JPS63120324A - Coordinate input device - Google Patents

Coordinate input device

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Publication number
JPS63120324A
JPS63120324A JP61265642A JP26564286A JPS63120324A JP S63120324 A JPS63120324 A JP S63120324A JP 61265642 A JP61265642 A JP 61265642A JP 26564286 A JP26564286 A JP 26564286A JP S63120324 A JPS63120324 A JP S63120324A
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JP
Japan
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vibration
transmission plate
vibration transmission
plate
vibrations
Prior art date
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Pending
Application number
JP61265642A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuichiro Yoshimura
雄一郎 吉村
Atsushi Tanaka
淳 田中
Kiyoshi Kaneko
潔 兼子
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP61265642A priority Critical patent/JPS63120324A/en
Publication of JPS63120324A publication Critical patent/JPS63120324A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To decide the coordinate input of a vibration input point and to improve operability with a coordinate input device, by securing a contact between 1st and 2nd vibration transmitting plates with deformation and detecting the vibrations supplied via the contact point by each vibration sensor. CONSTITUTION:The 1st and 2nd vibration transmitting plates 8a and 8b are set to a coordinate input device with a prescribed space secured between them. The plate 8a contains plural vibration sensors 6 and vibratos 4a and 4b that give vibrations to the plates 8a and 8b respectively. Then vibrations are applied to the plate 8a by a vibration pen 3 and the vibrations of the plate 8a are detected by the sensors 6 and then by a signal waveform detecting circuit 9. The vibrator 4a in the pen 3 is driven by a vibration generating part driving circuit 2 to convert the electrical vibrations into ultrasonic wave vibrations. These vibrations are applied to the plate 8a. Then a contact is secured between both plates 8a and 8b with the coordinate input of the pen 3. The input vibrations are detected by each sensor 6 via said contact point and the coordinate input position is decided by an arithmetic control circuit 1.

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野] 本発明は座標入力装置、特に、振動伝達板に入力された
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
て振動伝達板における振動遅延時間から振動入力点の振
動伝達板上での座標を検出する座標入力装置に関するも
のである。
Detailed Description of the Invention "Industrial Application Field" The present invention relates to a coordinate input device, in particular, a coordinate input device that detects vibrations input to a vibration transmission plate using a plurality of sensors provided on the vibration transmission plate, and detects vibrations input to the vibration transmission plate. The present invention relates to a coordinate input device that detects the coordinates of a vibration input point on a vibration transmission plate from a delay time.

[従来の技術] 従来より1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ベンおよびタ
ブシー2トなどを用いた座標入力装置が知られている。
[Prior Art] Coordinate input devices using various input devices, tab sheets, etc. are known as devices for inputting single characters, figures, etc. into a processing device such as a computer.

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。
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.

この種の装置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 in 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゛准シートなどの’iTi磁ない
し静電誘導を検出する方式。
2) A method of detecting 'iTi magnetic or electrostatic induction from conductive sheets placed opposite each other.

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

」−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、したがって液晶表
示器などに入力タブレットを毛ねて配置し、あたかも紙
に画像を占き込むような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 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 can be placed on a liquid crystal display or the like, making it feel as if the image is being read on a piece of paper. It is possible to configure an information input/output device that can be used and has a good operational feel.

[発明が解決しようどする問題点] ところが、上記の超音波振動方式では、振動ペンという
特殊な入力ベンを必要とする問題がある。すなわち、振
動検出側との同期を取るための信号線、電源電圧を供給
するだめの信号線などがついた振動ペンを引きまわして
入力作業を行なうのはかなりわずられしく、指や普通の
ペンにより入力を行なえる他の方式に比べて操作性が劣
るという問題がある。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the above-mentioned ultrasonic vibration method has a problem in that it requires a special input pen called a vibrating pen. In other words, it is quite cumbersome to perform input work by dragging a vibrating pen around with signal lines for synchronizing with the vibration detection side and signal lines for supplying power supply voltage, and it is quite cumbersome to input data using a finger or ordinary pen. There is a problem in that the operability is inferior to other methods that allow input using a pen.

[問題点を解決するための手段] 以りの問題点を解決するために、本発明においては、振
動伝達板に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振動伝達板における振動遅延時
間から振動入力点の振動伝達板」−での座標を検出する
座標入力装置において、所定距離殖して配置された第1
および第2の振動伝達板と、第1ないし第2の伝達板に
複数設けられた振動センサと、第1ないし第2の振動伝
達板に振動を与える振動子と、前記第1の振動伝達板に
振動を入力する振動ペンと、前記第1の振動伝達板の振
動センサにより出力される振動検出信号に基づき第1の
振動伝達板上での振動入力点の座標を検出する手段が設
けられ、前記振動ペンの第1の振動伝達板−1−での座
標、ないし前記第1の振動伝達板と第2の振動伝達板を
接触させた際にilないし第2の振動伝達板に与えられ
た振動の伝達点の座標を検出する構成を採用した。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, in the present invention, vibrations input to the vibration transmission plate are detected by a plurality of sensors provided on the vibration transmission plate, and the vibrations are transmitted. In a coordinate input device that detects the coordinates of a vibration input point on a vibration transmission plate from a vibration delay time on the plate, a first
and a second vibration transmission plate, a plurality of vibration sensors provided on the first and second transmission plates, a vibrator that applies vibration to the first and second vibration transmission plates, and the first vibration transmission plate. a vibrating pen that inputs vibration to the vibration sensor; and means for detecting the coordinates of a vibration input point on the first vibration transmission plate based on a vibration detection signal output by a vibration sensor of the first vibration transmission plate; The coordinates at the first vibration transmission plate -1- of the vibrating pen, or the coordinates given to the il or the second vibration transmission plate when the first vibration transmission plate and the second vibration transmission plate are brought into contact. We adopted a configuration that detects the coordinates of the vibration transmission point.

し作 用] 以[−の構成によれば、振動ペンによる座標入力はもち
ろんのこと、指や普通のペン、鉛筆などにより第1ない
し第2の振動伝達板を変形させて両者を接触させ、第1
ないし第2の振動伝達板に接触点を介して入力される振
動を第1ないし第2の振動伝達板の振動センサにより検
出することにより、振動入力点の座標を決定することが
できる。
According to the configuration described above, in addition to inputting coordinates using a vibrating pen, the first or second vibration transmitting plates are deformed with a finger, an ordinary pen, a pencil, etc., and the two are brought into contact with each other. 1st
The coordinates of the vibration input point can be determined by detecting the vibration input to the first or second vibration transmission plate via the contact point using the vibration sensor of the first or second vibration transmission plate.

[実施例] 以ド1図面に示す実施例に基づき、本発明の詳細な説明
する。
[Example] The present invention will now be described in detail based on an example shown in the drawings.

第1図は未発1!jlを採用した座標人力装置の構造を
示している。第1図の装置は振動ペンによる座標検出の
みならず、振動ペンを用いず直接タブレットを指、鉛筆
などで操作する(この動作モードを以下タッチパネルモ
ードという)ことによっても座標入力を行なえるように
考えられている。
Figure 1 shows 1 unreleased! This figure shows the structure of a coordinate human-powered device that employs jl. The device shown in Figure 1 is capable of not only detecting coordinates using a vibrating pen, but also inputting coordinates by directly operating the tablet with a finger, pencil, etc. without using a vibrating pen (this operating mode is hereinafter referred to as touch panel mode). It is considered.

図において符号8a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。本実施例における振動ペンを用いる座標検出では、
振動ペン3から振動伝達板8a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8a上での座標を検出する。
In the figure, a vibration transmitting plate 8a 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 coordinate detection using a vibrating pen in this example,
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 8a, the coordinates of the vibrating pen 3 on the vibration transmitting plate 8a are detected.

振動伝達板8a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1にするため
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
防止材7によって支持されている。
The vibration transmitting plate 8a has its peripheral portion covered with an anti-reflection material 7 made of silicone rubber or the like in order to prevent vibrations transmitted from the vibrating pen 3 from being reflected at the peripheral portion and returning toward the center. Supported.

振動伝達板8aに超音波振動を伝達させる振動ベン3は
、内部に圧電素子などから構成した振動子4aを有して
おり、振動子4aの発生した超音波振動を先端が尖った
振動増幅用のホーン部5を介して振動伝達板8aに伝達
する。
The vibration ben 3 that transmits ultrasonic vibrations to the vibration transmission plate 8a has a vibrator 4a made of a piezoelectric element inside, and a vibrator 4a with a sharp tip for amplifying the ultrasonic vibration generated by the vibrator 4a. The vibration is transmitted to the vibration transmission plate 8a via the horn portion 5.

第2図(A)は振動ベン3の構造を示している。振動ベ
ン3に内蔵された振動子4aは、振動子駆動回路2によ
り駆動される。振動子4aの駆動信号は第1図の演算お
よび制御回路1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4aに印加
される。
FIG. 2(A) shows the structure of the vibrating vent 3. A vibrator 4 a built in the vibrating ben 3 is driven by a vibrator drive circuit 2 . The drive signal for the vibrator 4a is supplied as a low-level pulse signal from the arithmetic and control circuit 1 shown in FIG. is applied to

′屯気的な駆動信号は振動子4aによって機械的なJl
fl汗波振動に変換され、ホーン部5を介して振動板8
に伝達される。
'The mechanical drive signal is converted to mechanical Jl by the vibrator 4a.
fl is converted into sweat wave vibration and transmitted through the horn section 5 to the diaphragm 8.
transmitted to.

振動子4aの振動周波数はアクリル、ガラスなどの振動
伝達板8a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8aに対して
第2図(A)の垂直方向に振動子4a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4aの振動
周波数を振動子4aの共振周波数とすることで効率のよ
い振動変換がOf能である。
The vibration frequency of the vibrator 4a is selected to a value that can generate plate waves on the vibration transmission plate 8a made of acrylic, glass, or the like. Further, when driving the vibrator, a vibration mode is selected in which the vibrator 4a mainly vibrates in the vertical direction as shown in FIG. 2(A) with respect to the vibration transmission plate 8a. Further, by setting the vibration frequency of the vibrator 4a to the resonance frequency of the vibrator 4a, efficient vibration conversion can be achieved.

上記のように構成された振動ベン3から振動伝達板8a
に伝えられるりl性波は板波であり、表面波などに比し
て振動伝達板8a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右する。
Vibration transmission plate 8a from vibration ben 3 configured as described above
The polar wave transmitted to the vibration transmitting plate 8a is a plate wave, which has the advantage that it is less affected by scratches on the surface of the vibration transmission plate 8a, obstacles, etc. compared to surface waves.

再び、第1図において、振動伝達板8a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9に入力され、後段の演算制御回路l
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は振動伝達時間のX+一定処理を行ない、振動ベン3
の振動伝達板8aLでの座標位置を検出する。
Again, in FIG. 1, the vibration sensor 6 provided at the corner of the vibration transmission plate 8a 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 9, and the subsequent arithmetic control circuit l
is converted into a processable detection signal. The arithmetic control circuit 1 performs vibration transmission time X + constant processing, and the vibration bend 3
The coordinate position of the vibration transmitting plate 8aL is detected.

一方、本実施例では振動伝達板8aに振動を入力する部
材として、振動ベン3のほかに振動伝達板8bを設けて
いる。振動伝達板8bは振動伝達板8aと同様の材質を
反射防lに材7により支持したもので、その−隅には圧
電素子などからなる振動子4bが設けられている。この
振動子4bも前記の振動ベン3のものと同じ駆動信号に
より駆動される。
On the other hand, in this embodiment, a vibration transmission plate 8b is provided in addition to the vibration vent 3 as a member for inputting vibrations to the vibration transmission plate 8a. The vibration transmission plate 8b is made of the same material as the vibration transmission plate 8a and is supported by a material 7 for anti-reflection, and a vibrator 4b made of a piezoelectric element or the like is provided at the negative corner of the vibration transmission plate 8b. This vibrator 4b is also driven by the same drive signal as that of the vibrating vane 3 described above.

振動子4bを設けられた振動伝達板8bは、振動センサ
6を有する振動伝達板8aの下に第2図(C)に示すよ
うにスペーサ8Cを介して所定圧#離して対向配置され
る。
The vibration transmission plate 8b provided with the vibrator 4b is disposed opposite to the vibration transmission plate 8a having the vibration sensor 6 with a predetermined pressure apart via a spacer 8C, as shown in FIG. 2(C).

振動子4bの振動は、操作者が指FによってL面側の振
動伝達板8aを第2図(B)のように押下して変形させ
、下側の振動伝達板8bと接触させることにより+側の
振動伝達板8 a、に伝達される。下側の振動伝達板8
bの振動は振動伝達板8a、8bの接触点Pを介して振
動伝達板8aに伝達される。したがって、1記の振動セ
ンサ6を用いて振動検出を行ない、その振動遅延時間を
測定することで、指による操作モードでも上記接触点P
の座標を検出することができる。
The vibration of the vibrator 4b is caused by the operator pushing down the vibration transmission plate 8a on the L side with his finger F to deform it as shown in FIG. 2(B), and bringing it into contact with the lower vibration transmission plate 8b. The vibration is transmitted to the side vibration transmission plate 8a. Lower vibration transmission plate 8
The vibration b is transmitted to the vibration transmission plate 8a via the contact point P of the vibration transmission plates 8a and 8b. Therefore, by detecting vibration using the vibration sensor 6 described in 1 and measuring the vibration delay time, it is possible to detect the contact point P even in the finger operation mode.
The coordinates of can be detected.

以下、演算制御回路1の構成および座標演算処理につき
詳述するが、振動ベン3を用いる場合と、用いない場合
では演算処置が異なるので、演算制御回路1には第1図
のようにモード切り換えスイッチ1aが接続され、この
スイッチによって振動ベン3を用いる振動ベンモード、
あるいは指Fやその他の部材を用いるタッチパネルモー
ドとを切り換えるようにしである。
The configuration and coordinate calculation processing of the arithmetic control circuit 1 will be described in detail below, but since the arithmetic processing is different depending on whether the vibration vent 3 is used or not, the arithmetic control circuit 1 has a mode switching function as shown in Fig. 1. The switch 1a is connected, and this switch sets the vibration ben mode using the vibrating ben 3,
Alternatively, it is possible to switch between a touch panel mode using the finger F or other members.

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

ここでは主に振動ベン3および振動伝達板8bの振動子
4a、4bの駆動系および振動センサ6による振動検出
系の構6”iを示1.ている。
Here, a structure 6''i of a vibration detection system using a vibration sensor 6 and a drive system for the vibrators 4a and 4b of the vibration bender 3 and the vibration transmission plate 8b is 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、第1図の波形検出回路9は、振動センサ6の出力
から信号波形の解析(後述)にノ^づいて、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夕・f
9ング情報を出力する。このタイミ゛7・グ情報は入カ
ポ−1−15にそれぞれ入力される。
On the other hand, the waveform detection circuit 9 shown in FIG.
Outputs 9-ing information. This timing information is input to input ports 1-15, respectively.

波形検出回路9から入力されるタイミング信号は入カポ
−t−15jこ入力され、′l′1定回路16によリラ
、ッチ回路14内の計数値と比較され、その結果かで・
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!!:!演算が
行なわれる。
The timing signal inputted from the waveform detection circuit 9 is inputted to the input port t-15j, and is compared with the count value in the lira latch circuit 14 by the 'l'1 constant circuit 16.
The information is transmitted to the microcomputer 11. That is, the vibration transmission time is expressed as the latch value of the output data of the counter 13, and the vibration transmission time value is used to determine the position of the seat! ! :! An operation is performed.

表示D l 1 ’の出力制御処理は人出力ボート17
を介I7て行なわれる。
The output control process for display D l 1' is performed by the human output boat 17.
This is done via I7.

第4図は第1 fj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測処理を説明す
るものである。第4図において符号41で示されるもの
は振動ベン3および振動伝達板8 bの振動子4a、4
bに対して印加される駆動信−)パルスである。
FIG. 4 explains the detected waveform input to the waveform detection circuit 9 of the first fj and the measurement process of the vibration transmission time based on the detected waveform. In FIG. 4, the reference numeral 41 indicates the vibration bender 3 and the vibrators 4a and 4 of the vibration transmission plate 8b.
The driving signal (-) pulse applied to b.

まず、振動ベンモードにおける座標演算につ、き説明す
る。
First, coordinate calculation in vibration Benn mode will be explained.

振動伝達板8bないし振動ベン3から振動伝達J+78
aに伝達された振動は、振動伝達板8a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。
Vibration transmission J+78 from vibration transmission plate 8b or vibration ben 3
The vibration transmitted to the vibration sensor 6 travels within the vibration transmission plate 8a for a time tg corresponding to the distance to the vibration sensor 6, and then reaches the vibration sensor 6.

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8a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。
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 8a 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vg、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
動ベン3と振動センサ6間の距1撃を検出することがで
きる。
Here, the speed at which the envelope advances is assumed to be group velocity vg, and the phase velocity is assumed to be Vp. From this difference in group velocity and phase velocity, one stroke in the distance between the vibration sensor 3 and the vibration sensor 6 can be detected.

まず、1ンベローブ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J二の点、たとえばピー
クを第4図の符号43のように検出すると、振動ベン3
および振動センサ6の間の距離dはその振動伝達時間を
tgとして d=Vgφt、 ff           ・・・(
1)となる。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
人力I気Pの距離を示すことができる。
First, if we focus only on the first envelope 421, its velocity is Vg, and if we detect a certain point, for example, the peak of the waveform J2, as indicated by reference numeral 43 in FIG.
and the distance d between the vibration sensor 6 is the vibration transmission time tg, d=Vgφt, ff...(
1). Although this equation relates to one of the vibration sensors 6, the same equation can indicate the distance between the other two vibration sensors 6 and the vibration human power I-P.

さらに、よりjΩi精度な座標値を決定するためには1
位相値−シの検出にノ1(づく処理を行なう、第4図の
位相波形422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と十れ
ば振動センサと振動ベンの距離dは d=n@λp+Vp カt p     −(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 more jΩi accuracy, 1
To detect the phase value - 1, a specific detection point of the phase waveform 422 in FIG. and the distance d between the vibration bends is d=n@λp+Vp cut p - (2) where input p is the wavelength of the elastic wave and n is an integer.

IFj記の(1)戊と(2)式からE記ノ!!!l& 
nはn= [(Vgllt g−VpHt p)/入p
 + l / N ]・・・(3)と示される。ここで
NはO以外の実数であり、^ちな数&j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 formula (1) and (2) of IFj, we get E! ! ! l&
n is n=[(Vgllt g−VpHt p)/input p
+l/N]...(3). Here, N is a real number other than O, and the number &j is used. For example, if N=2, n can be determined within ±1/2 wavelength. n obtained as described above can be determined.

上記のようにして求めたnを(2)式に代入することで
、振動ベン3および振動センサ6間の距離を正確にA1
1l定することができる。
By substituting n obtained as above into equation (2), the distance between the vibration vent 3 and the vibration sensor 6 can be accurately determined by A1.
1l can be determined.

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。
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.

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速時間検出信号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-speed time detection signal Tg has a predetermined waveform.
is formed and input to the arithmetic control circuit l.

また、このTg信−二と、〃延時間調整回路57によっ
て遅延ごれた元信号からコンパレータ検出回路58によ
り位相遅延時間検出信号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 this Tg signal 2 and the original signal delayed by the delay time adjustment circuit 57, and is inputted to the arithmetic control circuit l.

以ト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 below 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個の検出信号が演算制御回路1に入力される。
If the number of sensors is generalized to h, then h detection signals each having an envelope delay time Tgl to h1 phase delay time Tpl-h are input to the arithmetic control circuit 1.

第3図の演算制御回路では上記のTgl〜h、Tp1〜
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は振動子ペ
ンの駆動と回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a i
f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 Tgl~h, Tp1~
The 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 drive of the vibrator pen. The latch circuit 14 has envelope and phase a i
Data indicating f time is captured.

第6図のように振動伝達板8aの角部に3つの振動セン
サ6を符号SlからS3の位置に配置すると、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R1i d 1
” d 3を求めることができる。さらに演算制御回路
lでこの直線距離d1〜d3に基づき振動ベン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。
When three vibration sensors 6 are arranged at the positions S1 to S3 at the corners of the vibration transmission plate 8a as shown in FIG. Straight line distance to the position of vibration sensor 6 R1i d 1
" d 3 can be obtained.Furthermore, the coordinates (X, y) of the position P of the vibrating vent 3 can be obtained from the three-square theorem using the following equation based on the linear distances d1 to d3 using the arithmetic control circuit l. I can do it.

ここでX、YはS2、S3の位置の振動センサ6と原点
(位置S l )のセンサのX、Y軸に沿った距離であ
る。
Here, X and Y are 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 S l ).

以−に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。ここで、距離d、からd〕
の和、差をそれぞれ、A=dl +d2.B=dl−d
2.C=d、→−d:>、D=di−dニー1と定義し
ておく。
In the manner described above, the position coordinates of the vibrating pen 3 can be detected in real time. Here, distance d, to d]
The sum and difference of A=dl +d2. B=dl-d
2. Define C=d, →-d:>, D=di-d knee 1.

次に、タッチパネルモー1;’ +yおける座標演算に
つき説明する9 第1図に示すように、振動伝達板8bの振動子4bは第
6図の原点位2tSlに装着されているものとする。
Next, the coordinate calculation at touch panel mode 1;'+y will be explained.9 As shown in FIG. 1, it is assumed that the vibrator 4b of the vibration transmission plate 8b is mounted at the origin position 2tSl in FIG.

この場合、第6図から明らかなように、Sl、S2、S
3の各位置において振動センサ6により41られる距離
情報は、振動が振動伝達板8a、8bの両方を伝わるの
でそれぞれ次にようになる。
In this case, as is clear from FIG. 6, Sl, S2, S
Since the vibration is transmitted through both the vibration transmission plates 8a and 8b, the distance information obtained by the vibration sensor 6 at each position of 3 is as follows.

Sl : 2− d、=I 32 : dB +d2 =A S3 : dl +d3=C したがって、タッチパネルモードにおいても。Sl: 2-d, =I 32: dB + d2 = A S3: dl + d3=C Therefore, even in touch panel mode.

Sl、S2からの取得情報からB=d1−d2、D=d
l−d:(の各値を11)ることができ、これらを(4
)、(5)式に代入することでリアルタイムで振動入力
点Pの座標(x、y)を決定することができる。
From the information obtained from Sl and S2, B=d1-d2, D=d
ld: (each value of 11), and these can be (4
) and (5), the coordinates (x, y) of the vibration input point P can be determined in real time.

1−記の工、A、Cの値はそれぞれ前記(2)、(3)
式から算出されるので、振動伝達MM8a、8bに関し
て群速度Vg、位相速度Vpは等しくなければならない
。いいかえれば、振動伝達板8a、8bの々V質として
の特性が等しくなければならないので、振動伝達板8a
、8bは同一の材質から同じ厚みに形成される必要があ
る。
1- The values of A, A and C are as in (2) and (3) above, respectively.
Since it is calculated from the formula, the group velocity Vg and phase velocity Vp must be equal for the vibration transmission MMs 8a and 8b. In other words, since the vibration transmission plates 8a and 8b must have the same V-quality characteristics, the vibration transmission plates 8a and 8b must have the same characteristics as V quality.
, 8b must be formed from the same material and have the same thickness.

その他には制約がないので、振動伝達板8a、8bはガ
ラス、アクリルなどの透明板から構成し、CRTディス
プレイなどの表示器上に重ねて用いることが考えられる
。この場合には、検出された振動入力点の座標に対応し
て表示器上にドツト表示を行ない、振動ベン3ないし指
などによりに寸」十入力された点、線などの要素により
構成される画像をあたかも紙に古き込みを行なったよう
に表示させることができる。
Since there are no other restrictions, it is conceivable that the vibration transmission plates 8a and 8b are made of transparent plates such as glass or acrylic, and used by stacking them on a display device such as a CRT display. In this case, a dot is displayed on the display corresponding to the coordinates of the detected vibration input point, and the point is made up of elements such as points and lines whose dimensions are input using the vibration bevel 3 or a finger. Images can be displayed as if they were aged on paper.

また、このような構成によれば表示器にメニュー表示を
行ない、振動ペンや指によりそのメニュー項[1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
ンや指を接触させるなどの入力方式を用いることもでき
る。
In addition, according to such a configuration, a menu is displayed on the display, and the menu item [1] is selected using the vibrating pen or finger, or a prompt is displayed and the vibrating pen or finger is brought into contact with a predetermined position. Input methods can also be used.

あるいは、振動伝達板が透明でなくでもよい場合法、゛
は材質と1〜T金属などを用いても構わない。
Alternatively, in the case where the vibration transmission plate does not need to be transparent, a material such as 1 to T metal may be used.

−1−記の振動ベンモードあるいは夕・ソチバネルモー
ドの演算はスイッチ1aにより切り換える。
The operation of the vibration Ben mode or evening/Sochiban mode described in -1- is switched by switch 1a.

し、たがって、操作基はスイッチlaの切り換えにより
所11Iのモードを用いて座標入力処理を行なうことか
で5る。
Therefore, the operation panel can be changed by changing the switch la to perform coordinate input processing using the mode 11I.

振動セン′4j6ないし、振動子4bの振動伝達板8a
、8bに対する取り+1け位置は上記に限定されること
なく種々選択することができる。ただし、座標演算の方
法は異なってくる。
Vibration transmitting plate 8a of vibration sensor '4j6 or vibrator 4b
, 8b can be selected from various positions without being limited to the above. However, the method of coordinate calculation is different.

第7図は異なる振動センサ6および振動子4bの配置を
示している。本実施例では第6図の位置S3に対応する
振動センサ6を省略し、振動伝達板8aのセンサを第8
図に示すように位2ffiSl、S2の2点のみとした
。振動伝達板8b側の振動子4bの構成は前記と同様で
ある。
FIG. 7 shows different arrangements of the vibration sensor 6 and the vibrator 4b. In this embodiment, the vibration sensor 6 corresponding to position S3 in FIG. 6 is omitted, and the sensor on the vibration transmission plate 8a is placed at the
As shown in the figure, only two points, 2ffiSl and S2, were used. The configuration of the vibrator 4b on the vibration transmission plate 8b side is the same as described above.

このような構成においては、振動遅延時間から求めた直
線距離にもとづく座標演算式は次のようになる。
In such a configuration, the coordinate calculation formula based on the straight line distance determined from the vibration delay time is as follows.

y=、7正〒−7−二−玉−丁     ・・・(7)
ここで必要なデータはdB、dl d2、d、+d2で
あるが、これらは第8図から明らかなように振動ベンモ
ードでは各位置S1、S2のセンサにより次のように求
められる。
y=, 7 correct 〒-7-two balls-ding...(7)
The data required here are dB, dl d2, d, +d2, and as is clear from FIG. 8, these are obtained in the vibration Venn mode by the sensors at each position S1 and S2 as follows.

Sl:d。Sl:d.

S2:d2 また、タッチパネルモードでは、 512−d’I S2 : cii +d2 のようにデータを得られるから、 したがってこれらの値から上記の各データd、、di−
d2、dl+d2をη出し、(6)、(7)式に基づい
て座標を決定できる。
S2: d2 Also, in the touch panel mode, data can be obtained as 512-d'I S2 : cii + d2, so each of the above data d,, di- can be obtained from these values.
By calculating η of d2 and dl+d2, the coordinates can be determined based on equations (6) and (7).

また、上側の振動伝達板8aに振動子を設けることも考
えられる。
It is also conceivable to provide a vibrator on the upper vibration transmission plate 8a.

たとえば、第9図に示すように、振動伝達板8aの位置
SL(第6図、第8図参照)に振動子4bを位置S3に
振動センサ6を1個設け、一方、振動伝達板8bの位2
1S1およびS3に2つの振動センサ6を設ける構成が
考えられる。
For example, as shown in FIG. 9, a vibrator 4b is provided at position SL (see FIGS. 6 and 8) of vibration transmission plate 8a, and one vibration sensor 6 is provided at position S3, while one vibration sensor 6 is provided at position S3 of vibration transmission plate 8b. place 2
A configuration in which two vibration sensors 6 are provided in 1S1 and S3 is considered.

このような構成によれば、振動ベンモードでは前記の(
4)、(5)式、タッチパネルモードにおいては(6)
、(7)式による演算を行なって座標検出処理をおこな
うことができる。
According to such a configuration, in the vibration Venn mode, the above-mentioned (
4), (5), and (6) in touch panel mode.
, (7) can be used to perform coordinate detection processing.

[発明の効果1 以にから明らかなように1本発明によれば、振動伝達板
に入力された振動を振動伝達板に複t!設けられたセン
サにより検出して振動伝達板における振動〃延1寺間か
ら振動入力点の振動伝達板上での座標を検出する座標入
力装置において、所定圧#離して配置された第1および
第2の振動伝達板と、第1ないし第2の伝達板に複数i
没けられた振動センサと、第1ないし第2の振動伝達板
に振動をr〜える振動子と、111記第1の振動伝達板
に振動を入力する振動ペンと、前記第1の振動伝達板の
振動センサにより出力される振動検出信時に基づき第1
の振動伝達板にでの振動入力点の座標を検出する手段が
設けられ、前記振動ペンの第1の振動伝達板上での座標
、ないし前記第1の振動伝達板と第2の振動伝達板を接
触させた際に第1ないし第2の振動伝達板に与えられた
振動の伝達点の座標を検出する構成を採用しているので
、振動ペンを用いるモード、あるいは指、鉛筆などを用
いて振動伝達板を操作する振動ペンを用いないモードの
いずれにおいても座標入′力を行なうことができる優れ
た座標入力装置を提供することができる。
[Effect of the Invention 1] As is clear from the above, according to the present invention, the vibrations input to the vibration transmission plate are transmitted to the vibration transmission plate multiple times! In a coordinate input device that detects the coordinates of a vibration input point on the vibration transmission plate from vibration on the vibration transmission plate by detecting vibration on the vibration transmission plate with a sensor provided, first and second 2 vibration transmission plates, and a plurality of i on the first and second transmission plates.
a submerged vibration sensor, a vibrator that transmits vibration to the first or second vibration transmission plate, a vibration pen that inputs vibration to the first vibration transmission plate, and the first vibration transmission. The first signal is detected based on the vibration detection signal output by the plate vibration sensor.
means for detecting the coordinates of a vibration input point on the vibration transmission plate of the vibrating pen, the coordinates of the vibration input point of the vibrating pen on the first vibration transmission plate, or the first vibration transmission plate and the second vibration transmission plate. The system uses a configuration that detects the coordinates of the transmission point of the vibration applied to the first or second vibration transmission plate when the two vibration transmission plates are in contact with each other. It is possible to provide an excellent coordinate input device that can input coordinates in any mode that does not use a vibrating pen to operate a vibration transmitting plate.

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

第1図は本発明を用した座標入力装置の構成を示した説
明図、第2図(A)は第1図の振動ペンの構造を示した
説明図、第2図(B)はタッチパネルモードにおける入
力操作を示した説明[4、第2図(C)は振動伝達板の
配置を示した説明図、第3図は第1図の演算制御回路の
構造を示したブロック図、第4図は振動ペンと振動セン
サの間の圧路測定を説明する検出波形を示した波形図、
第5図は第1図の波彰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
および第8図は異なる実施例における振動センサと振動
子の配置をそれぞれ示した説明図、第9図はさらに異な
る振動センサと振動子の配置を示した説明図である。 1・・・演算制御回路     3・・・振動ベン4a
、4b・・・振動子    6・・・振動センサ8a、
8b・・・振動伝達板 15・・・入力ボート 51・・・前置増幅器 52・・・エンベロープ検出回路 54.58・・・信号検出回路 59・・・A/D変換回路 第2図(8) (積土口30 澤ト尋制御ロ路の7′日2,7図 第3図 第4図 第5図 第6図
Figure 1 is an explanatory diagram showing the configuration of a coordinate input device using the present invention, Figure 2 (A) is an explanatory diagram showing the structure of the vibrating pen in Figure 1, and Figure 2 (B) is a touch panel mode. Explanation showing the input operation in [4, Fig. 2 (C) is an explanatory diagram showing the arrangement of the vibration transmission plate, Fig. 3 is a block diagram showing the structure of the arithmetic control circuit in Fig. 1, Fig. 4 is a waveform diagram showing a detection waveform explaining pressure path measurement between a vibration pen and a vibration sensor,
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the wave detection circuit in FIG. 1, FIG. 6 is an explanatory diagram showing the arrangement of the vibration sensor, and FIGS. 7 and 8 are vibration sensors and vibration FIG. 9 is an explanatory diagram showing a further arrangement of the vibration sensor and the vibrator. 1... Arithmetic control circuit 3... Vibration ben 4a
, 4b... Vibrator 6... Vibration sensor 8a,
8b...Vibration transmission plate 15...Input boat 51...Preamplifier 52...Envelope detection circuit 54.58...Signal detection circuit 59...A/D conversion circuit Fig. 2 (8 ) (Lowering port 30 Sawatohiro control road 7' day 2, 7 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 6

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)振動伝達板に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振動伝達板における振動
遅延時間から振動入力点の振動伝達板上での座標を検出
する座標入力装置において、 所定距離離して配置された第1および第2の振動伝達板
と、 第1ないし第2の伝達板に複数設けられた振動センサと
、第1ないし第2の振動伝達板に振動を与える振動子と
、 前記第1の振動伝達板に振動を入力する振動ペンと、 前記第1の振動伝達板の振動センサにより出力される振
動検出信号に基づき第1の振動伝達板上での振動入力点
の座標を検出する手段が設けられ、 前記振動ペンの第1の振動伝達板上での座標、ないし前
記第1の振動伝達板と第2の振動伝達板を接触させた際
に第1ないし第2の振動伝達板に与えられた振動の伝達
点の座標を検出することを特徴とする座標入力装置。 2)前記振動ペンを用いる動作モードと振動伝達板どう
しを接触させる動作モードのいずれかを選択する手段を
設けたことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の
座標入力装置。
[Claims] 1) The vibration input to the vibration transmission plate is detected by a plurality of sensors provided on the vibration transmission plate, and the coordinates of the vibration input point on the vibration transmission plate are determined from the vibration delay time on the vibration transmission plate. A coordinate input device for detection includes first and second vibration transmission plates arranged a predetermined distance apart, a plurality of vibration sensors provided on the first and second transmission plates, and first and second vibration transmission plates. a vibrator that applies vibration to a plate; a vibrating pen that inputs vibration to the first vibration transmission plate; and a first vibration transmission plate based on a vibration detection signal output by a vibration sensor of the first vibration transmission plate. means for detecting the coordinates of a vibration input point on the first vibration transmission plate of the vibrating pen, or when the first vibration transmission plate and the second vibration transmission plate are in contact with each other; A coordinate input device characterized in that the coordinate input device detects the coordinates of a transmission point of vibration applied to a first vibration transmission plate or a second vibration transmission plate. 2) The coordinate input device according to claim 1, further comprising means for selecting either an operation mode in which the vibrating pen is used or an operation mode in which the vibration transmission plates are brought into contact with each other.
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