like. In addition, when driving the vibrator, 152 mm is applied to the vibration transmission plate 8.
A vibration mode in which the vibrator 4 mainly vibrates in the vertical direction in the figure is selected. Further, by setting the vibration frequency of the vibrator 4 to the resonance frequency of the vibrator 4, efficient vibration conversion is possible.

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、表面波などに比して振動伝達板8の表面の傷
、障害物などの影響を受けにくいという利点を有する。
The elastic waves transmitted to the vibration transmission plate 8 as described above are plate waves, which have the advantage that they are less susceptible to the effects of scratches, obstacles, etc. on the surface of the vibration transmission plate 8 compared to surface waves.

再び、第1図において、振動伝達板8の角部に設けられ
た振動センサ6も圧電素子などの機械〜電気変換素子に
より構成される。3つの振動センサ6の各々の出力信号
は波形検出回路6に入力され、後段の演算制御回路1に
より処理可能な検出信号に変換される。演算制御回路1
は波形検出回路9における振動伝達時間の測定処理に基
づき。
Again, in FIG. 1, the vibration sensor 6 provided at the corner of the vibration transmission plate 8 is also constituted by a mechanical to electrical conversion element such as a piezoelectric element. The output signals of each of the three vibration sensors 6 are input to the waveform detection circuit 6 and converted into detection signals that can be processed by the arithmetic control circuit 1 in the subsequent stage. Arithmetic control circuit 1
is based on the vibration transmission time measurement process in the waveform detection circuit 9.

振動ペン3の振動伝達板8」二での座標位置を検出する
The coordinate position of the vibration transmitting plate 8'' of the vibrating pen 3 is detected.

検出された振動ペン3の座標情報は演算制御回路1にお
いて表示器11′に応じた出力方式に応じて処理される
。すなわち、演算制御回路は入力座標情報に基づいてビ
デオ信号処理装置lOを介して表示器11′の出力動作
を制御する。
The detected coordinate information of the vibrating pen 3 is processed in the arithmetic control circuit 1 according to an output method according to the display 11'. That is, the arithmetic control circuit controls the output operation of the display 11' via the video signal processing device 1O based on the input coordinate information.

第3図は第1図の演算制御回路1の構造を示している。FIG. 3 shows the structure of the arithmetic control circuit 1 shown in FIG.

ここでは主に振動ペン3の駆動系および振動センサ6に
よる振動検出系の構造を示している。
Here, the structure of the drive system of the vibrating pen 3 and the vibration detection system using the vibration sensor 6 are mainly shown.

マイクロコンピュータ11は内部カウンタ、ROMおよ
びRAMを内蔵している。駆動信号発生回路12は第1
図の振動子駆動回路2に対して所定周波数の駆動パルス
を出力するもので、マイクロコンピュータ11により座
標演算用の回路と同期して起動される。
The microcomputer 11 includes an internal counter, ROM, and RAM. The drive signal generation circuit 12
It outputs a drive pulse of a predetermined frequency to the vibrator drive circuit 2 shown in the figure, and is activated by the microcomputer 11 in synchronization with the coordinate calculation circuit.

カウンタ13の計数値はマイクロコンピュータ11によ
りラッチ回路14にラッチされる。
The count value of the counter 13 is latched into the latch circuit 14 by the microcomputer 11.

一方、波形検出回路9は、振動センサ6の出力から後述
のようにして、座標検出のための振動伝達時間を計測す
るための検出信号のタイミング情報および、筆圧検出の
ための信号レベル情報を出力する。これらのタイミング
およびレベル情報は入力ボート15および16にそれぞ
れ入力される。
On the other hand, the waveform detection circuit 9 obtains timing information of a detection signal for measuring vibration transmission time for coordinate detection and signal level information for pen pressure detection from the output of the vibration sensor 6 as described later. Output. These timing and level information are input to input ports 15 and 16, respectively.

波形検出回路9から入力されるタイミング信号は入力ポ
ート15に入力され、判定回路17にょリラッチ回路1
4内の計数値と比較され、その結果がマイクロコンピュ
ータ11に伝えられる。すなわち、カウンタ13の出力
データのラッチ値として振動伝達時間が表現され、この
振動伝達時間値により座標演算が行なわれる。
The timing signal inputted from the waveform detection circuit 9 is inputted to the input port 15, and the timing signal inputted from the waveform detection circuit 9 is inputted to the input port 15.
4 and the result is transmitted to the microcomputer 11. That is, the vibration transmission time is expressed as a latch value of the output data of the counter 13, and coordinate calculation is performed using this vibration transmission time value.

表示器11′の出力制御処理は入出力ボート18を介し
て行なわれる。
Output control processing for the display device 11' is performed via the input/output port 18.

第4図は第1図の波形検出回路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Jlll処理を説明
するものである。第4図において符号41で示されるも
のは振動ペン3に対して印加される駆動信号パルスであ
る。このような波形により駆動された振動ペン3から振
動伝達板8に伝達された超音波振動は振動伝達板8内を
通って振動センサ6に検出される。
FIG. 4 explains the detected waveform input to the waveform detection circuit 9 of FIG. 1 and the total processing of the vibration transmission time based on the detected waveform. In FIG. 4, reference numeral 41 indicates a drive signal pulse applied to the vibrating pen 3. Ultrasonic vibrations transmitted from the vibrating pen 3 driven by such a waveform to the vibration transmission plate 8 pass through the vibration transmission plate 8 and are detected by the vibration sensor 6.

振動伝達板8内を振動センサ6までの距離に応じた時間
tgをかけて進行した後、振動は振動センサ6に到達す
る。第4図の符号42は振動センサ6が検出した信号波
形を示している。本実施例において用いられる板波は分
散性の波であり、そのため振動伝達板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伝達距離に応じて変化する。
After traveling within the vibration transmission plate 8 for a time tg corresponding to the distance to the vibration sensor 6, the vibration reaches the vibration sensor 6. Reference numeral 42 in FIG. 4 indicates a signal waveform detected by the vibration sensor 6. The plate wave used in this embodiment is a dispersive wave, so the relationship between the envelope 421 and phase 422 of the detected waveform with respect to the propagation distance within the vibration transmission plate 8 changes during vibration transmission according to the transmission distance. do.

ここで、エンベロープの進む速度を群速度Vg1位相速
度をVpとする。この群速度および位相速度の違いから
振動ペン3と振動センサ6間の距離を検出することがで
きる。
Here, the advancing speed of the envelope is group velocity Vg1 and the phase velocity is Vp. The distance between the vibrating pen 3 and the vibration sensor 6 can be detected from the difference in group velocity and phase velocity.

まず、エンベロープ421のみに着目すると、その速度
はVgであり、ある特定の波形上の点、たとえばピーク
を第4図の符号43のように検出すると、振動ペン3お
よび振動センサ6の間の距adはその振動伝達時間をt
gとして d=Vg・tg            ・・・(1)
この式は振動センサ6の1つに関するものであるが、同
じ式により他の2つの振動センサ6と振動ペン3の距離
を示すことができる。
First, if we focus only on the envelope 421, its velocity is Vg, and when a point on a certain waveform, for example a peak, is detected as indicated by reference numeral 43 in FIG. ad is the vibration transmission time t
As g, d=Vg・tg...(1)
Although this equation relates to one of the vibration sensors 6, the distances between the other two vibration sensors 6 and the vibration pen 3 can be indicated by the same equation.

さらに、より高精度な座標値を決定するためには、位相
信号の検出に基づく処理を行なう、第4図の位相波形4
22の特定の検出点、たとえば振動印加から、ピーク通
過後のゼロクロス点までの時間をtpとすれば振動セン
サと振動ペンの距離は d=n  ・ λ p+Vp  @ tP      
      ・・・ (2)となる、ここで入pは弾性
波の波長、nは整数である。
Furthermore, in order to determine coordinate values with higher precision, the phase waveform 4 shown in FIG.
22 specific detection points, for example, if the time from vibration application to the zero cross point after passing the peak is tp, then the distance between the vibration sensor and the vibration pen is d=n ・λ p+Vp @ tP
... (2) where the input p is the wavelength of the elastic wave and n is an integer.

前記の(1)式と(2)式から上記の整数nはn=[(
VgIItg−Vpstp)/入p+1/N]   −
(3)と示される。ここでNはO以外の実数であり、適
当な数値を用いる。たとえばN=2とすれば、±1/2
波長以内であれば、nを決定することができる。上記の
ようにして求めたnを決定することができる。
From the above equations (1) and (2), the above integer n is n=[(
VgIItg-Vpstp)/input p+1/N] -
(3) is shown. Here, N is a real number other than O, and an appropriate value is used. For example, if N=2, ±1/2
If it is within the wavelength, n can be determined. n obtained as described above can be determined.

と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6間の距離を正確に測定
することができる。
By substituting n obtained as follows into equation (2), the distance between the vibrating pen 3 and the vibration sensor 6 can be accurately measured.

第4図に示した2つの振動伝達時間tgおよびtpの測
定は第1図の波形検出回路9により行なわれる。波形検
出回路9は第5図に示すように構成される。第5図の波
形検出回路は筆圧検出のため、後述のように振動センサ
・6の出力波形のレベル情報も処理する。
The two vibration transmission times tg and tp shown in FIG. 4 are measured by the waveform detection circuit 9 shown in FIG. The waveform detection circuit 9 is constructed as shown in FIG. The waveform detection circuit shown in FIG. 5 also processes level information of the output waveform of the vibration sensor 6, as will be described later, in order to detect pen pressure.

第5図において、振動センサ6の出力信号は前置増幅回
路51により所定のレベルまで増幅される。増幅された
信号はエンベロープ検出回路52に入力され、検出信号
のエンベロープのみが取り出される。抽出されたエンベ
ロープのピークのタイミングはエンベロープピーク検出
回路53によって検出される。ピーク検出信号はモノマ
ルチバイブレータなどから構成された信号検出回路54
によって所定波形のエンベロープ8延時間検出信号Tg
が形成され、演算制御回路lに入力される。
In FIG. 5, the output signal of the vibration sensor 6 is amplified to a predetermined level by a preamplifier circuit 51. The amplified signal is input to the envelope detection circuit 52, and only the envelope of the detection signal is extracted. The timing of the peak of the extracted envelope is detected by the envelope peak detection circuit 53. The peak detection signal is detected by a signal detection circuit 54 composed of a mono multivibrator, etc.
The envelope 8 extension time detection signal Tg has a predetermined waveform.
is formed and input to the arithmetic control circuit l.

また、遅延時間調整回路57によって遅延された元信号
からコンパレータ検出回路58により位相遅速時間検出
信号Tpが形成され、演算制御回路lに入力される。
Further, a phase delay time detection signal Tp is formed by a comparator detection circuit 58 from the original signal delayed by the delay time adjustment circuit 57, and is inputted to the arithmetic control circuit l.

以上に示した回路は振動センサ6の1つ分のもので、他
のそれぞれのセンサに対しても同じ回路が設けられる。
The circuit shown above is for one vibration sensor 6, and the same circuit is provided for each of the other sensors.

センサの数を一般化してh個とすると、エンベロープ遅
延時間Tgl−h1位相遅延時間Tpl〜hのそれぞれ
h (iの検出信号が演算制御回路lに入力される。
If the number of sensors is generalized to h, each of the envelope delay time Tgl-h1 and the phase delay time Tpl to h (i detection signals are input to the arithmetic control circuit l.

第3図の演算制御回路では上記のT g 、1〜h、T
pl−h信号を入力ボート15から入力し、各々のタイ
ミングをトリガとしてカウンタ13のカウント値をラッ
チ回路14に取り込む、前記のようにカウンタ13は振
動ペンの駆動と同期してスタートされているので、ラッ
チ回路14にはエンベロープおよび位相のそれぞれの遅
延時間を示すデータが取り込まれる。
In the arithmetic control circuit of FIG. 3, the above T g , 1 to h, T
The pl-h signal is input from the input port 15, and the count value of the counter 13 is taken into the latch circuit 14 using each timing as a trigger.As mentioned above, the counter 13 is started in synchronization with the driving of the vibrating pen. , the latch circuit 14 receives data indicating the respective delay times of the envelope and the phase.

第6図のように振動伝達板8の角部に3つの振動センサ
6を符号S1からS3の位置に配鼎すると、第4図に関
連して説明した処理によって振動ペン3の位置Pから各
々の振動センサ6の位置までの直線距#dl−d3を求
めることができる。
As shown in FIG. 6, when the three vibration sensors 6 are arranged at the positions S1 to S3 at the corners of the vibration transmitting plate 8, the vibration sensors 6 are arranged at the positions S1 to S3 at the corners of the vibration transmitting plate 8. The straight line distance #dl-d3 to the position of the vibration sensor 6 can be determined.

さらに演算制御回路1でこの直線距#d1〜d3に基づ
き振動ペン3の位置Pの座標(x、y)を3乎方の定理
から次式のようにして求めることができる。
Furthermore, the arithmetic and control circuit 1 can determine the coordinates (x, y) of the position P of the vibrating pen 3 based on the straight line distances #d1 to d3 using the following formula from the three-way theorem.

X   (dl+d2)(di−d2)2      
      2X 2            2Y ここでx、YはS2、S3の位置の振動センサ6と原点
(位置S1)のセンサのX、Y軸に沿った距離である。
X (dl+d2)(di-d2)2
2X 2 2Y Here, x and Y are the distances along the X and Y axes between the vibration sensor 6 at the positions S2 and S3 and the sensor at the origin (position S1).

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。
As described above, the position coordinates of the vibrating pen 3 can be detected in real time.

一方、第5図の波形検出回路は筆圧情報を振動センサ6
による検出信号のピークレベルとして取り出す回路が設
けられている。この構成は筆圧の大小により振動センサ
6に伝達される振動の振幅が変化することを利用してい
る。
On the other hand, the waveform detection circuit shown in FIG. 5 transmits pen pressure information to the vibration sensor 6.
A circuit is provided for extracting the peak level of the detection signal. This configuration utilizes the fact that the amplitude of the vibration transmitted to the vibration sensor 6 changes depending on the magnitude of the pen pressure.

755図の前置増幅回路51で増幅された信号は、A/
D変換回路59に入力され、常時その振幅情報が所定ス
テップの量子化されたデジタル信号に変換され、変換さ
れたデータはラッチ回路510に入力されている。ラッ
チ回路510はエンベロープピーク検出回路53がピー
ク検出タイミングで出力するタイミング信号に同期して
入力データをラッチする。したがって、ラッチされたデ
ータはデジタル化されたピークレベルを表現するものと
なる。同時にこのデータは振動ペン3の筆圧情報を意味
する。
The signal amplified by the preamplifier circuit 51 in FIG.
The amplitude information is input to the D conversion circuit 59 and is constantly converted into a digital signal quantized in a predetermined step, and the converted data is input to the latch circuit 510. The latch circuit 510 latches input data in synchronization with a timing signal output by the envelope peak detection circuit 53 at the peak detection timing. Therefore, the latched data represents the digitized peak level. At the same time, this data means writing pressure information of the vibrating pen 3.

したがって、演算制御回路lではビデオ信号処理装ff
1lO(第1図)を介して、振動ペン3の座標位置にド
ー、ト表示を行なう場合、入力ボート16(第3図)か
ら得た振動検出信号のピークレベルに応じて筆圧情報を
知り、これに基づいて表示出力の際の濃淡、あるいは線
の太い、細いの別を区別する出力制御を行なうことがで
きる。
Therefore, in the arithmetic control circuit l, the video signal processing unit ff
When displaying a dot at the coordinate position of the vibrating pen 3 via the input board 16 (Fig. 1), the pen pressure information is determined according to the peak level of the vibration detection signal obtained from the input board 16 (Fig. 3). Based on this, output control can be performed to distinguish between shading during display output, or between thick and thin lines.

たとえば、振動ペン3により振動伝達板8がなぞられた
際、リアルタイムで検出した振動ペン3の座標点に連続
してドツトを連続的に表示して直線、あるいは曲線の表
示を行なうが、その際同様にリアルタイムで取り込んだ
筆圧情報に基づいて表示する直線1曲線の濃度を連続的
に変化させる。ci度の表現はCRTの場合、輝度制御
を変更することで行なえる。また、ドツト表示の際のド
ツト数を変更することにより線の太さを連続的に変化さ
せることもできる。同様の制御は直線。
For example, when the vibration transmission plate 8 is traced with the vibrating pen 3, dots are continuously displayed at the coordinate points of the vibrating pen 3 detected in real time to display a straight line or a curved line. Similarly, the density of one straight line curve to be displayed is continuously changed based on pen pressure information captured in real time. In the case of a CRT, the ci degree can be expressed by changing the brightness control. Furthermore, by changing the number of dots when displaying dots, the thickness of the line can be changed continuously. Similar control is straight line.

曲線の描画に限定されることなく、点などの画像要素を
入力、表示する場合でも同じである。
The same applies to inputting and displaying image elements such as points, without being limited to drawing curves.

以下に上記のようにして取得した筆圧情報を表示に反映
させる構成を詳細に示す。
The configuration for reflecting the pen pressure information acquired as described above on the display will be described in detail below.

第7図は、第1図のビデオ信号処理装置10の構成を表
わしている0図中70はビデオ信号を発生する、CRT
制御装;δ(CRTC)、71は画像情報を記七征して
おく画像メモリ、1.11’ はそれぞれ前述演算制御
回路、CRTディスプレイである。画像メモリ71は演
算制御回路1とCRTC70が共有する形になっており
、どちらかでもアクセスできるが、演算制御回路lとC
RTC70が同時に画像メモリ71をアクセスしようと
した場合には画面がちらつかないようにCRTC70の
アクセスを優先させ、演算制御回路1に対してウェイト
をかける必要があり、この処理を72aのパスアービタ
ーが行なっている。
FIG. 7 shows the configuration of the video signal processing device 10 shown in FIG.
Control unit: δ (CRTC), 71 is an image memory for storing image information, 1.11' is the aforementioned arithmetic control circuit and CRT display, respectively. The image memory 71 is shared by the arithmetic control circuit 1 and the CRTC 70, and can be accessed by either of them.
If the RTC 70 tries to access the image memory 71 at the same time, it is necessary to give priority to the access of the CRTC 70 and to apply a wait to the arithmetic control circuit 1 so that the screen does not flicker. This process is performed by the path arbiter 72a. ing.

さて、CRTC70は画像メモリ71に記tαされてい
る画像情報を順次読み出してきて該画像情報に対応する
ビデオ信号を発生してCRTII’に画像の表示を行な
うようになっている。この時、表示画面の表示位置と画
像メモリの記憶番地の関係は第8図に示すように、表示
画面の最左りの画素をOとし、走査線の方向に画素を数
えていったときに、n番[1とn+1番目の画素に対応
する画像情報が画像メモリの一番地に記憶されている。
Now, the CRTC 70 sequentially reads out the image information recorded in the image memory 71, generates a video signal corresponding to the image information, and displays the image on the CRTII'. At this time, the relationship between the display position on the display screen and the storage address in the image memory is as shown in Figure 8, when the leftmost pixel on the display screen is O and the pixels are counted in the direction of the scanning line. , n-th[1 and n+1-th pixel are stored in the first location of the image memory.

ここでn番地の8ビツトのうち−L位4ビットはn番目
の画素に対応する情報、下位4ビツトはn+1番口の画
素に対応する情tgである。係る4ビツトの情報は11
番目あるいはn+1番目の画素の濃度に関する情報であ
り、第9図に示すとおり白(0000)から黒Hut)
まで16段階に画;にの濃淡を表示することができるも
のである。
Here, of the 8 bits at address n, the -L 4 bits are information corresponding to the nth pixel, and the lower 4 bits are information tg corresponding to the n+1th pixel. The relevant 4-bit information is 11
This is information regarding the density of the pixel of the th or n+1th pixel, and as shown in Figure 9, from white (0000) to black Hut)
It is possible to display the light and shade of an image in up to 16 levels.

従って、前述A/D変換回路59に4ビツトの分解能を
持ったものを使用すれば、筆圧を15段階(4ビツト1
6段階のうち1つの段階は筆圧Oを表わす)に分けて検
知することができ、係る4ビツトの情報を表示をしよう
とする画面の位置に対応した画像メモリの番地に書き込
むことで、筆圧に応じた濃淡の点をCRTII’の画面
上に表示することができる。
Therefore, if the A/D conversion circuit 59 described above has a resolution of 4 bits, the pen pressure can be adjusted to 15 levels (4 bits 1
One of the six stages represents pen pressure O), and by writing this 4-bit information to the address of the image memory corresponding to the position on the screen where you want to display it, the pen pressure can be detected. Points of light and shade depending on the pressure can be displayed on the CRTII' screen.

ところで、CRTC70およびCRTII’は一回の主
走査につきm個の点が表示できるものである。そこで、
前’yl A / D変換回路59に2ビツトの分解能
を持ったものを使用すれば、筆圧を3段階(2ビツト4
段階のうち1つは筆圧0を(無表示)を表わす)を3段
階に分けて検知することができ、第10図(、A )〜
(C)に示すように1段階目の筆圧のときにはn番目の
画素に、2番目の筆圧のときにはn、n+1.n−1゜
n+m、n−m番目の画素に、さらに3段階目の筆圧の
ときにはn、n+1 、n−L 、n十m。
By the way, the CRTC 70 and CRT II' can display m points in one main scan. Therefore,
If the front A/D conversion circuit 59 has a resolution of 2 bits, the pen pressure can be adjusted to 3 levels (2 bits, 4 bits).
One of the stages is zero pen pressure (representing no display), and it can be detected in three stages, as shown in Figure 10 (,A)~
As shown in (C), at the first level of pen pressure, the nth pixel is applied, and at the second level of pen pressure, n, n+1. n-1°n+m, n-mth pixel, and further n, n+1, n-L, n10m at the third level of writing pressure.

n−m 、 n+m+ l 、 n+m −1、n−m
+1 。
nm, n+m+l, n+m-1, nm
+1.

n −m −1番目の画素に黒(1111)の表示を行
なえば、筆圧に応じた太細の点をCRTI 1’の画面
上に表示することができる。
By displaying black (1111) on the n-m-1 pixel, it is possible to display thick and thin dots according to the pen pressure on the screen of the CRTI 1'.

以上の構成によれば、振動ペン3による文字。According to the above configuration, characters can be written using the vibrating pen 3.

図形などの画像の入力時に筆圧に応じて入力画像の要素
の濃淡、太細を制御できるので、操作者の表現の幅を従
来に比して大きく拡大することができるとともに、また
通常の筆記具と同様の操作感覚で用いることができる優
れた情報入力装置を提供できる。
When inputting images such as figures, it is possible to control the shading and thickness of the elements of the input image according to the pen pressure, which greatly expands the range of expression for the operator compared to conventional writing tools. It is possible to provide an excellent information input device that can be used with the same operational feeling as the above.

上記実施例では、振動伝達板8による入力タブレットを
CRTによる表示器11’に重ねて用いる構成を示した
が、入力タブレットと表示器はこのように重ねて配置さ
れる必要はなく、別体であってもかまわない、また、表
示器は液晶表示器など他の表示方式のものであってもよ
い。
In the above embodiment, the input tablet formed by the vibration transmission plate 8 is stacked on the CRT display 11', but the input tablet and the display do not need to be arranged in such a way, but can be separated. Alternatively, the display may be of another display type such as a liquid crystal display.

さらに、入力された画像情報を表示出力する場合のみな
らず、記録装置などにより記録出力する場合でも同様の
技術を実施できる。これは他の処理装置や外部記憶装置
に入力された画像データを出力する場合でも同様である
。その場合にはゴ(圧情報が入力画像の座標情報ととも
に所定のフォーマットで出力される。
Furthermore, the same technique can be implemented not only when input image information is displayed and output, but also when it is recorded and output using a recording device or the like. This also applies when outputting image data input to other processing devices or external storage devices. In that case, pressure information is output in a predetermined format together with coordinate information of the input image.

[発明の効果] 以上から明らかなように1本発明によれば、振動ペンか
ら入力された振動を振動伝達板に複数設けられたセンサ
により検出して前記振動ペンの振動伝達板」−での座標
を検出するとともに、検出した座標にノ、(づ〈画像情
報を所定の出力方式で出力する情報入出力装置において
、前記振動ペンの振動伝達板に対する筆圧を検出する手
段を設け、この筆圧検出手段により検出した筆圧情報に
基づき前記情報出力の際の出力条件を制御する構成を採
用しているので、振動ペンの座標検出を介して入力され
た画像構成要素の濃淡や、太細の害J分けなどの制御を
出力画像に反映させることができ、汗通の手書き作業と
変らない操作感覚を有する優れた情報入力装置を提供で
きる。
[Effects of the Invention] As is clear from the above, according to the present invention, the vibration input from the vibrating pen is detected by a plurality of sensors provided on the vibration transmitting plate, and the vibration transmitting plate of the vibrating pen is activated. In an information input/output device that outputs image information in a predetermined output method, means for detecting the pressure of the vibrating pen against the vibration transmission plate is provided, Since a configuration is adopted in which the output conditions for outputting the information are controlled based on the pen pressure information detected by the pressure detection means, the shading and thinness of image components input through coordinate detection of the vibrating pen are controlled. It is possible to reflect controls such as the J classification on the output image, and to provide an excellent information input device that has an operation feeling similar to that of a skilled handwriting operation.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明を採用した情報入出力装置の構成を示し
たブロック図、第2図は第1図の振動ペンの構造を示し
た説明図、第3図は第1図の演算制御装置の構造を示し
たブロック図、第4図は振動Rンと振動センサの間の距
#測定を説明する検出波形を示した波形図、第5図は第
1図の波形検出回路の構成を示したブロック図、第6図
は振動センサの配置を示した説明図、第7図はビデオ信
号処理袋ytのブロック図、第8図は画像メモリの説明
図、第9図は濃度分解の様子を示した表図、第10図(
A)〜(C)はそれぞれ筆圧の表示出力状態を示した説
明図である。 1・・・演算制御回路 3・・・振動ペン4・・・振動
子    6・・・振動センサ8・・・振動伝達板  
51・・・iif置装幅器15.16・・・入力ポート 52・・・エンベローフ検出回路 54.58・・・信号検出回路 59・・・A/D変換回路 91・・・ピークホールド回路 92・・・加算回路  93・・・コンパレータ510
・・・ラッチ回路 第5図 第6図 (A)      CB)        (C)葦斤
界示収屹の設明記 第10図
Fig. 1 is a block diagram showing the configuration of an information input/output device employing the present invention, Fig. 2 is an explanatory diagram showing the structure of the vibrating pen shown in Fig. 1, and Fig. 3 is the arithmetic control device shown in Fig. 1. 4 is a waveform diagram showing a detected waveform to explain the distance # measurement between the vibration R and the vibration sensor. FIG. 5 is a block diagram showing the structure of the waveform detection circuit shown in FIG. 1. FIG. 6 is an explanatory diagram showing the arrangement of the vibration sensor, FIG. 7 is a block diagram of the video signal processing bag yt, FIG. 8 is an explanatory diagram of the image memory, and FIG. 9 is an explanatory diagram showing the state of concentration decomposition. The table shown in Figure 10 (
A) to (C) are explanatory diagrams showing display output states of pen pressure, respectively. 1... Arithmetic control circuit 3... Vibration pen 4... Vibrator 6... Vibration sensor 8... Vibration transmission plate
51...iif device width converter 15.16...input port 52...envelope detection circuit 54.58...signal detection circuit 59...A/D conversion circuit 91...peak hold circuit 92 ... Addition circuit 93 ... Comparator 510
...Latch circuit Fig. 5 Fig. 6 (A) CB) (C) Installation description of the Ashikai Exhibition Fig. 10

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)振動ペンから入力された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て前記振動ペンの振動伝達
板上での座標を検出するとともに、検出した座標に基づ
く画像情報を所定の出力方式で出力する情報入出力装置
において、前記振動ペンの振動伝達板に対する筆圧を検
出する手段を設け、この筆圧検出手段により検出した筆
圧情報に応じて前記情報出力の際の出力条件を制御する
ことを特徴とする情報入出力装置。 2)前記筆圧検出手段により得た筆圧情報に基づき、情
報出力の際の画像構成要素の濃淡ないし太細を制御する
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の情報入
出力装置。
[Claims] 1) Detecting the vibration input from the vibrating pen using a plurality of sensors provided on the vibration transmitting plate, detecting the coordinates of the vibrating pen on the vibration transmitting plate, and based on the detected coordinates. In an information input/output device that outputs image information in a predetermined output method, a means for detecting the pen pressure against the vibration transmission plate of the vibrating pen is provided, and the information is output according to the pen pressure information detected by the pen pressure detection means. An information input/output device characterized by controlling output conditions during. 2) Information input/output according to claim 1, characterized in that the shading or thickness of image constituent elements at the time of information output is controlled based on the writing pressure information obtained by the writing pressure detection means. Device.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6239792B1 (en) 1995-06-07 2001-05-29 Canon Kabushiki Kaisha Coordinate input system having multiple editing modes

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6239792B1 (en) 1995-06-07 2001-05-29 Canon Kabushiki Kaisha Coordinate input system having multiple editing modes

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